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détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais

Posté par
geronimo 652
29-12-08 à 21:49

bonsoir à tous,
j'ai un petit problème avec la fin de cet exercice...
Donc l'énoncé au début est:
L'ammonitrate est un engrais azoté solide, bon marché, trés utilisé dans l'agriculture. Il est vendu en sac de 500 kg et contient du nitrate d'ammonium (NH_4NO_3_{(s)}). Sur le sac on peut lire "pourcentage en masse de l'élément azote N 34,4%"
Afin de vérifier l'indication du fabricant, on dose les ions ammoniums NH_4^+ présents dans l'engrais à l'aide d'une solution d'hydroxyde de sodium (Na^+ + OH^-)

donc j'ai montrer que la réaction NH_4^+ +OH^- = NH_3 +H_2O pouvait être le support d'une réaction de dosage car elle était totale

ensuite on titre une solution d'engrais S obtenue en dissolvant m= 6,0g d'engrais dans une fiole jaugée de volume  V=250mL
la solution contenue dans le bécher sont titré par une solution d'hydroxyde de sodium à la concentration molaire apporté C_B= 0,20 mol/L. Puis j'ai déterminer le point d'équivalence, il a pour coordonée E(Ve=14mL; pHe=11,0 ) à partir d'un graphe...

ensuite on me demande de déterminer la relation entre la quantité de matière d'ions ammonium dosées n_0(NH_4^+) et la quantité d'ions hydroxyde versée à l'équivalence n_e(OH^-).
j'ai dit que  n_0(NH_4^+)= n_e(OH^-)
donc  n_0(NH_4^+)= C_B.Vb=0,0028mol

ensuite j'avoue je ne comprends pas trop où l'on veut m'emmener...
°) Quelle quantité de matière d'ions ammonium n(NH_4^+) a-t-on dans la fiole jaugée de 250mL? En déduire la quantité de matière de nitrate d'ammonium présente dans cette fiole.

voilà ce que j'ai dit:
On a dissolue du nitrate d'ammonium. Sa dissolution dans l'eau est totale (c'est dit dans les données) selon la transformation:
NH_4NO_3_{(s)}=NH_4^+ +NO_3^-
au cours de cette dissolution, un cristal de NH_4NO_3_{(s)} donne naissance à un ion NH_4^+ donc les quantité de matière de ces espéces sont les mêmes
d'ou n_{NH_4NO_3}=n_{NH_4^+}= m/M avec m=6,0g et M=80,0g donc on trouve
n_{NH_4^+}=7,5.10^{-2}mol
et pour la deuxième partie de la question c'est la même chose...

°) Quelle masse d'azote y a-t-il dans une mole de nitrate d'ammonium? En déduire la masse présente dans l'échantillon.
donc on a la masse une mole de nitrate d'ammonium qui est 80,0g
don on a un produit en croix:
100g <=> 34,4g
80,0g <=> x
et on trouve 27,5g d'azote, c'est ça non?

donc dans notre échatillon on a
100g <=> 34,4g
6,0g <=> x
et on trouve 2,06 g
or par l'expérience on a n_{NH_4^+} = n_{NH_4NO_3} = 2,08.10^{-3} mol soit une masse de 0,22g
on trouve alors en pourcentage massique de l'élément N 7,6.10^{-2} g

ensuite om dit que le pourcentage massique en élément azote est le rapport entre la masse d'azote présente dans l'échantillon et la masse de l'échantillon.
om me demande de le calculer et je trouve (7,6.10^-2)/6 = 1,26%
il y a un problème  car je devrais trouvé quelque chose proche de 34% non?

si quelqu'un peut m'aider à trouver mon erreur ce serait sympa... à mon avis j'ai mal compris certaines questions...

merci d'avance
gero

Posté par
geronimo 652
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 10:01

Personne?
Ne vous arrêtez pas sur la longueur de l'énoncé, j'ai mis tout les résultats préliminaires au cas où ça servirait...
c'est juste sur la fin, ça m'étonne de trouver un pourcentage si bas...

Posté par
TheMoustic
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 12:51

En mahts, quand on te dis: vérifier que l'équation s'annule avec telle valeur de X, tu fais quoi ?

Tu poses l'équation égale à zéro, tu trouves la valeurs de X, et tu dis que la valeur trouvée annule bien l'équation. Et tu ne poses pas l'équation avec la valeur de X qu'on te donne pour voir si ça marche ou pas.

