Aurélie oct 2001
comparaison des propriétés de l'eau et de l'ammoniac

Capes 62 .

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  1. Existe-t-il des analogies de structures entre les molécules NH3 et H2O?Pourquoi ont-elles un moment dipolaire ?
  2. Comparer l'action du sodium sur l'ammoniac et sur l'eau
  3. Comparer l'action du chlore sur l'ammoniac et sur l'eau.
  4. Donner au moins un exemple d'ion complexe formé à partir d'un cation métallique et demolécule NH3. La molécule d'eau peut-elle dans les complexes jouer un rôle annalogue à celui de NH3?
  5. L'ammoniac liquide est-il un bon solvant Existe-il une chimie dans l'ammoniac liquide comparable à la chimie des solutions aqueuses?

analogies de structure entre H2O et NH3:

Les molécules d'ammoniac et d'eau ont une structure tétraèdrique.

Le centre du tétraèdre est occupé par un atome d'azote ou d'oxygène, les sommets, soit par des atomes d'hydrogène, soit par un ou deux doublets électroniques non liants. Il en résulte une disymétrie ( angle HNH =106° et HOH = 104,5°, inférieur à 109,5°)

La présence dans ces molécules d'atomes d'hydrogène et de doublets électroniquesconduit à la formation de liaisons hydrogène intermoléculaires.

Les molécules d'ammoniac et d'eau ont des moments dipolaires importants ( 1,44 D pour 'ammoniac et 1,85 D pour l'eau). Le barycentre des charges négatives est distinct du barycentre des charges positives.


action du sodium sur l'ammoniac et sur l'eau :

vers 400°C le sodium réagit sur l'ammoniac gaz pour donner de l'amidure de sodium et un dégagement d'hydrogène

Na + NH3 donne Na+ + NH2- + ½H2.

A froid le sodium réduit l'eau en donnant de la soude et un dégagement d'hydrogène

Na + H2O donne Na+ + HO- + ½H2.


action du dichlore sur l'ammoniac et sur l'eau :

Le dichlore brûle dans l'ammoniac en donnant du diazote et du chlorure d'ammonium

3Cl2 + 8NH3 donne N2 +6( NH4+ + Cl-)

Le dichlore décompose la vapeur d'eau à température élevée en donnant du chlorure d'hydrogène et du dioxygène

2Cl2 +2 H2O donne 4HCl + O2.

En solution, le chlore , s'il y a un excès d'ammoniac donne la même réaction qu'en phase gazeuse; avec le chlore en excès il se forme NH2Cl et NCl3.

L'eau de chlore se dismute :

Cl2 +2 H2O équilibre avec H3O+ + Cl- + HClO


ions complexes :

Le doublet libre de l'ammoniac peut intervenir avec les orbitales libres d'un ion métallique, on obtient des complexes :

Cu(NH3)4 2+ ; Co(NH3)6 3+ ; Ag(NH3)2 + .

La molécule d'eau possédant deux doublets électroniques libres joue un rôle analogue; cependant les complexes amminés sont beaucoup plus stables que les aquocomplexes .

Cu(H2O)4 2+


l'ammoniac liquide est-il un bon solvant ? :

l'ammoniac est un excellent solvant des métaux alcalins et alcalino-terreux, des sels...

il existe une chimie dans l'ammoniac liquide :

Comme l'eau l'ammoniac subit l'autoprotolyse: 2 NH3 équilibre avec NH2- + NH4+.

[NH2- ][NH4+]=3 10-33 à -33°C

NH4+est l'acide le plus fort et NH2- est la base la plus forte dans l'ammoniac liquide.

La constante diélectrique étant plus faible que celle de l'eau ( eNH3= 22,4 ) les ions restent souvent sous forme de paire.

On peut définir un pNH4+ et un p NH2- avec pNH4+ + p NH2- = 32,5

Le milieu est acide pour pNH4+ <16,25 et basique pour pNH4+ >16,25.


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