Corrige AGREGEXT Composition de chimie option physique 2009 AGREG PHYS

Silicium : de l’âge de pierre aux nanotechnologies Partie A : Zéolithe et catalyse A.1- Dosage de l’aluminium dans la faujasite A.1.1- L’élément Si a été éliminé. SiO reste insoluble dans l’acide nitrique, contrairement aux 2oxydes d’aluminium Al O et de sodium Na O qui passent en solution. 2 3 2A.1.2- Les 4 premiers pKa de l’EDTA correspondent aux fonctions acides carboxyliques de l’EDTA, les 2 derniers pKa aux fonctions amines. À pH = 4,5, les fonctions carboxyliques sont donc sous la forme carboxylate et les fonctions amines sous la forme ammonium. D’où la forme prépondérante de l’EDTA : HCOOOOC2-N N H Y2OOC COOH 33+ - 3+ −A.1.3- Al + 3 OH = Al(OH) ) ) Ks = (Al (OH3 ( Al(OH ) )3+pH = − log(H )KepH = − log −(OH ) 1 13+ −3pH = − log Ke(Al ) Ks( Al(OH ) ) 33pKs1 ( Al(OH ) )3+ 3pH = pKe − log(Al )−3 32 32AN: pH = 14 + − = 4 3 3-2 -1Le pH de début de précipitation d’une solution d’aluminium de concentration 10 mol.L est 4. 3+ 2-A.1.4- À pH = 4,5, Al est sous forme Al(OH) et l’EDTA sous forme H Y . La réaction qui a lieu 3 2est donc : 2- + -Al(OH) + H Y + H = AlY + 3H O 3 2 2+En présence d’EDTA on n’a donc pas de précipité de Al(OH) . Les H de l’équation de 3réaction sont fournis par le tampon. −(AlY )A.1.5- K = 2− +(H Y )(H )22 3− 4− + 3+ − Ks Ka Ka(AlY )(Y )(H ) (Al )(OH ) ( Al(OH ) ) 5 63K = = 3 3 33+ 4− 2− + − KdKe(Al )(Y )(H Y )(H ) (OH )2−32 −6,2 −10,210 10 10 9,7AN : K = = 10 Réaction thermodynamiquement favorable. −16,1 ...