Et bah là c'est pareil, on te demande de vérifier que le pourcentage d'azote est de 34,4% d'après ce que j'ai compris. Donc en aucun cas, tu ne peux t'en servir pour tes calculs !

Posté par
geronimo 652
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 13:04

euh... oui et je fais comment?
tu peux me dire à partir de où je me suis trompé...

Posté par
coriolan
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:13

bonjour,
je ne pense pas que le dosage ait été fait avec 250mL de solution.
d'autre part,dans 1 mol de nitrate d'ammonium (pur) il  y a 28*100/80=35% d'azote
l'indication du fabricant est 34,4% .il y a donc quelques impuretés

si on prend le pb à l'envers
on a dissous 6g de NH4NO3 dans 250mL  soit7.5.10-2mol dans 250mL
Dans quel volume trouve -t-on 2.8.10-3mol
V=250 . 2.8.10-3/7.5.10-2=9.3 mL
Cela laisse penser que le dosage s'est effectué dans 10 mL de la solution préparée.
En prenant cette hypothèse,dans 10 mL il y aurait 2,8.10-3mol de NH4+ soit n=2.8.10-3.250/10=0.7mol de NH4+.
La masse de NH4NO3correspondante serait
m=0,7*80=5,6g
Comme on a dissous 6g d'engrais,le titre de pureté est 5,6/6*100=93.3%
dans le nitrate pur il y  a 35% d'azote
dans de l'engrais à 93,3% il y a 35*0933=32.6%  
mais j'ai du passer à côté de quelque chose car il est peu vraisemblable que l'engrais soit sous dosé.
enfin,ça fait cogiter!

Posté par
TheMoustic
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:15

Quelle masse d'azote y a-t-il dans une mole de nitrate d'ammonium? En déduire la masse présente dans l'échantillon.

Dans une mole de: NH4NO3, tu as: 2N (2 moles d'Azote).

masse molaire de l'azote: M(N) = 14 g.mol-1

tu as donc: m(N) = 14*2 = 28 g

28 g d'azote dans une mole de NH4NO3, sachant que la masse molaire de NH4NO3 = 80 g.mol-1, tu as donc 28 g d'azote, dans 80 g de NH4NO3.


Tu peux t'amuser à vérifier si tu veux:

100 * 28 / 80 = 35%

35% (massique) d'azote dans une mole de NH4NO3. Donc que tu ais 1 mole, ou 6 250 moles (équivalent à 500 Kg de NH4NO3), tu auras toujours 35% massique d'azote.
Au moins là tu retombe sur tes pieds (presque)..


Mais cette petite aparté ne démontre rien, car si en théorie on doit avoir 35%, il faut aller vérifier s'il y a bien 35% en masse d'azote dans nos 500 Kg d'engrais, car le producteur à peut être grugé et ajouter autre chose que NH4NO3 dans son sac.. Surtout qu'il dit sur son sac qu'il y a 34,4% d'azote dans ses 500 Kg d'engrais...

Pour reprendre l'énoncé, on te dis que l'on prélève 6 g de cet engrais et qu'on dose les ions NH4+ contenu dans cet échantillon.

Tu rappels justement que lorsque l'on dissout NH4NO3, tout est dissous selon cette équation:

NH4NO3 --- H2O---> NH4+ + NO3-

D'après cette équation, 1 mole de NH4NO3 dissoute dans l'eau donne 1 mole de NH4+ et une mole de NO3.

=> n(NH4NO3) =  n(NH4+)

=> n(NH4+) = m(NH4NO3) / M(NH4NO3)

(n(NH4+) = 6 / 80 = 7,5.10-2 mol)

Ensuite, on dose ces ions NH4+ -ainsi formé par la dissolution- par de la soude, suivant la réaction:

(Na+ + OH-) + (NH4+ + NO3-) ------> (Na+ + NO3-) + NH3 + H2O

A l'équivalence du dosage, tous les réactifs ont réagis; nous avons alors:

n(NaOH) - Xmax = 0 & n(NH4+) - Xmax = 0

n(NaOH) = Xmax & n(NH4+) = Xmax


=> n(NaOH) = n(NH4+)

Cb.Vbe = n(NH4+)

D'après le graph: Vbe = 14 mL

==> n(NH4+) = 0,20 * 0,014 = 2,8.10-3 mol

....

