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Chimie industrielle – engrais, estérification, pétrole

ChimieChimie appliquée et expérimentale16–17 ans

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Trois thèmes de chimie réunis dans une simulation, choisis avec le paramètre Thème. Engrais : choisissez un type d’engrais et la dose par hectare, voyez la teneur réelle en éléments nutritifs, regardez la culture pousser et le rendement augmenter le long d’une courbe avant de plafonner, et voyez comment l’excès provoque l’eutrophisation des plans d’eau. TP de chimie organique : l’estérification CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O atteint l’équilibre avec K = 4 — modifiez le rapport molaire alcool/acide pour voir le rendement changer. Pétrole : une colonne de distillation fractionnée dont la température varie avec la hauteur, avec la composition et les usages de chaque fraction.

Leçon : Les engrais et leur bon usage ; expériences et TP de chimie organique ; le pétrole et le raffinage

Ce qu’elle montre

Trois thèmes appliqués partagent une même simulation. Engrais : la masse d’urée, de superphosphate, de chlorure de potassium ou de NPK épandue est convertie en N, P₂O₅ ou K₂O réellement apporté, et le rendement augmente puis plafonne quand la dose croît, tandis que l’excès de nutriments provoque l’eutrophisation. Estérification : CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O atteint l’équilibre avec K = 4, donc des quantités égales d’acide et d’alcool donnent un rendement d’environ 67 %, qu’un excès d’alcool augmente. Pétrole : une colonne de distillation montre l’intervalle d’ébullition, la part et les usages de chaque fraction.

Mode d’emploi

Utilisez les onglets Engrais, Estérification et Pétrole pour changer de thème. Pour les engrais, choisissez un Type d’engrais et augmentez la dose depuis zéro en notant où le rendement cesse de progresser. Pour l’estérification, modifiez le rapport molaire alcool/acide ou cliquez sur Excès d’alcool (rapport 3) et comparez le rendement au cas 1:1. Pour le pétrole, cliquez sur Fraction suivante ou sur la colonne pour lire l’intervalle d’ébullition et les usages de chaque fraction.

Paramètres modifiables

  • Thème affiché 1. Engrais et rendement des cultures, 2. TP de chimie organique : estérification, 3. Pétrole brut et raffinage
  • Type d’engrais Urée (NH₂)₂CO – 46 % N, Superphosphate simple – 17 % P₂O₅, Chlorure de potassium KCl – 60 % K₂O, NPK 16-16-8
  • Dose d’engrais par hectare 0–600 kg/ha
  • Rapport molaire alcool/acide dans l’estérification 0,5–5
  • Fraction pétrolière affichée Gaz liquéfié (moins de 40 °C), Essence (40–180 °C), Kérosène (180–260 °C), Gazole (260–350 °C), Résidu, fioul lourd (plus de 350 °C)

Questions à explorer

  1. Pourquoi doubler la dose d’engrais ne double-t-il pas le rendement de la culture ?
  2. Avec un rapport molaire 1:1 et K = 4, quel est le rendement en ester, et comment un excès d’alcool le modifie-t-il ?
  3. Quelle fraction pétrolière sert de carburant aux moteurs diesel, et quel est son intervalle d’ébullition ?

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