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Titrage des ions ammonium dans un engrais

Posté par
Agnes2
27-11-20 à 12:04

Bonjour,
J'ai un devoir maison a faire pour la semaine prochaine mais je n'arrive pas vraiment à faire les 2 premières questions...
Voici l'énoncé :
Lors d'un contrôle qualité, un technicien souhaite vérifier le pourcentage massique de nitrate d'ammonium NH4 NO3 indiqué sur l'étiquette d'un engrais.
Il dissout une masse m0= 1.50g d'anglais dans de l'eau distillée afin d'obtenir 100 millilitres de solution dont il prélève un volume Va=10.0mL.
Il réalise ensuite le titrage de ce volume après ajout de 200 millilitres d'eau distillée, par une solution d'hydroxyde de sodium (Na+,HO-) de concentration Cb= 1.00*10[sup]-1 mol/L[sup]-1. Il obtient la courbe de titrage ci-dessous.
( En pièce jointe)
Questions :
1-a-que représente la courbe de titrage obtenu ? Préciser la signification de la légende des axes.
B-expliquer l'allure de la courbe.
Donc pour la question 1a j'ai trouvé :
elle représente la réaction progressive entre la solution titrée (engrais+ eau distillée)et la solution titrante ( eau distillée + Na+, HO-)
Puis, signification de la légende des axes pour v ( en mL ) est le volume et pour sigma ( en uS.m[sup]-1) est le conductivité.
b- Je n'ai pas su trouver car je ne sais pas si je me suis trompée ou non dans la solution titrante et titrée...
Merci d'avance pour votre aide.

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 12:05

Voici la courbe.

Titrage des ions ammonium dans un engrais

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 12:31

Bonjour,

Citation :

Donc pour la question 1a j'ai trouvé :
elle représente la réaction progressive entre la solution titrée (engrais+ eau distillée)et la solution titrante ( eau distillée + Na+, HO-)
OK

Puis, signification de la légende des axes pour v ( en mL ) est le volume et pour sigma ( en uS.m[sup]-1) est le conductivité.

Manque de précision dans la réponse :
Volume de quoi ?
Conductivité de quoi ?

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 12:38

C'est le volume de la solution titrée au départ mélanger a la solution titrante au fur et à mesure du temps.
Conductivité de la solution titrée avec la solution titrante en fonction du volume.

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 13:48

Pour le volume tu n'y es pas du tout.
V représente le volume de solution titrante (donc de solution d'hydroxyde de sodium) introduite au fur et à mesure du titrage.
La conductivité représentée en ordonnée est celle du mélange { Solution titrée + solution titrante } en fonction de V

Exemples :
Lorsque le titrage n'a encore  pas commencé ( V=0 ) la conductivité de la solution titrée est un peu inférieure à 20µS/m
Quand on a introduit V = 6mL de solution titrante la conductivité du mélange est voisine de 19µS/m

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 13:55

D'acccord merci beaucoup !
Et pour l'allure de la courbe je dois d'écrire son évolution c'est cela?

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 14:54

Citation :

Et pour l'allure de la courbe je dois d'écrire son évolution c'est cela?


Non.
En (re)lisant ton énoncé tu constateras qu'il ne s'agit pas de décrire mais d'expliquer cette évolution.

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 15:57

On ajoute la solution titrante dans la solution titrée. Avant l'équivalence il y a une réaction chimique avec HO- qui va réagir avec NH4+, donc la concentration en ion ammonium va diminuer. Après l'équivalence, tous les ions ammonium on réagit, donc il n'y a plus de réaction chimique. HO- augmente donc NH4+ diminue.

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 15:57

Pour la question 1b, pardon.

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 16:26

Citation :
On ajoute la solution titrante dans la solution titrée. Avant l'équivalence il y a une réaction chimique avec HO- qui va réagir avec NH4+, donc la concentration en ion ammonium va diminuer.

Ce que tu dis là est exact, mais c'est incomplet.
En effet, la concentration en ion NH4+ va diminuer, mais en même temps vont apparaitre les ions Na+ introduits par la solution d'hydroxyde de sodium.
Au final on remplace les ions NH4+ par des ions Na+ et la population totale en ions reste constante.
Pourtant la conductivité diminue .... Pourquoi ?

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 16:38

J'ai essayer de regarder des vidéos ou autre pour comprendre pourquoi mais je ne comprends pas...

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 16:46

Est ce que ton énoncé te donne les conductivités molaires ioniques des ions Na+ et NH4+  ?

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 16:50

Et bien non...

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 17:22

Les ions NH4+ sont meilleurs conducteurs que les ions Na+
Ainsi quand on remplace en quantité égale les ions NH4+ par des ions Na+ on diminue la conductivité de la solution comme le montre le graphique.

Je te donne les valeurs numériques qui permettent d'argumenter :

Conductivités molaires ioniques :
De Na+ = 5,00.10-3 S.m²/mol
De NH4+ = 7,35.10-3 S.m²/mol

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 17:25

Merci beaucoup j'ai compris. Et j'ai deux autres questions auxquelles je pensais ne pas avoir besoin d'aide mais au final je n'y arrive pas... c'est le même énoncé, est ce que je dois les poser dans un autre post?

