Contrôle
de la proportion d’un élément chimique dans un produit industriel
Sujet :
On utilise quelques produits industriels azotés dans le domaine
agricole, à cause de leur contenance en élément Azote qui est considéré parmi
les éléments nécessaires à la fertilisation du sol.
Un produit industriel, contient du nitrate d’ammonium NH4NO3
(s) très soluble dans l’eau, de façon à ce qu’on peut considérer que
cette dissolution est totale, et on la modélise par l’équation de réaction
:
Le fabriquant indique, sur la caisse d’emballage du produit
industriel azoté, le pourcentage massique X de l’élément azote dans ce
produit : X = 27 %.
Le but de cet exercice est de s’assurer de cette valeur de X.
1- On prélève un volume VS d’une solution (S) de nitrate
d’ammonium, de concentration molaire C = 4,00.10-2mol.L-1.
La mesure du pH de cette solution donne pH = 5,30.
1-1.
Ecrire
l’équation modélisant la réaction de l’ion ammonium avec l’eau.
1-2. Calculer
la valeur du taux d’avancement final de cette transformation, conclure ?
1-3.
S’assurer
que la valeur du pKa du couple
est : pKa = 9,20.
2- On dissout dans l’eau pure, un échantillon du produit industriel
azoté de masse m = 5,70 g
pour obtenir une solution aqueuse (SA) de volume V = 250 mL.
On prélève de cette solution (SA), un volume VA
= 20,0 mL, et on neutralise les ions ammoniums qui s’y trouvent par une
solution aqueuse (SB) d’hydroxyde de sodium
, de
concentration molaire CB = 0,200 mol.L-1. L’équivalence
est atteinte lorsqu’on a versé un volume VBe= 22,0 mL de solution (SB).
2-1.
Ecrire
l’équation chimique modélisant la réaction du dosage.
2-2. Trouver
la quantité de matière n (NH4NO3) de nitrate d’ammonium
contenue dans l’échantillon étudié. Et s’assurer de la valeur X du pourcentage
massique de l’élément azote dans le produit industriel étudié.
Données: Toutes les mesures de pH ont été effectuées à 25°C.
* Masses molaires (g/mol): M(O) = 16 , M(N) = 14 , M(H) = 1.
* Produit ionique de l’eau à 25°C : Ke = 10-14.
* Constante pKa du couple
: pKa = 9,20.
Correction :