Exercice n°6 (BTS AB 2006)

On donne :

NH₄⁺/NH₃ pKa = 9.20 à 25°C

₁¹H et ₇¹⁴N

L’ammoniac est un gaz moléculaire de formule NH₃n très soluble dans l’eau.

1- Structure.

1.1 Ecrire le modèle de Lewis de la molécule d’ammoniac.

1.2 Prévoir la géométrie de l’ammoniac à l’aide de la théorie VSEPR (règles de Gillespie).

2- pH d’une solution. L’ammoniaque est une base faible, son acide conjugué est NH₄⁺

2.1En utilisant le modèle de Lewis, justifier le caractère basique de l’ammoniaque.

2.2Ecrire la réaction qui a lieu lors de l’introduction de l’ammoniaque dans l’eau.

3- On souhaite préparer une solution tampon à partir d’ammoniac.

3.1 Qu’est ce qu’une solution tampon ?

3.2 Sans calcul, donner l’ordre de grandeur du pH d’un tampon ammoniacal.

3.3 Citer un milieu naturellement tamponné.

Corrigé

1- Structure.

1.1 le modèle de Lewis de la molécule d’ammoniac est

1.2 la géométrie de l’ammoniac est pyramidale : c’est une molécule du type AX₃E₁ :

2 pH d’une solution. L’ammoniaque est une base faible, son acide conjugué est NH₄⁺

2.1 En utilisant le modèle de Lewis, justifier le caractère basique de l’ammoniaque.

NH₃ peut capter un ion H⁺ à l’aide de son doublet non liant : C’est une base de Lewis puisqu’il possède un doublet non liant.

2.2 Ecrire la réaction qui a lieu lors de l’introduction de l’ammoniaque dans l’eau.

NH₃ + H₂O = NH₄⁺ + OH^-

3 On souhaite préparer une solution tampon à partir d’ammoniac.

3.1 Qu’est ce qu’une solution tampon ?

Une solution tampon est une solution dont le pH varie extrêmement peu à la dilution ou lorsqu’on lui ajoute une quantité modérée d’acide ou de base.

3.2 Le pH d’une solution tampon est proche de pKa du couple employé, donc ici l’ordre de grandeur du pH de cette solution tampon est de 9. ( 8.2< pH< 10.2 )

3.3 Le sang, la salive…