Équation non stoechiométrique

[invite9666148b]

Bonjour,

Dans le cadre d'une étude de cas, j'ai du trouver une synthèse pour une poudre biphasique composée d'hydroyapatite et de bTCP, à partir de publications trouvées sur internet.
J'ai pu déterminer qu'à partir de nitrate de calcium tétrahydrate, d'hydrogénophosphate de diammonium et d'ammoniaque, on obtient une hydroxyapatite déficitaire en calcium selon cette réaction :
Ca(NO₃)₂,4H₂O +(NH4)₂HPO₄ + NH₄OH = Ca_10-x(HPO4)_x(PO4)_6-x(OH)_2-x + NH₄NO₃ + H₂O

(Puis par calcination, l'hydroxyapatite déficitaire en calcium donne un mélande d'hydroxyapatite et de bTCP)

Comment équilibrer cette réaction puisque le composé obtenu n'est pas stoechiométrique ? Est-ce possible ?!
En fait mon but final serait de connaitre la quantité de produit synthétisé mais je suis complètement larguée pour le coup !

Une âme charitable pour m'éclaircir svp ?!
Merci beaucoup
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[moco]

Avant toute chose, il faut écrire une équation avec des molécules qui existent.
1) NH₄OH n'existe pas. C'est une solution de NH₃ dans l'eau.
2) Ensuite, même si tu utilises du nitrate de calcium hydraté dont la formule est conforme à Ca(NO₃)₂·4H₂O, il faut savoir que l'eau de cristallisation, donc les 4 H₂O de ta formule, est un résidu de l'évaporation de cette substance et n'intervient pas dans la réaction chimique.
3) Es-tu sûre de ta formule ? Il me paraît incroyable que puisse subsister des ions OH^- et des ions HPO₄^2- dans la même structure. D'habitude OH^- et HPO₄^2- réagissent ensemble pour faire de l'eau et des ions PO₄^3-.
Et dans ce cas, si ma supposition était correcte (donc ta formule fausse), les x ions HPO₄^- disparaîtraient en consommant x ions OH-. On n'aurait plus qu'un seul ion à base de P, et il y en aurait 6-x+x = 6 ions PO₄^3-. De tous les ions négatifs, il ne subsisterait que 6 ions PO₄^3- et 2-2x ions OH^-. L'équation serait .
(10-x) Ca(NO₃)² + 6 (NH₄)₂HPO₄ + .. NH₃ + (2-2x) H₂O --> Ca_10-x(PO₄)₆(OH)_2-2x + (20-2x) NO₃^- + .. NH₄⁺

Mais bon. Mon hypothèse de la non-existence simultanée de OH^- et HPO₄^- est peut-être incorrecte en phase cristalline. Ce n'est pas grave. Il suffit de considérer que x groupes PO₄ réagissent avec x molécules d'eau pour former x ions OH- et x ions HPO₄^-, et le tour est joué.

Je fatigue. Il reste à finir le travail et à équilibrer les N de NH₄ et les O de OH, en introduisant assez de NH₃ et de H₂O à gauche. Ce n'est pas très difficile. J'espère t'avoir mis sur la voie. Vérifie mes calculs et continue !

[invite9666148b]

Merci pour ta réponse, toutes les équations sont tirées telles quelles de publications scientifiques.
Peut-être est-ce plus simple de calculer tout ça sans passer par l'étape intermédiaire de l'hydroxyapatite déficitaire en calcium mais directement en considérant la formation d'hydroxyapatite et de bTCP, ça enlèverait le problème concernant la coexistence des ions OH- et HPO4..
En tout cas merci d'avoir répondu, tu as pu m'apporter quelques éclaircissements !

[invite935b1a97]

Comment équilibrer cette réaction puisque le composé obtenu n'est pas stoechiométrique ? Est-ce possible ?!

oui c'est tout à fait possible. Il suffit d'introduire le x dans le côté gauche de l'équilibre chimique... mais comme moco l'a dit, il faut faire attention avec NH4OH qui n'est pas un vrai composé... je le remplacerais par NH3 (aqueux) dans le membre de gauche.

[A voir en vidéo sur Futura]