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Exercice 1 EXERCICE 1 : l’ammoniac : un futur carburant pour les transports maritimes (9 points) L’industrie chimique produit chaque année 180 millions de tonnes d’ammoniac. L’ammoniac est principalement utilisé dans la production d’engrais et dans le stockage de l’énergie. C’est aussi un carburant potentiel pour les années futures, notamment
Exercice 1 EXERCICE 1 : l’ammoniac : un futur carburant pour les transports maritimes (9 points) L’industrie chimique produit chaque année 180 millions de tonnes d’ammoniac. L’ammoniac est principalement utilisé dans la production d’engrais et dans le stockage de l’énergie. C’est aussi un carburant potentiel pour les années futures, notamment dans le domaine des transports maritimes. Dans les conditions normales de température et de pression, l’ammoniac, de formule NH3 , est un gaz incolore à l’odeur très désagréable. D’après le site Médiachimie. Cet exercice comporte deux parties : la première s’intéresse à la molécule d’ammoniac et ses propriétés chimiques, la seconde traite de la synthèse de l’ammoniac et de l’amélioration du procédé. 1. Étude de la molécule et de ses propriétés chimiques Données : - numéro atomique de l’azote : Z(N) = 7 ; - électronégativités : (N) = 3,04 ; (H) = 2,20 ; (O) = 3,44 ; - la géométrie de la molécule d’ammoniac est pyramidale : - pK du couple NH + (aq) / NH (aq) = 9,2 ; A 4 3 - zones de virage de quelques indicateurs colorés : Indicateur coloré Teinte acide Zone de virage Teinte basique Hélianthine Rouge 3,1 – 4,4 Jaune Rouge de méthyle Rouge 4,2 – 6,2 Jaune Bleu de bromothymol ou BBT Jaune 6,0 – 7,6 Bleu Thymolphtaléine Incolore 9,3 – 10,5 Bleu Q.1. Représenter le schéma de Lewis de la molécule d’ammoniac. Q.2. Donner un argument justifiant la grande solubilité de l’ammoniac dans l’eau. 24-PYCJ2G11 2/10 Exercice 1 Pour vérifier la dissolution de l’ammoniac dans l’eau, on réalise l’expérience dite du jet d’eau. Sous la hotte, on remplit de gaz ammoniac un ballon bien sec. On immerge le tuyau de caoutchouc dans un cristallisoir contenant de l’eau à pH = 7. On observe alors un jet d’eau dans le ballon. Une fois le ballon totalement rempli de solution, on y ajoute du BBT. Q.3. Définir une base selon Brönsted. Q.4. Écrire l’équation de la réaction modélisant la transformation de l’ammoniac avec l’eau. Q.5. En déduire, en la justifiant, la couleur de la solution obtenue. On mesure le pH de la solution aqueuse d’ammoniac obtenue : pH = 11,0. Q.6. Indiquer l’espèce qui prédomine en justifiant la réponse à l’aide d’un diagramme de prédominance. On simule le titrage d’un volume V B = 20,0 mL d’une solution aqueuse d’ammoniac de pH = 11,0 par de l’acide chlorhydrique (H3 O+(aq) ;