Cycle de l'azote pour les eaux usées et réaction chimiques

[ldsrs]

Bonjour à tous,

Je cherche à établir un récapitulatif des différentes équations chimiques permettant le passage d'azote organique (protéines, urées, etc.) à du N2 (en phase gazeuse). J'ai avec mes recherches compris qu'il y avait différentes étapes à ce processus:
Hydrolyse (réalisée par des bactéries hétérotrophes) des composés organiques contenant de l'azote pour produire du NH4+ (ammonium). Ensuite l'ammonium est oxydé en nitrites (NO2-) par le biais de bactéries autotrophes en conditions aérobies, néanmoins dans chacune des équations que je trouve, cette réaction est réalisée avec de l'ammoniac NH3. L'eau usée ayant un pH généralement compris entre 6.5 et 8.5, et le pKa du couple NH4+/NH3 étant égal à 9.25, l'ammonium (NH4+) est prédominant dans les eaux usées quelle est donc la bonne équation pour cette réaction? J'ai ensuite vu que le nitrite était oxydé (encore une fois par des bactéries en conditions aérobies) en nitrate par le biais de cette réaction : NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e− néanmoins, dans les vidéos que j'ai pu observer, les conditions devait être aérobies pour réaliser cette conversion mais je ne vois pas d'utilisation de dioxygène dans cette équation. Enfin j'ai pu constater que des bactéries réalisaient le processus inverse en réduisant le NO3- (nitrate) en NO2- (nitrite) (par des bactéries en conditions anaérobies) selon ces équations :

NO3− + 2 H+ + 2 e−→ NO2− + H2O
NO2− + 2 H+ + e− → NO + H2O
2 NO + 2 H+ + 2 e− → N2O + H2O
N2O + 2 H+ + 2 e− → N2 + H2O

Néanmoins je me pose la question : pourquoi effectuer une nitratation de l'azote pour ensuite réaliser le processus inverse ?

Merci d'avance !
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[moco]

Je vais essayer de répondre aux questions posées dans l'ordre de présentation dans le texte de idsr.
1, Qu'on écrive les équations d'oxydation de l'ammoniaque en nitrite à partir de l'ammoniac ou de l'ammonium revient au même, puisque les deux espèces existent simultanément en solution. à cause de l'équilibre NH3 - NH4+. L'une des espèces est plus importante que l'autre, certes. Mais si elle est consommée, elle se reforme en déplaçant l'équilibre, même si le pH de la solution est éloigné du pKa.
2. L'oxydation du nitrite NO2- en nitrate NO3- peut être écrite à partir de H2O, ou à partir de O2 selon une équation comme : 2 NO2- + O2 -> 2 NO3-
3. Pourquoi nitrater l'azote avant de le réduire en N2 fait partie des nombreux mystères liés à la chimie de la vie, qui est encore fort mal connue, hélas.