REVIZ.fr – Les engrais

Niveau : seconde
Matière : chimie (la chimie qui nous entoure)

NH3 + HNO3 NH4NO3
ammoniac + acide nitrique nitrate d’ammonium

Synthèse de l’ammoniac NH3

Voici l’équation bilan de la synthèse de l’ammoniac :

N2 + 3H2 2NH3
diazote + dihydrogène ammoniac

Les coefficients devant chaque espèce chimique s’appellent les coefficients stoechiométriques ; ils définissent les proportions selon lesquels les produits réagissent et se forment. Chaîne de production de l’ammoniac :

Le diazote N2 provient de l’air atmosphérique.

Le dihydrogène H2 s’obtient à partir d’un hydrocarbure, le méthane CH4. CH4 + H2O CO + 3H2

suivi de

CO + H2O CO2 + H2

La chaîne de production de l’ammoniac peut donc être schématisée ainsi :

Synthèse de l’acide nitrique HNO3

L’acide nitrique est produit à partir de l’ammoniac NH3, qui réagit avec la dioxygène O2 :

4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O

Le NO ainsi formé réagit avec le dioxygène O2 de l’air :

2NO + O2 2NO2

Ce NO2 réagit avec l’eau pour former l’acide nitrique :

3NO2 + H2O 2HNO3 + NO

En résumé :

Fabrication du nitrate d’ammonium NH4NO3

L’acide nitrique a un pH inférieur à 7 : c’est un acide. En revanche, la solution d’ammoniac a un pH supérieur à 7 ; c’est une base. Le nitrate d’ammonium est issu de la réaction acido-basique entre ces deux espèces.

HNO3 + NH3 NH4NO3

Lors de sa fabrication industrielle, l’acide nitrique (concentré à 58%) et l’ammoniac gazeux sont introduits dans un neutralisateur ; la réaction se déroule et donne du nitrate d’ammonium.
Après concentration, la solution est pulvérisée au sommet d’une tour de refroidissement et le nitrate d’ammonium se solidifie sous forme de granulés. L’engrais finalement obtenu s’appelle l’ammonitrate et contient des ions NH4+ et NO3-.

Les éléments fertilisants majeurs sont l’azote N, le phosphore P et le potassium K. Les engrais simples contiennent un seul de ces éléments.

Engrais simples

 Les engrais azotés

Ils apportent de l’azote sous différentes formes (NO3- pour les engrais nitriques, NH4+ pour les engrais ammoniacaux ou bien les deux NH4NO3).

 Les engrais phosphatés

Ils apportent du phosphore sous forme d’ions phosphatés (l’ion phosphaté PO43-, l’ion hydrogénophosphate HPO42- ou bien l’ion dihydrogénophosphate H2PO4).

 Les engrais potassiques

Ils apportent du potassium sous forme d’ions K+ (ex : KCl, K2SO4).

Engrais composés

Ils comportent 2 ou 3 des principaux éléments fertilisants. Ils sont désignés par 3 nombres qui représentent leur teneur en N, P et K (dans l’ordre).

Par exemple, 100kg d’engrais 5.12.10 contiendra 5kg de N, 12kg de P et 10kg de K.

Engrais organiques

Ce sont les fumiers et les résidus de récoltes.

Apports complémentaires : les oligo-éléments

Ce sont le chlore Cl, le cuivre Cu, le fer Fe, le zinc Zn et le manganèse Mn.
Ils sont indispensables pour le développement des plantes mais de très faibles doses suffisent.

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