1. **Énoncé du problème :** Nous devons choisir un capteur adapté pour suivre la quantité d'ammoniac (NH3) en pression ou concentration au cours du temps lors de la synthèse industrielle. 2. **Choix du capteur :** Un capteur à infrarouge (IR) est souvent utilisé pour mesurer la concentration de gaz comme NH3 car il détecte l'absorption spécifique des molécules d'ammoniac dans la gamme IR. **Justification :** - L'ammoniac a des bandes d'absorption caractéristiques dans l'infrarouge. - Le capteur IR permet un suivi en temps réel, non destructif et précis. - Il est sensible aux variations de concentration même faibles. 3. **Facteurs cinétiques mis en œuvre :** La réaction est : $$\mathrm{N_2(g) + 3 H_2(g) \rightarrow 2 NH_3(g)}$$ Les facteurs cinétiques importants sont : - **Température :** augmente la vitesse de réaction selon la loi d'Arrhenius $$k = A e^{-\frac{E_a}{RT}}$$ où $k$ est la constante de vitesse, $E_a$ l'énergie d'activation, $R$ la constante des gaz parfaits, $T$ la température. - **Pression :** une pression élevée favorise la formation de NH3 car le nombre de moles de gaz diminue (4 moles réactifs → 2 moles produit), selon le principe de Le Chatelier. - **Catalyseur (Aluminium ou fer poreux) :** abaisse l'énergie d'activation $E_a$, augmentant la vitesse de réaction sans modifier l'équilibre. 4. **Effets attendus :** - Augmentation de la température augmente la vitesse mais peut diminuer le rendement à l'équilibre. - Augmentation de la pression favorise la formation d'ammoniac. - Présence du catalyseur accélère la réaction en diminuant $E_a$.