NH4OH revient a du NH3 ?

[bastien14789]

Bonjour à tous, j'ai demandé une question à mon prof par rapport à un exercice, mais sa réponse était pas vraiment top à mon goût (il est du genre a dire quelque chose alors que son cours dit le contraire, enfin bref).

Voici l'énoncé de l'exercice:

"Quelle quantité de AgBr peut-on dissoudre dans une solution 1M en hydroxyde d'ammonium sachant que la constante de complexion Kc = 1,4*10^7 pour la réaction Ag^+ + 2NH3 <-> (équilibre) [Ag(NH3)2]^+
On donne aussi Ks de AgBr (constante de solubilité) = 4*10^(-13)".

Mon probleme vient alors du faire que les NH3 proviennent de l hydroxyde d ammonium 1M. Si je me trompe pas, hydroxyde d ammonium c est NH4OH. Et comme on voit justement les équilibres, comment on peut dire (car c'est ce que mon prof m'a dit, justement c'est ca que je trouve bizarre) que NH3 c est aussi 1M ? Il n'est stipulé nul part que le NH4OH subit une réaction complète. En plus je sais même pas vraiment comment on passe de l un a l autre. Je pense c'est NH4OH <-> NH4^+ + OH^- puis NH4^+ + 1 electron <-> NH3. Donc on aurait aussi une rédox.
Bref, si vous savez m'éclairer sur ce point. C'est surtout que je trouve ça "facile" de dire que ça revient au même alors qu'on se fait ch*er à tout calculer pour le reste. Si on doit faire des calculs pour certains, faut alors les faire pour tous quoi (voilà voilà ^^).
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[Kemiste]

Bonjour.

Quand on met NH₃ dans l'eau on a l'équilibre suivant : NH₃ + H₂O = NH₄⁺ + HO^-. Cet équilibre est très déplacé vers la gauche. Il y a seulement une très faible fraction de NH₃ qui se trouve sous la forme NH₄⁺ + HO^- (c'est une base faible). En solution on a donc majoritairement NH₃. La concentration en NH₃ est donc proche de 1 M.

[moco]

On peut même être plus catégorique que Kemiste : NH4OH n'existe pas. L'hydroxyde d'ammonium NH4OH n'existe pas. C'est une solution de NH3 dans l'eau.

L'hydroxyde d'ammonium est une molécule dont on a inventé l'existence eu 19ème siècle, pour des besoins intellectuels. En effet, à cette époque, les acides étaient des substances hydrogénées corrosives qui réagissaient avec les bases pour former des sels non corrosifs et de l'eau. On ne connaissait ni les ions, ni la protolyse, ni les équilibres. Mais les acides avaient ceci de systématique qu'ils neutralisaient les bases comme NaOH pour former un sel et de l'eau. Exemple :
HCl + NaOH --> NaCl + H2O
H2SO4 + 2 KOH --> K2SO4 + 2 H2O
Cela joue même si on ne connaît pas la formule de l'acide. Ainsi.
Acide citrique + Ca(OH)2 --> citrate de calcium + 2 H2O

Le seul ennui, c'est que l'ammoniaque est une base qui réagit avec tous les acides connus, en formant un sel, mais sans produire de H2O. Horreur ! Scandale dans le petit monde de la chimie d'alors. On ne pouvait pas tolérer cette exception. On a alors imaginé que l'ammoniaque en se dissolvait dans l'eau fumait une nouvelle base, l'hydroxyde d'ammonium selon l'équation NH3 + H2O --> NH4OH.
L'avantage avec ce formalisme, c'est que la solution de NH3 réagit bravement avec les acides en formant un sel ET DE L'EAU. Par exemple, lorsque NH3 réagit avec HCl pour former NH4Cl, on a dit que dans l'eau, en réalité, il y avait :
NH4OH + HCl --> NH4Cl + H2O

Et tout le monde était content. On a donc commencé à vendre des solutions d'ammoniaque avec une étiquette "Hydroxyde d'ammonium".

L'ennui, c'est que vers 1905 - 1910, on a découvert les lions, la prototype, et le fait que l'ion NH4+ ne tolère pas la présence d'ions OH-. Sou on les mets les deux en contact, ils réagissent pour former NH3 et de l'eau. C'était la preuve que NH4OH n'existe pas.

Ce n'est pas bien grave, dirent les chimistes. On changera les étiquettes de nos flacons de NH4OH, et on dira que ce sont des solutions de NH3.

Mais cette opinion n'était pas partagée par les éboueurs, qui utilisaient des tonnes de NH4OH pour déboucher leurs canalisations bouchées. Ils ont protesté en disant que les nouvelles solutions d'ammoniaque étaient de la m... et qu'il fallait qu'on leur rende leur hydroxyde d'ammonium d'autrefois. Les marchands veulent surtout faire des affaires, n'est-ce pas. Ils ont remis les anciennes étiquettes, et tout le monde s'est montré satisfait, même les chimistes qui riaient sous cape de cette sottise.

C'est toujours le cas aujourd'hui. On vend des flacons d'hydroxyde d'ammonium, malgré que ce produit n'existe pas ...

