gaz ammoniac

[invite5752e0bc]

Comment préparer ce gaz ?
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[moco]

Dans l'industrie, on le préapre en combinant de l'azote atmosphérique N₂ et de l'hydrogène H₂, à très haute pression et haute température, en présence d'un catalyseur.

En laboratoire on peut le préparer en mélangeant du chlorure d'ammonium NH₄Cl et de la chaux Ca(OH)₂ (ou de la soude NaOH). Il se passe la réaction :
Ca(OH)₂ + 2 NH₄Cl --> CaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O

[invite5752e0bc]

en fait je voudrais remplir un ballon en verre avec du gaz ammoniaque c'est pour un TP de première S. je me demande comment faire

[invite85b45ef5]

on trouve dans le commerce de l'AMMONIAQUE dont la formule est NH4OH en solution plus ou moins diluée.
Il suffit de chauffer cette solution pour faire dégager le gaz AMMONIAC NH3:
NH4OH liq + Q => NH3 gaz + H2O
Ce gaz se combine à l'eau et cette combinaison est très soluble
Si tu veux remplir un ballon d'ammoniac NH3, le mieux sera de remplir ce ballon d'huile minérale, de mettre le ballon en communication avec la source de NH3 et d'aspirer l'huile avec un siphon.
Il passera toujours de la vapeur d'eau et le gaz aura tendance à se condenser avec l'eau et la pression dans le ballon aura tendance à baisser.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Non, Felicha. NH₄OH n'existe pas. Il existe une solution de NH₃ dans l'eau, mais cette solution ne contient pas de NH₄OH. Si on essaie de mettre en contact des ions NH₄⁺ et OH- dans l'eau ou à sec, on ne forme jamais NH₄OH, mais on produit un transfert de protons qui forme NH₃ et H₂O.

Tu es un peu pardonné, car on a longtemps cru que, lors de sa dissolution dans l’eau, NH₃ réagissait chimiquement avec l’eau en formant de l’hydroxyde d’ammonium NH₄OH selon l’équation :
NH₃ + H₂O → NH₄OH

Cette opinion est erronée. NH₄OH n’existe pas. Mais ceux qui le croient sont excusables. La raison en est historique. Elle remonte au 19ème siècle. A cette époque, les ions n’étaient pas connus, et on avait établi que :
1 - les bases étaient des molécules dont la formule est terminée par OH.
2 – les acides et les bases réagissent en formant un sel et de l’eau. Cela marche pour les tous les acides et toutes les bases connues à l’époque (sauf avec NH₃) :
NaOH + HCl → NaCl + H₂O
NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O
2 KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2 H₂O
Ca(OH)₂ + 2 HCl → CaCl₂ + 2 H₂O
2 Al(OH)₃ + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6 H₂O
etc.

Le seul ennui, c’est qu’il existe une base, NH₃, qui réagit bien avec les acides et forme un sel, mais qui ne forme pas d’eau, selon les équations :
NH₃ + HCl → NH₄Cl
2 NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄
etc.

Ce manque d’eau perturbait les scientifiques qui n’aiment pas les exceptions. Ils ont alors imaginé que NH₃ réagit avec l’eau lors de sa dissolution, qu’il se forme NH₄OH, et que cette « molécule » réagissait avec les acides comme HCl ou H₂SO₄, en formant un sel et de l’eau. Ils ont alors ... inventé la réaction suivante qui se passe quand on mélange une solution de NH₃ et une solution acide :
NH₄OH + HCl → NH₄Cl + H₂O
2 NH₄OH + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ + 2 H₂O

Tout le monde était content. Et les marchands ont commencé à vendre des solutions d’ammoniaque en les étiquetant « Hydroxyde d’ammonium NH₄OH ».

