PHYSIQUE-CHIMIE

PHYSIQUE-CHIMIE
Filière MP
Pour ce faire, calculer le volume
Ten o C
minimum V d’ammoniac à 100
S
mettre au contact d’un litre 90
d’eau liquide, l’ensemble étant
80
maintenu à 0°C. Calculer la
masse du mélange liquide ainsi
70
obtenu. Commenter la valeur de 60
V S et proposer un argument
50
microscopique pour expliquer
40
cette hydrosolubilité de NH 3 .
Pour cette question, on prendra 30
la masse volumique de l’eau
20
liquide égale à 1000 kg ⋅ m – 3 .
10
d) Pour simuler des conditions
0
plus anciennes dans l’histoire de
Titan, on porte la phase liquide −10
de l’échantillon précédent à
−20
40°C. Déterminer la masse de
−30
liquide et de vapeur obtenues,
ainsi que leur composition en
−40
x
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 H 2O
eau et en ammoniac. Comparer Figure 2 : Diagramme binaire isobare
aux résultats précédents.
liquide-vapeur eau-ammoniac
e) Sous quelle température verrait-on
cet échantillon se vaporiser entièrement ?
II.E.5) On pense que dans certaines zones des océans de Titan, l’eau a pu être
majoritaire, induisant des conditions de pH plus modérées qu’ailleurs. Envisageons
l’existence d’un tel milieu affichant une concentration c 0 en NH 3 valant
0,
1 mol ⋅ L – 1 , avant toute évolution chimique, sous une température de 25°C. À
+ —
cette température, les pK a
des couples NH 4 ⁄ NH3 et NH 3 ⁄ NH 2
sont respectivement
92 , et 23 .
a) Établir le diagramme de prédominance faisant intervenir NH 3
et ses espèces
conjuguées (ou l’une d’elles), dans le domaine de pH allant de 0 à 14.
b) Que peut-on dire de la base conjuguée de NH 3
dans l’eau ?
c) Proposer une réaction prépondérante traduisant le comportement de NH 3
dans la solution. Calculer sa constante d’équilibre.
d) En supposant que la réaction est peu avancée à l’état final, calculer le pH
de la solution. L’hypothèse était-elle satisfaisante ? Sachant que sur Terre dans
ces conditions de pression et de température, on rencontre des micro-organis-
Concours Centrale-Supélec 2009 8/12