[bastien14789]

Hé bé, merci beaucoup pour vos réponses

Et si je peux me permettre, je suis pas sûr de comment résoudre cet exercice (enfin j'arrive à un système mais on a pas le droit à un ordinateur pour résoudre le système, ça me semble assez gros).

Alors voilà, on a Ks= [Ag+]*[Br-] = 4*10^(-13) et Kc = 1,4*10^7 = [Ag(NH3)2 ^+]/([Ag+]*[NH3]²)
Comme on a , si il y avait pas le NH3, Ks = S*S. Mais ici on a une quantité y de Ag+ qui est consommé.
Donc Ks= S*(S-y).
De plus, d'après l'équation (coefficients stoechimoétriques) et le fait qu'on parte de 1M de NH3, alors on a:
[Ag+] = S-y
[NH3] = 1-2y
[Ag(NH3)2 ^+] = y
Kc devient alors = y/[(S-y)*(1-2y)²] = 1,4*10^7

Donc il faut trouver S pour alors S=[Br-] = concentration (ou nombre de mole si on considère un litre) de AgBr initiale.
Après c'est là que ça devient embêtant au niveau calcul.
Perso j'ai fait Ks*Kc qui nous donne 5,6*10^(-6) = S*y/(1-2y)² , ce qui permet de donner S en fonction de y.
Le problème alors c'est quand remettant cela dans le Kc ou le Ks, ça donne une grosse équation avec des y³ voir meme des y^4, pas terrible à résoudre avec une simple calculette.
Si vous avez une idée de comment résoudre ce machin, ça fait des heures que je suis dessus j'en peux plus ^^
Merci d'avance à vous

[A voir en vidéo sur Futura]

[chimhet]

Entièrement d'accord avec moco.
Sauf que maintenant les commerciaux n'étant pas plus chimistes on trouve sur les bouteilles :

Regardez sur le site Acros c'est édifiant : https://fr.fishersci.com/fr/componen...tCode=10470481

Acros Organics 10LT Ammonium hydroxide, for analysis, 28-30 wt% solution of NH3 in water
Code fabricant : 205840100

Avec 28% en poids , densité 0.89 et une masse molaire écrite sur la bouteille de 35.04 ( et oui du NH4OH )

Comment trouve-t-on la concentration molaire ? On calcule avec NH3 (17 g/mol) ou NH4OH (35.04) .
J'ai la réponse on calcule avec 17

Quelle stupidité .

[jeanne08]

Pour ce qui est de l'exercice ... tu as bien posé les équations et tu arrives à un système affreux à résoudre ...
On va donc essayer de simplifier les choses en faisant des approximations qui devront être vérifiées par la suite .
idées : le produit de solubilité est petit et la solubilité ne doit quand même pas être énorme. la formation du complexe est favorisée donc il y a sans doute beaucoup plus de complexe que de Ag+ .
On suppose que la solubilité n'est pas très grande donc que la quantité de complexe y n'est pas très grande devant la quantité d'ammoniac donc (NH3) = 1M ( ammoniac quasi intact) . tu vas alors constater , en regardant la constante de formation du complexe que Ag+ est très petit devant la quantité de complexe donc que finalement y ~ s et tu peux calculer (Ag+) en fonction de s ...
reste à vérifier que cette solubilité donc la quantité de complexe est bien negligeable devant 1 mol/L

[bastien14789]

Ah oui si on néglige les termes plus grand que au carré ça marche, merci

Mais parfois il y a certains cas où je trouve ça limite de négliger ou dire que une réaction est complète.
Par exemple il y avait un exo où on dirait que au départ on avait une certaine concentration de 10^(-5) M de S^2- dans un milieu acide pH=2. Donc ça fait que l'on peut dire que le S2- se transforme quasi totalement en H2S, ce qui fait que a l équilibre [H2S] = 10^-5 M. Après grace au pH on a alors [H3O+] = 10^2
On donne aussi Ka1(H2S)·Ka2(H2S) = [H3O+]²*[S2-]/[H2S] = 10^-22.
On trouve alors [S2-] = 10^-22.
Je comprends parce que j'ai dit "se transforme quasi totalement" en H2S. Mais le prof en classe dit c'est une réaction complète. Pour moi c'est totalement faux de dire ça. Après c'est lui qui insiste sur le bon choix des termes. Donc comme vous avez l'air de bien vous y connaitre (ou d'etre passionné) par la chimie, j'aimerais bien connaitre votre avis la dessus

[jeanne08]

Tu as raison de dire que à pH = 2 la transformation de S2- en H2S est quasi totale ... elle n'est pas exactement totale car il reste un "micro chouia" de S2- mais pas 0 mol/L . maintenant , entre nous , dans la pratique cela ne change pas grand chose ... dire qu'il reste 0 de H2S ou une très très petite quantité de S2- ... c'est la même chose sauf que les constantes d'équilibre sont toujours vérifiées.

[bastien14789]

Merci beaucoup à tous de m'avoir répondu (la chimie c'est pas trop mon dada ^^)