Un grand changement s’est produit vers 1890, quand Arrhénius a « découvert » les ions. On a dû alors réécrire toutes les équations pour les solutions aqueuses. Par exemple, l’équation entre NaOH et HCl s’est alors transformée ainsi :
Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- → Na⁺ + Cl^- + H₂O
ce qui peut se simplifier en :
H⁺ + OH^- → H₂O
ou encore, comme on l’a appris un peu plus tard (Brönsted, 1923) :
H₃O⁺ + OH^- → 2 H₂O
Ceci montre, en particulier, qu’une solution ne peut pas contenir en même temps les ions H₃O⁺ et OH^- (si on excepte les 10^-7 mole/L issus de l’autoprotolyse de l’eau)

L’ennui, c’est que l’introduction des ions pose des difficultés pour l’ammoniaque. Si sa solution était formée de NH₄OH, elle devrait contenir les ions NH₄⁺ et OH^-. Or quand on mélange une substance qui contient des ions NH₄⁺ comme NH₄Cl, et une autre qui contient des ions OH^- comme NaOH. on observe une très vive réaction, qui dégage le gaz NH₃ , et qui peut s’écrire :
- Entre molécules : NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O
- Entre ions : NH₄⁺ + OH^- → NH₃ + H₂O

Cette dernière équation montre que NH₄⁺ et OH^- ne peuvent pas coexister dans une même solution. Donc que NH₄OH n’existe pas !

En conséquence, les marchands d’ammoniaque, qui voulaient être à la page, ont changé leurs étiquettes d’Hydroxyde d’ammonium, et vendu leurs solutions d’ammoniaque avec l’étiquette « Solution concentrée de NH₃ dans l’eau».
Aïe, aïe ! Cela n’a pas plu à la clientèle, qui refusait d’utiliser cette « cochonnerie » de solution de NH₃ dont ils disaient qu'elle qui ne débouchait plus leurs tuyaux encrassés, alors que NH₄OH allait si bien…

Qu’auriez-vous fait à leur place ? Un marchand veut surtout vendre. Devant l’hostilité des clients, ils ont remis les anciennes étiquettes. Et tout le monde est content. C’est pour cela que certains marchands vendent toujours aujourd’hui de l’ammoniaque avec l’étiquette NH₄OH.

Pour conclure, on a récemment fait la preuve par la spectroscopie Raman, que la solution de NH₃ ne contient pas de molécules NH₄OH. On a même calculé la forme que devrait avoir la pseudo-molécule NH₄OH, à l’aide des attractions et répulsions entre électrons. Ce calcul a montré que le 4ème H est beaucoup plus éloigné de N que les 3 premiers, et qu’il reste attaché à O.

[invite85b45ef5]

Non, Felicha. NH₄OH n'existe pas. Il existe une solution de NH₃ dans l'eau, mais cette solution ne contient pas de NH₄OH. Si on essaie de mettre en contact des ions NH₄⁺ et OH- dans l'eau ou à sec, on ne forme jamais NH₄OH, mais on produit un transfert de protons qui forme NH₃ et H₂O.

Tu es un peu pardonné, car on a longtemps cru que, lors de sa dissolution dans l’eau, NH₃ réagissait chimiquement avec l’eau en formant de l’hydroxyde d’ammonium NH₄OH selon l’équation :
NH₃ + H₂O → NH₄OH

Cette opinion est erronée. NH₄OH n’existe pas. Mais ceux qui le croient sont excusables. La raison en est historique. Elle remonte au 19ème siècle. A cette époque, les ions n’étaient pas connus, et on avait établi que :
1 - les bases étaient des molécules dont la formule est terminée par OH.
2 – les acides et les bases réagissent en formant un sel et de l’eau. Cela marche pour les tous les acides et toutes les bases connues à l’époque (sauf avec NH₃) :
NaOH + HCl → NaCl + H₂O
NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O
2 KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2 H₂O
Ca(OH)₂ + 2 HCl → CaCl₂ + 2 H₂O
2 Al(OH)₃ + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6 H₂O
etc.

Le seul ennui, c’est qu’il existe une base, NH₃, qui réagit bien avec les acides et forme un sel, mais qui ne forme pas d’eau, selon les équations :
NH₃ + HCl → NH₄Cl
2 NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄
etc.

Ce manque d’eau perturbait les scientifiques qui n’aiment pas les exceptions. Ils ont alors imaginé que NH₃ réagit avec l’eau lors de sa dissolution, qu’il se forme NH₄OH, et que cette « molécule » réagissait avec les acides comme HCl ou H₂SO₄, en formant un sel et de l’eau. Ils ont alors ... inventé la réaction suivante qui se passe quand on mélange une solution de NH₃ et une solution acide :
NH₄OH + HCl → NH₄Cl + H₂O
2 NH₄OH + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ + 2 H₂O

Tout le monde était content. Et les marchands ont commencé à vendre des solutions d’ammoniaque en les étiquetant « Hydroxyde d’ammonium NH₄OH ».