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 27-11-20 à 17:37

D'une manière générale il faut, dès le début, poster la totalité de l'énoncé concerné même si on pense être en mesure de résoudre sans aide une partie de l'exercice.

Poste tes deux autres questions à la suite de ce topic.

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 28-11-20 à 12:36

2.a En déduire la concentration en ion ammonium Ca. ( sachant que j'ai la Masse molaire du nitrate d'ammonium: 80.0g.mol-1.
b. Calculer le pourcentage massique en nitrate d'ammonium de l'engrais étudié.

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 28-11-20 à 16:37

Quelles sont tes propositions ?

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 11:21

2.a.J'ai réfléchi et la formule de la concentration est C=m/V.  Mais je ne comprends vraiment pas comment je peux faire...
B.la formule du pourcentage massique est rapport de la masse de l'espèce/masse totale du mélange ( le tout multiplié par 100.)
J'ai donc essayé de chercher la masse du nitrate qui est égal à 02.0049 g/mol et l'ammonium à 18.0385 g/mol. Cependant je n'arrive pas à aller plus loin non plus..

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 11:56

Question 2.a)

Commence par écrire l'équation bilan de la réaction qui s'est produite pendant le titrage.
Lorsque le point d'équivalence est atteint il existe une relation très simple qui permet de calculer Ca en fonction de la concentration et du volume utilisé de réactif titrant, et du volume de réactif titré

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 12:14

L'équation bilan est:
HO- +NH4+.   ->.  H2O +NH3

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 12:20

Question 2 a)
Donc C =( du réactif titrant) × V( réactif titrant) /  V( réactif titré)
Est ce que c'est cela?

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 14:04

Oui, car au vu de l'équation bilan, il a été introduit (en mol) à l'équivalence autant de réactif titrant (HO-) que de réactif titré (NH4+)

Ton résultat :  Ca = .......................... (ne pas oublier l'unité )

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 16:01

Ca= 1.00×10-1 × 14 / 10= 0.14mol

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 16:12

Une concentration ne s'exprime pas en mol ! ! !

Comme un prélèvement ne modifie pas la concentration, celle que tu viens de trouver est aussi celle de NH4+ dans le récipient de 100mL dans lequel l'engrais a été dissous.
Tu peux donc
a) Calculer la quantité de matière en NH4+ qui a été dissoute dans ce récipient.
b) En déduire la quantité de matière de NH4NO3 qui a été dissoute
c) Calculer la masse de NH4NO3 qui a été dissoute
d) Et enfin, en comparant cette masse à celle de l'engrais calculer le pourcentage demandé.

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 17:04

a-nNH4+= C*V= 0.14*100=14mole
b- je ne suis pas sur..
nNH4 NO3= C*V= 1.00*10-1*100=10 mole

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 17:33

Citation :
a-nNH4+= C*V= 0.14*100=14mole
Si le volume était égal à 100L ce serait exact !

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 17:36

Il faut convertir 100 Ml en litres donc 0.1L.
Donc n[sub]NH4+ est égale à 0.014 mole

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 29-11-20 à 18:06

Attention !
Si tu écris ML alors 100 ML = 100 mégalitres soit 100 millions de litres
mais ta réponse est exacte n(NH4+) = 0,014mol

Restent à trouver :
n(NH4NO3) puis m(NH4NO3) et enfin le pourcentage demandé.

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 30-11-20 à 12:07

Je n'arrive pas à trouver la quantité de matière de NH4NO3. Je sais la formule
n= C* V
Et j'ai essayer en faisant ça mais je crois que c'est faux...
nNH4 NO3= C*V= 1.00*10-1*0.1=0.010 mole

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 30-11-20 à 14:11

Tu cherches bien trop loin ce qui est sous tes yeux.
Quand on a dissous l'engrais le nitrate d'ammonium (solide) qu'il contient s'est dissous selon le processus :

NH_4NO_3_{(s)}   ~~\rightarrow ~~NH_4^+_{(aq)}  + ~~ NO_3^-_{(aq)}

Tu as calculé la quantité de matière de NH4+ qui a été obtenue :  n(NH4+) = 0,014 mol

Tu ne devrais donc pas avoir de difficultés pour trouver celle de NH4NO3 qui a été dissoute  :
  n(NH4NO3) = ................

Posté par
Agnes2
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 30-11-20 à 14:42

n(NH4NO3)= 0.014 mole puisqu'elle a été dissoute

Posté par
odbugt1
re : Titrage des ions ammonium dans un engrais 30-11-20 à 14:54

C'est bien ça :
Autant de moles de NH4NO3 (avant dissolution) que de moles de NH4+ ( et de NO3- ) une fois la dissolution accomplie.

Tu touches au but :
n(NH4NO3) = 0,014 mol
donc m(NH4NO3) = ..............
% de NH4NO3 = ................  



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