**TI82** TxtView file generated by CalcText - KouriH 9JUI201597ÿPROCEDE MEUX I – ABATTEMENT DES NOx (10 POINTS) 1) Qu’appelle-t’on des NOx thermiques? Expliquer leur formation (1,5 points) Il s’agit des oxydes d’azote qui se forment à haute température par réaction entre N2 et O2 N2 (g) + O2 (g)  2 NO (g) NO2 se forme par conversion du monoxyde d’azote à des températures inférieures à 600 °C en présence d’oxygène selon : NO (g) + ½ O2 (g)  NO2 (g) 2) Quel est le principal secteur responsable des émissions de NOx? (0,5 point) Le transport routier 3) Quel est l’impact des NOx sur la santé humaine ? (1 point) Pénétration de NOx dans les plus fines ramifications des voies respiratoires  altération de la fonction respiratoire et augmentation de la sensibilité des bronches aux infections microbiennes. 4) Quel est l’impact des NOx sur l’environnement ? (1 point) - Retombées atmosphériques (pluies acides et eutrophisation des milieux) - Précurseur de la pollution photochimique (O3) qui intervient dans le cycle de Chapman 5) Abattement des NOx par réduction sélective catalytique (SCR) a) Expliquer le principe du procédé en écrivant les réactions de réduction de NO et NO2. (3 points) Principe : injection d’ammoniaque au niveau du foyer (High-Dust SCR) pour les centrales thermiques ou après la désulfuration (Low-Dust SCR) pour les incinérateurs  Réduction des NOx en N2 Réactions mises en jeu : 4 NO (g) + 4 NH3 (l) + O2 (g) → 4 N2 (g) + 6 H2O (g) 2 NO2 (g) + 4 NH3 (l) + O2 (g) → 3 N2 (g) + 6 H2O (g) b) Donner les conditions opératoires du procédé SCR (2 points) 0,85 < NH3 / NOx > 0,9 260 °C < T < 450 °C Catalyseurs : V2O5, Fe2O3, MnO2 ou CrO3 supporté sur Al2O3 ou TiO2 c) Pourquoi le rendement d’abattement des NOx n’excède pas 80- 90 % ? (1 point) Rendement affecté par des réactions secondaires : oxydation de NH3 par O2  qui conduit à la formation de NO, NO2 et N2O II – TRAITEMENT D’UN BAIN DE CHROMATATION D’ALUMINIUM (10 POINTS) Votre Centre de Traitement reçoit 5 fûts de 200 L de bain de chromatation d’aluminium contenant des bains neufs dont la composition chimique est la suivante : Na2Cr2O7 12 g.L-1 HF 1 g.L-1 pH 1,2 1) Expliquer le caractère toxique du chrome hexavalent et des fluorures (2 points) - à forte dose, il entraîne la destruction de l'apatite et une décalcification appelée fluorose - F- bloque de nombreux mécanismes telle que la coagulation et inhibe de nombreuses enzymes telle que l'enzyme de la glycolyse. 2) Donner les différentes étapes du traitement en écrivant toutes les réactions chimiques mises en jeu. Vous préciserez également pour chacune des étapes les conditions de pH requises. (6 points) ETAPE 1 : déchromatation (pH < 2,5) (1,5 points) Cr2O72- + 3 SO2 + 2 H+ ® 2 Cr3+ + 3 SO4- + H2O ETAPE 2 : précipitation de Cr(OH)3 et de CaF2 (2 points) Précipitation de Cr3+ : 2 Cr3+ + 3 Ca(OH)2  2 Cr(OH)3 + 3 Ca2+ Précipitation de F- : 2 HF + Ca(OH)2  CaF2 + 2 H2O Conditions de pH : précipitation entre 5 et 13,5 (0,5 point) Log[Cr3+] = Log[10-3/52] = - 4,71 (0,5 point) Zone de pH : 5 < pH < 13,5 (0,5 point) [F-] = 15.10-3/19 = 7,89.10-4 mol.L-1  Log [F-] = -3,1 (0,5 point) Zone de pH : 3 < pH < 13,5 (0,5 point) 3) Afin d'établir un devis pour votre client potentiel, calculer les quantités de réactif nécessaires au traitement de ces 5 fûts (2 points). 5 fûts de 200 L = 1000 L [Na2Cr2O7] = 12 / (2*23+2*52+7*16) = 4,58.10-2 M  nCr2O72- = 1000 x 4,58.10-2 = 45,8 moles [HF] = 1/20 = 5.10-2 M  nHF = 1000 x 5.10-2 = 50 moles Déchromatation : (0,5 point) n SO2 = n HSO3- = 3 n Cr2O72- = 3*45,8 = 137,4 moles mNaHSO3 = 137,4 x 104 = 14289,6 g soit environ 14 kg Précipitation de Cr3+ : (0,5 point) nCr3+ = 2 x nCr2O72- = 91,6 moles n Ca(OH)2 = 3/2 (n Cr3+) = 3/2 *91,6 = 137,4 moles Précipitation de F- : (0,5 point) n Ca(OH)2 = 0,5 x (n HF) = 0,5 x 50 = 25 moles Masse de chaux utilisée : (137,4 + 25) x (40 + 34) = 12017,6 g soit environ 12 kg (0,5 point) Données thermodynamiques Cr2O72- / Cr3+ E° = 1,33 V SO42- / SO2 E° = 0,17 V Masses molaires : NaHSO3 PM = 104 g Cr PM = 52 g F PM = 19 g Na PM = 23 g ÿßE