Un grand changement s’est produit vers 1890, quand Arrhénius a « découvert » les ions. On a dû alors réécrire toutes les équations pour les solutions aqueuses. Par exemple, l’équation entre NaOH et HCl s’est alors transformée ainsi :
Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- → Na⁺ + Cl^- + H₂O
ce qui peut se simplifier en :
H⁺ + OH^- → H₂O
ou encore, comme on l’a appris un peu plus tard (Brönsted, 1923) :
H₃O⁺ + OH^- → 2 H₂O
Ceci montre, en particulier, qu’une solution ne peut pas contenir en même temps les ions H₃O⁺ et OH^- (si on excepte les 10^-7 mole/L issus de l’autoprotolyse de l’eau)

L’ennui, c’est que l’introduction des ions pose des difficultés pour l’ammoniaque. Si sa solution était formée de NH₄OH, elle devrait contenir les ions NH₄⁺ et OH^-. Or quand on mélange une substance qui contient des ions NH₄⁺ comme NH₄Cl, et une autre qui contient des ions OH^- comme NaOH. on observe une très vive réaction, qui dégage le gaz NH₃ , et qui peut s’écrire :
- Entre molécules : NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O
- Entre ions : NH₄⁺ + OH^- → NH₃ + H₂O

Cette dernière équation montre que NH₄⁺ et OH^- ne peuvent pas coexister dans une même solution. Donc que NH₄OH n’existe pas !

En conséquence, les marchands d’ammoniaque, qui voulaient être à la page, ont changé leurs étiquettes d’Hydroxyde d’ammonium, et vendu leurs solutions d’ammoniaque avec l’étiquette « Solution concentrée de NH₃ dans l’eau».
Aïe, aïe ! Cela n’a pas plu à la clientèle, qui refusait d’utiliser cette « cochonnerie » de solution de NH₃ dont ils disaient qu'elle qui ne débouchait plus leurs tuyaux encrassés, alors que NH₄OH allait si bien…

Qu’auriez-vous fait à leur place ? Un marchand veut surtout vendre. Devant l’hostilité des clients, ils ont remis les anciennes étiquettes. Et tout le monde est content. C’est pour cela que certains marchands vendent toujours aujourd’hui de l’ammoniaque avec l’étiquette NH₄OH.

Pour conclure, on a récemment fait la preuve par la spectroscopie Raman, que la solution de NH₃ ne contient pas de molécules NH₄OH. On a même calculé la forme que devrait avoir la pseudo-molécule NH₄OH, à l’aide des attractions et répulsions entre électrons. Ce calcul a montré que le 4ème H est beaucoup plus éloigné de N que les 3 premiers, et qu’il reste attaché à O.

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Même à notre époque nous savions que l'orthographe NH4 n'était qu'une convention.

Mais cela facilitait beaucoup les calculs.
Cela sans contredire les diverses observations concernant les réactions du NH3 .

Par contre je ne crois pas que la façon d'orthographier les réactions chimiques représente un progrès manifeste.


Je ne suis pas sur que les "Calcium dihydrogénates phosphat"
améliorent beaucoup l'étude de la fabrication du phosphate monocalcique que nous écrivions (horreur)
(PO4H2)2Ca

Cependant je ne suis pas sur que les changements périodiques de "nomenclature" chimique correspondent toujours à une avancée de la connaissance

Pendant un siècle nous écrivions SO4H2 pour l'acide sulfurique et
SO4Na2 pour le sulfate de soude

Aujourd'hui, il n'y a que les potards qui vendent encore du sulfate de soude.

Pour nos chimistes actuels il ne peut s'agir que de Na2SO4 ou Natrium sulfate

Peut être l'influence des langues anglo saxonnes et leur esprit de contradiction de la pensée latine.

Chaque génération invente une nouvelle "nomenclature"

Je ne suis pas sur que cela fasse beaucoup avancer la connaissance, mais cela permet peur être à certains de croire qu'ils sont bons pour le Nobel.

Attention bientôt il y aura une nouvelle nomenclature, alors faut faire fissa !