Tout à l'heure on avait:

n(NH4+) = m(NH4NO3) / M(NH4NO3) = 6 / 80 = 7,5.10-2 mol

Et maintenant on a:

n(NH4+) = Cb.Vbe = 0,20 * 0,014 = 2,8.10-3 mol

Il y a un chmilblique là, on devrait trouver pareil.. Point positif, en théorie on trouve 7,5.10-2 mol et en pratique 2,8.10-3 mol. On trouve moins en pratique, ça veut peut être dire que l'échantillon n'est pas pur et ce qui corroborerait le fait qu'il soit annoncé 34,4% sur 500 Kg, alors qu'on devrait trouver 35%...

Il manque pas quelque chose ? T'es sûr des valeurs ? (A moins que je ne me soit trompé ^^)

Posté par
TheMoustic
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:23

Je ne comprend pas trop ton raisonnement coriolan.. On prend  6 g de NH4NO3, soit 7,5.10-2 mol. Que l'on dissolve ces 7,5.10-2 mol dans 1 m3 ou dans  250 mL, il faudra toujours verser 7,5.10-2 mol de NaOH.

L'erreur peut donc porter sur le volume versé de soude, mais c'est tout, non ?

Posté par
coriolan
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:25

j'ai zappé une précision
n=0,7 mol de NH4+dans 250mL

Posté par
coriolan
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:33

salut themoustic
il y a bien 7,5.10-2mol d'engrais dissous, mais comme le dosage ne décèle que 2,8.10-3 mol,(soit 27 fois moins !)c'est qu'on a fait le dosage sur un volume prélevé dans les 250 mL.Mon calcul permet d'estimer à 10mL ce volume
Ou alors ,le fabriquant est bon pour quelques mois à l'ombre...
déjà ,afficher 34,4% si le % réel est 32,6% ,c'est une fraude
Si mes calculs sont corrects ,le plus vraisemblable est que le dosage est mal fait

Posté par
TheMoustic
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:36

Même.. D'après le dosage, on a n(NH4[/sup][sub]+[/sup]) = 2,8.10-3 mol. On parle bien de quantité de matière, pas de concentration, les volume n'ont pas à intervenir ici.

n(NH[sub]4
+) = m(NH4NO3) / M(NH4NO3)

=> m(NH4NO3) = n(NH4+) * M(NH4NO3)

m(NH4NO3) = 2,8.10-3 * 80 = 0,224 g


Que tu mettes 6 g dans 250 mL ou dans 1 m3, tu auras toujours 6 g (soit 7,5.10-2 mol) de NH4NO3 dans tes 250 mL ou dans ton m3, faudra donc, que ce soit dans 250 mL ou dans 1 m3, verser 14 mL de soude (à Cb = 0,20 mol.L-1) pour arriver à l'équivalence, car à l'équivalence:

n(NH4+) = n(NaOH)

m(NH4NO3) / M(NH4NO3) = Cb.Vbe

Tu vois bien que V (250 mL) n'interviens pas.

Isn't it ?

Posté par
TheMoustic
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:39

Ha ok d'accord, selon toi, on aurait prélevé un certain volume V' de la solution de 250 mL dans la quelle on avait dissous les 6 g initialement. Et tu as calculé ce volume V'.

Okay

Posté par
coriolan
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:43

j'essaie de démontrer que le dosage n'a pas été fait avec les 250mL mais sur une fraction prélevée.Donc dans cette fraction prélevée on a ....une fraction de 7.5.10-2mol.
Et pour cause,on trouve 2.8.10-3mol
On ne fait pas un dosage avec un volume aussi important .

Posté par
coriolan
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:44

je viens de voir que tu avais pigé mon raisonnement

Posté par
TheMoustic
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 14:53

On pourrait, si c'est un dosage conductimétrique ou l'on est généralement à 300 mL

Mais c'est vrai qu'il serait plus logique que l'on ait prélevé un volume de la solution et que l'on ait ensuite dosé ce fameux volume.

Posté par
geronimo 652
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 30-12-08 à 20:45

merci pour ces réponses...
je les regarde et je vous fis si mon problème est résolu...

Posté par
geronimo 652
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 31-12-08 à 18:00

re!
moi j'ai visiblement le même raisonnement que TheMoustic...
je trouve

Citation :
m(NH4NO3) = 2,8.10-3 * 80 = 0,224 g

mais aprés, je fais quoi? moi j'avais calculé 34,4% de ça et divisé par la masse de l'échantillon...

Posté par
TheMoustic
re : détermination de la tenuer en élément azote d'un engrais 04-01-09 à 12:16

On a obligatoirement pipeté 10 mL de la solution de 250 mL dans laquelle on avait dissous les 6 g. Faut refaire les calcul en fonction, et pas oublier que du coup, on a un coefficient de dissolution de 25..



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