36 Titrage des ions nitrate
dans un engrais DÉMARCHES DIFFÉRENCIÉES
Une plante puise dans le sol des éléments chimiques néces-
saires à sa croissance,dont l'indispensable azote N. Dans le
sol, l'azote est présent sous forme d'ions nitrate NO; (aussi
appelé azote nitrique) ou d'ions ammonium NH; (azote
ammoniacal).
Dans cet exercice, on se propose de déterminer le pourcen-
tage massique en azote nitrique d'un engrais azoté, et de
comparer la valeur trouvée à l'extrait d'étiquette donné:
24 % d'azote total, dont 11 % d'azote uréique, 6% d'azote
nitrique, et 7 % d'azote ammoniacal.
1. Calculer la valeur de la quantité de matière initiale
en ions fer (II) n, (Fe²+).
2. À l'aide d'un tableau d'avancement de la transforma-
tion correspondant au titrage, montrer que la quan-
tité de matière en ions fer (II) en excès nex(Fe²+) dans
l'erlenmeyer s'exprime par: nex(Fe2+) = 6 C₂ Ver puis
calculer nex(Fe²+).
3. En déduire la valeur de la quantité de matière
ng (Fe²+) en ions fer (II) ayant réagi avec les ions nitrate.
4. À l'aide d'un tableau d'avancement de la première
transformation, déterminer la valeur de la quantité de
matière en ions nitrate n; (NO3) dans l'erlenmeyer.
Protocole du titrage
.
.
• Une masse m=2,5 g d'engrais liquide est placée dans une fiole
Jaugée de 250 mL. On complète la fiole jusqu'au trait de jauge
par de l'eau distillée: on obtient une solution, qui est notée S.
Dans un erlenmeyer, on introduit un volume V=25,0 mL de
la solution d'engrais précédente S, puis un volume V₁ = 20,0 mL
d'une solution contenant des ions fer (II) de concentration
en quantité de matière d'ions fer (ID c(Fe) = 0,20 mol-L-1
Un ajout de 5 mL d'acide sulfurique permet d'acidifier
le mélange. L'ensemble est porté à une douce ébullition,
==car la réaction est lente.
.
Les ions nitrate de l'engrais réagissent de façon totale avec
==les ions fer (II) selon la réaction d'équation:
NO (aq) + 3 Fe²+ (aq) + 4H,0+ (aq) →
V
NO (g)+3 Fe (aq) + 6 H₂0 (C).
Après refroidissement, les ions fer (ID) en exces sont titrés
par une solution de dichromate de potassium (2 K+ (aq)
+ Cr₂02 (aq)) de concentration en quantité de matière d'ions
dichromate c,1,7x10 mol -
L'équation de la réaction de titrage des lons fer (ID) en excés
par les lons dichromate s'écrit:
Cr₂0 (aq) + 6 Fe (aq) + 14 H0+ (aq) →
.
2 Cr³+ (aq) + 6 Fe³+ (aq) + 21 H₂0 (C).
L'équivalence, marquée par un changement de couleur,
est obtenue pour un volume V=10,0 mL de solution de
dichromate de potassium versé dans l'erlenmeyer.
Données : masse molaire: M₁ = 14 g-mol-¹. Le pourcentage mas-
sique en azote nitrique de l'engrais peut s'exprimer par la relation
ci-dessous, où M, est la masse molaire atomique de l'azote:
n(NO₂) x M
x 100.
%(NO;) masse m d'engrais
5. En déduire la valeur de la quantité de matière en
ions nitrate n (NO3) dans la solution S, donc dans 2,5 g
d'engrais liquide.
6. Calculer le pourcentage massique en azote nitrique
de l'engrais titré. Obtient-on le même ordre de gran-
deur que sur l'étiquette ?