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1 Composé basique, l’ammoniac, sous sa forme gazeuse, est incolore, à l’odeur p

1 Composé basique, l’ammoniac, sous sa forme gazeuse, est incolore, à l’odeur piquante, il est plus léger que l’air. Il peut provoquer des brûlures et des irritations pulmonaires. C'est un déchet dangereux pour l’environnement et la santé. C'est un polluant essentiellement agricole, émis lors de l'épandage des lisiers provenant des élevages d'animaux, mais aussi lors de la fabrication des engrais ammoniaqués. Il a une action irritante sur les muqueuses de l'organisme. Introduction l’Ammoniac NH3 STABILITE : L’ammoniac NH3 se décompose à chaud , il faut fournir de la chaleur ( réaction endothermique ) : 2NH3 N2 + 3H2 -Q Kcal La molécule NH3 est modérément stable. SYNTHÈSE : N2 + 3H2 2NH3 ΔH = -92,2 KJ/MOL DESCRIPTION : C’est une molécule tétra-atomique constituée par un atome d’azote et trois atomes d’hydrogènes. l’Ammoniac NH3 L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base trigonale : l'atome d'azote (N) est au sommet et les trois atomes d'hydrogène (H) occupent les trois coins (sommets) de la base triangulaire équilatérale. Plus précisément, l'atome d'azote « monte » et « descend » entre cette position « au sommet » de la pyramide et celle du sommet opposé, traversant ainsi la base triangulaire des atomes d'hydrogène. Cette « oscillation » s'effectue à une fréquence fondamentale de 24 GHz • La molécule NH3 a une structure tétraédrique type AX3E , a une forme d’une pyramide régulière aplatie et un angle NH inferieur à 109,5 . o • Les points de fusion et d'ébullition de la molécule d'ammoniac sont respectivement –77,7 C et – 33,5 C. o o l’Ammoniac NH3 Structure de l’Ammoniac NH3 Le modèle éclaté : Qui donne la position des noyaux . Le modèle compact: donne une idée de l’encombrement des atomes. STRUCTURE ELECTRONIQUE : Chaque atome d’hydrogène met en commun son électron avec l’atome d’azote. N + 3H H N H H Le modèle de Bohr • L’atome d’azote est plus gros , plus électronégatif , les nuages électroniques sont légèrement déportés vers l’azote où il y aura une densité plus forte; ces trois liaisons sont donc légèrement polarisées. • L’azote possède encore un doublet de valence non utilisé (aussi appelé doublet libre ). • Le doublet libre peut être utilisé, ainsi l’ion H+ donne avec NH3 L’ion ammonium soit NH4 + + • Il se forme trois nuages électroniques moléculaires (à deux électrons chacun) admettant respectivement pour axe de révolution la droite joignant le centre de l’atome d’azote au centre de l’atome d’hydrogène intéressé, ce sont donc trois liaisons covalentes σ, l’angle est égale à 107 o σ σ σ • On voit sur le modèle de Bohr que l’azote se rapproche du néon (cela vérifie la règle de l’octet) et l’hydrogène de l’hélium. • L’azote est un élément plus électronégatif que l’hydrogène C.à.d Un atome d’azote a plus tendance à attirer le doublet d’électrons d’une liaison covalente (qu’il forme avec un autre atome) que l’atome d’hydrogène. • La liaison de covalence entre l’atome d’azote et un atome d’hydrogène est polarisée car l’atome d’azote attire les 2 électrons de la liaison :il existe alors une charge partielle négative sur l’atome d’azote et une charge partielle positive sur l’atome d’hydrogène. • La molécule d’ammoniac est polaire. Elle possède un moment dipolaire important, et cela est compatible avec sa géométrie soit une pyramide triangulaire . • Le schéma suivant indique les charges partielles, le centre des charges partielles positives et celui des charges partielles négatives. • Les quatre doublets électroniques de NH3 prennent une disposition tétraédrique , et nous décrivons l’atome d’azote avec quatre orbitales hybrides sp3 . Comme l’azote a cinq électrons de valences, l’une de ces orbitales hybrides contient déjà