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45 * Synthèse de l'ammoniac CONNAITRE ANALYSER-RAISONNER RÉALISER L'ammoniac, de formule NH3, est un gaz irritant pour les voies respira- toires. Préparé industriel- lement, c'est une matière première nécessaire à la synthèse de nombreux matériaux polymères innovants, utilisés par exemple dans la fabrica- tion de skis. Lors de la synthèse indus- trielle de l'ammoniac, l'un des réactifs est l'un des constituants de l'air. L'autre réactif est un gaz qui produit une petite détonation en présence d'air et d'une flamme. a. Rappeler la composition de l'air. b. Indiquer les réactifs de la synthèse industrielle de l'ammo- niac. Préciser leur état physique. c. Écrire l'équation de réaction modélisant la synthèse de l'ammoniac. d. On souhaite préparer une quantité n = 2,0 mol d'ammoniac. Exprimer puis calculer la quantité d'air nécessaire à la synthèse.

Sagot :

Rayanlmnr2010

Réponse:

a. La composition de l'air est principalement constituée de diazote (N2) à environ 78%, de dioxygène (O2) à environ 21%, de traces d'argon (Ar), de dioxyde de carbone (CO2) et de petites quantités d'autres gaz tels que le néon (Ne), l'hélium (He), le méthane (CH4) et le krypton (Kr).

b. Les réactifs de la synthèse industrielle de l'ammoniac sont le diazote (N2) provenant de l'air et l'hydrogène (H2) qui est un gaz.

c. L'équation de réaction modélisant la synthèse de l'ammoniac est la suivante :

N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g)

d. Pour préparer une quantité n = 2,0 mol d'ammoniac, il faut utiliser la relation stœchiométrique de l'équation de réaction. Selon l'équation, on voit que 1 mol de N2 réagit avec 3 mol de H2 pour former 2 mol de NH3.

Donc, pour 2,0 mol d'ammoniac, il faut utiliser (2,0 mol NH3) / (2 mol NH3/1 mol N2) = 1,0 mol de N2.

Pour calculer la quantité d'air nécessaire, il faut prendre en compte la proportion de diazote dans l'air. Comme le diazote représente environ 78% de l'air, la quantité d'air nécessaire sera :

(1,0 mol N2) / (0,78) = 1,28 mol d'air (approximativement).

Ainsi, pour préparer 2,0 mol d'ammoniac, il faudra environ 1,28 mol d'air.

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