Dosage d'un engrais et lecture critique d'un résultat
Un technicien prépare une solution d'engrais azoté pour une parcelle expérimentale. Il doit dissoudre 50 g de nitrate d'ammonium dans 2 L d'eau. Il pèse la masse, verse le solide dans un bécher contenant 1,8 L d'eau, agite, puis complète jusqu'au trait de jauge de 2 L. Il constate que la dissolution a légèrement refroidi le mélange. Il annonce ensuite une concentration de « 25 g/L » et conclut que la solution est prête. Un contrôle révèle que la concentration réelle est inférieure à celle annoncée, et que le flacon porte une étiquette « comburant ».
1. Le calcul « 50 g / 2 L = 25 g/L » est-il correct ? Justifier en distinguant ce que l'on dissout et le volume final.
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Le raisonnement est correct dans son principe : la concentration massique vaut $C_m = m/V_{solution}$. Avec $m = 50$ g et $V = 2{,}000$ L, on obtient bien $C_m = 25$ g/L.
Mais deux réserves expliquent l'écart constaté au contrôle :
- Le volume final doit être 2 L, pas 1,8 L + volume du solide. Le technicien complète jusqu'au trait de jauge, ce qui est la bonne méthode ; s'il avait ajouté 2 L d'eau au solide, le volume final aurait dépassé 2 L et la concentration aurait été plus faible. L'écart mesuré suggère justement un volume final supérieur à 2 L (complément mal ajusté, ménisque mal lu).
- La masse pesée peut être fausse (balance non tarée, produit humide).
Conclusion : le calcul est juste, mais il ne vaut que si $m$ et $V_{final}$ sont exacts. La formule ne corrige pas une erreur de mesure.
2. Le refroidissement observé et l'étiquette « comburant » ont-ils une incidence sur la sécurité ou sur l'interprétation ? Expliquer.
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Refroidissement : il indique une dissolution endothermique (le système absorbe de la chaleur). Ce n'est pas une anomalie ; cela signifie que la dissolution est spontanée malgré l'abaissement de température. Conséquence pratique : ne pas interpréter le froid comme un signe d'inertie ou d'échec de la dissolution, et éviter de chauffer inutilement.
Étiquette « comburant » : le nitrate d'ammonium est un oxydant puissant. Un comburant n'est pas inflammable lui-même mais entretient la combustion et peut réagir violemment avec des matières réductrices (poudres métalliques, matières organiques, carburants). Précautions : stockage séparé des produits combustibles, pas de contact avec des chiffons ou de la sciure, pas de chauffage direct prolongé, équipement de protection.
Articulation avec la concentration : la sécurité ne dépend pas seulement de la concentration mais de la quantité totale et du contact avec des réducteurs. Une solution à 25 g/L reste un produit à manipuler avec précaution.