un doublet . les électrons 1s des trois atomes d’hydrogène s’apparient avec les trois électrons célibataires des trois autres orbitales hybrides sp3 . Le résultat de cette appariement et de ce recouvrement est la formation de trois liaisons NH . Hybridation de l’Ammoniac σ N2sp3 H1s Ammoniac NH3 H 1s H H H N ( Z=7 ) : 1S² 2S² 2P 3 Donneur Accepteur Liaison dative = liaison covalente identique au trois autres Les 4 liaisons N-H sont identiques L’azote donneur s’appauvrit en e- 4 OH sp3 NH3 + H NH4 + + .. Hybridation de l’Ammoniac NH3 pyramidal soit 4 directions équivalentes d’où 4 OH sp3 N : AX3E– sp3 ; 4 directions équivalentes ‐ tétraédriques Les doublets d’électrons non liants n sont situés dans une OH De façon générale on aura 3 types d’ électrons de valence n, σ ou π situés dans des OH ou des OA p pures Propriétés physiques T° fusion -78 °C T° ébullition -33 °C Solubilité dans l'eau à 20 °C : 540 g·l-1 Masse volumique 0,7 g·cm-3 à -33 °C 0,6813 (gaz) T° d’auto-inflammation 651 °C Limites d’explosivité dans l’air Inférieure : 15,5 (Weiss, 1985) Supérieure : 27 (Weiss, 1985) Pression de vapeur saturante à 26 °C : 1 013 k Pa Propriétés chimiques Formule brute NH3 NH3 Masse molaire 17,0305 ± 0,0004 g·mol⁻¹ H 17,76 % , N 82,25 % Moment dipolaire 1,4718 ± 0,0002 D Diamètre moléculaire 0,310 nm Propriétés physico-chimiques de l’Ammoniac Thermochimie S0 gaz, 1 bar 192,77 J/ mol· K ΔfH0 gaz -45,90 kJ·mol-1 ΔfH0liquide -40,2 kJ/mol PCI 317,1 kJ·mol-1 Propriétés électroniques 1ere énergie d'ionisation 10,070 ± 0,020 eV (gaz) Propriétés physico-chimiques de l’Ammoniac Propriétés physico-chimiques de l’Ammoniac • Odeur : très âcre et facilement reconnaissable, nocif par inhalation (mortel à hautes doses). • Inflammabilité et explosibilité : sous forte pression, l'ammoniac peut former un mélange explosif avec les huiles de lubrification, le mélange air-ammoniac s'enflamme et explose violemment. • Surchauffe de compression : la valeur élevée du rapport α=Cp/Cv = 1,335 à 0 °C limite rapidement le taux de compression admissible du fait des hautes températures des vapeurs de refoulement, températures qui risqueraient au-delà d'une température de 120 °C une altération des huiles de lubrification et la formation d'un mélange détonant. • Corrosion des métaux, joints et lubrifiants : attaque le cuivre et tous ses alliages. C'est la raison pour laquelle les installations frigorifiques fonctionnant à l'ammoniac sont réalisées avec des tuyauteries en acier. • Miscibilité et solubilité : très soluble dans l'eau et non miscible avec les huiles naphténiques et les huiles de synthèse. Lorsqu'il est dissout dans l'eau, le gaz ammoniac forme une solution aqueuse de ce gaz, nommée l’ammoniaque et donne lieu à un équilibre peu dissocié ; il se formerait alors de l'hydroxyde d'ammonium de formule NH4OH. L‘ion ammonium NH4 + comporte alors un atome d‘hydrogène aux quatre sommets du tétraèdre. L'existence de l'hydroxyde d'ammonium est remise en question, à cause de la qualité d‘acide de lewis l'ion ammonium. L'ammoniac peut également perdre un proton, H+, et donner l'ion amidure, NH2 -,qui est une base forte. L’ammoniac est un gaz de formule NH3(g). L'ammoniaque est un liquide provenant de la dissolution dans l'eau du gaz ammoniac (NH3) , il est utilisé dans : •la fabrication d'engrais •le décapage et le détartrage des métaux •le traitement des minerais •la fabrication de colorants •l'industrie des explosifs •l'industrie des circuits imprimés, comme solvant du cuivre •la fabrication de produits pharmaceutiques •la fabrication de produits photographiques •la fabrication de produits alimentaires •l'industrie des matières plastiques •l'industrie des colles et des gélatines •la préparation des sels d'ammonium •les réactifs analytiques. Utilisation industrielle merci uploads/Finance/ expose-ammoniac 1 .pdf