scienceamusante.net

Bonjour à tous amis chimistes,
j'ai une question de sens pratique à vous poser, il s'agit simplement de me dire selon vos connaissances ce qu'il se passerait lors d'une expérience dont je vais vous décrire le déroulement.

Imaginons que l'on verse une solution d'acide nitrique à 50% dans un tube à essais et qu'on le refroidit jusqu'à ce qu'elle se solidifie disons à -50°C.
On verse ensuite dessus des cristaux de soude caustique NaOH(s) eux à -10°C et on laisse le tout réchauffer à température ambiante.
Selon vous est ce que la réaction acido basique (NaOH + HNO3 -> NaNO3 + H2O) va mettre un bon moment à s'initier et on peut compter que rien ne se produira tant que HNO3 ne sera pas devenu solide. Ou bien est ce que la réaction se produisant à l'interface entre les deux solides va être suffisamment rapidement pour que la totalité des réactifs puissent réagir dans un temps plus court qu'il ne l'aurait fallu pour que HNO3(s) fonde ?
En fait, je cherche à bloquer cinétiquement cette réaction acido-basique et cette méthode m'est venue à l'esprit qu'en pensez vous ?

Geoffrey.

Bonsoir,

Tant que les 2 réactifs restent à l'état solide, les molécules de l'un et de l'autre ne pourront pas se rencontrer et il n'y aura pas réaction. A ceci près qu'à l'interface des molécules sont en contact, et qu'elles pourraient réagir, mais si la température est maintenue très basse la réaction sera tout de même bloquée ; à l'interface se formera un sel qui empêchera les molécules plus en profondeur de se rencontrer. Je ne sais pas si -50 °C est assez bas pour que cela ne réagisse pas ! Mais à coup sûr dans l'azote liquide (-196 °C) cela ne réagirait pas.

Ensuite, si jamais la réaction s'initie à l'interface du fait que l'acide nitrique redevient liquide, alors cette réaction acide-base va s'accélérer d'elle même car elle est fortement exothermique : la réaction dégage de la chaleur et cette chaleur va se transférer aux molécules voisines, ce qui va accélérer la fonte et le réchauffage des réactifs. Le résultat sera une réaction dont la vitesse augmente au cours du temps, donc une accélération. Une cinétique exponentielle en quelque sorte. Risque de projections à prévoir !

Geoffrey a écrit :Bonjour à tous amis chimistes,
j'ai une question de sens pratique à vous poser, il s'agit simplement de me dire selon vos connaissances ce qu'il se passerait lors d'une expérience dont je vais vous décrire le déroulement.

Imaginons que l'on verse une solution d'acide nitrique à 50% dans un tube à essais et qu'on le refroidit jusqu'à ce qu'elle se solidifie disons à -50°C.
On verse ensuite dessus des cristaux de soude caustique NaOH(s) eux à -10°C et on laisse le tout réchauffer à température ambiante.
Selon vous est ce que la réaction acido basique (NaOH + HNO3 -> NaNO3 + H2O) va mettre un bon moment à s'initier et on peut compter que rien ne se produira tant que HNO3 ne sera pas devenu solide. Ou bien est ce que la réaction se produisant à l'interface entre les deux solides va être suffisamment rapidement pour que la totalité des réactifs puissent réagir dans un temps plus court qu'il ne l'aurait fallu pour que HNO3(s) fonde ?
En fait, je cherche à bloquer cinétiquement cette réaction acido-basique et cette méthode m'est venue à l'esprit qu'en pensez vous ?

Geoffrey.

Bonsoir,
J'ai surligné une phrase importante: si on laisse réchauffer il est certain que la réaction s'enclenchera et s'emballera.
Si on maintient le froid on peut s'attendre a ce que la réaction soit ne se fasse pas du tout, soit qu'elle cesse trés vite: l'énergie libérée étant aussitôt absorbée par le réfrigérant. Cela signifie aussi qu'il y a des conditions de températures ou la réaction pourra se faire tout doucement.
Je pense qu'il faut aussi tenir compte des produits de solubilité pour savoir dans quelle mesure on peut dissoudre du nitrate de sodium dans de l'acide nitrique à 50%.

Comme le fait remarquer ecolami, la réaction aura lieu inévitablement si je laisse la température augmenter mais c'est précisément ce que je cherche. En fait pour vous en dire un peu plus sans dévoiler mes sujets de recherche, je cherche à contrôler thermiquement le commencement de cette réaction. Je n'ai aucun autre moyen que le contrôle de la température pour agir sur un système chimique équivalent à celui que je vous ai présenté or il est crucial que la réaction acido-basique ne débute pas avant que je le choisisse. Concernant les dangers de projection vous en faites pas il s'agit là de quelques mg de matière.