1°l -devoir surveillé de sciences physiques n°1








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date de publication05.11.2016
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1°L -Devoir surveillé de sciences physiques n°1
(20 points, 55 min)

Remarques :

  • Deux points seront réservés à la qualité de la présentation et de la rédaction.

  • Dans la mesure du possible et sauf indication contraire toute réponse doit être justifiée.

  • L’usage de la calculatrice est autorisé.

Exercice 1 (4 points)

Rôle du Complexe Argilo-humique

Le sol est un milieu complexe composé de quatre types d'éléments : gazeux (air), liquides (eau),

minéraux et organiques. Parmi les différents éléments minéraux en présence, les argiles s'associent à la

matière organique du sol (l'humus) pour former, sous l'action stabilisatrice du calcium, le complexe

argilo-humique. La structure en feuillet des argiles confère au complexe une puissante charge négative.

Une certaine quantité de cations libres de la solution du sol peuvent alors s'y fixer (Ca2+, K+, H+, etc). Le

complexe argilo-humique est ainsi un véritable réservoir d'éléments nutritifs pour la culture.

Caractérisé par André Gros* comme étant un "essaim d'abeilles", il échange en permanence des ions

avec la solution du sol environnante. Les mécanismes qui régissent ces mises en réserve ou libérations

des éléments nutritifs peuvent être biologiques (action des micros organismes du sol) ou chimiques.
*auteur d’un ouvrage nommé « Engrais : guide pratique de la fertilisation ».
http://www.agro-systemes.com/dossier-complexe-argilo-humique.php
Questions
1. Quels sont les constituants essentiels d’un sol ?

2. Quelle est l’origine de l’humus ?

3. Quel est le rôle du complexe argilo-humique ? Quelle charge électrique porte-t-il ?

4. Comment peut-il assurer son rôle ?

5. Rappeler les définitions d’un ion puis d’un cation.

Exercice 2 (6 points)

Document 1 : L’eau du robinet serait 120 fois moins chère que l’eau en bouteille

La consommation d’eau, pour l’alimentation, a un coût de 1,87 € par an et par personne pour l’eau du robinet, contre 240 € pour l’eau en bouteille. Une eau en bouteille qui, en plus de son prix élevé, a un coût énergétique important. En effet, il faut près de 2 kg de pétrole brut pour fabriquer 1 kg de PET (polyéthylène téréphtalate), le plastique constituant les bouteilles. L’industrie de l’eau en bouteille génère chaque année plusieurs milliers de tonnes de déchets. Selon le site internet geo.fr, en 2005, on comptait 240 000 tonnes de déchets plastiques pour 6,2 milliards de litres d’eau plate en bouteille consommées. Une eau qui parcourt en moyenne 300 km, de l’embouteillage au recyclage.

(D’après le site internet de l’Express : lexpress.fr)

Document 2 : Le marché de l’eau

Le prix de l’eau du robinet englobe les coûts de production, de distribution aux usagers et d’assainissement. Celui de l’eau en bouteille est beaucoup plus élevé, car il tient compte de la fabrication et du recyclage des bouteilles, ainsi que du transport et de la commercialisation.

Pourtant, la consommation mondiale d’eau en bouteille augmente de plus de 10% par an en moyenne. Ce phénomène, néfaste à l’environnement, est d’autant plus difficile à expliquer que l’eau en bouteille n’est souvent pas plus saine que l’eau du robinet. Il est essentiellement dû à des stratégies marketing efficaces des acteurs du marché de l’eau.

(D’après le site internet de la Cité des Sciences)

Questions

  1. Avec les informations fournies, justifier le titre du document 1.

  2. Quels paramètres interviennent dans le prix de l’eau du robinet et dans celui de l’eau en bouteille ?

  3. Rédiger un petit texte argumentatif (10 lignes maximum) expliquant en quoi la consommation d’eau en bouteille s’avère néfaste pour l’environnement.

Exercice 3 (4 points)

Analyse d’eau

On dispose de deux eaux minérales A et B dans lesquelles on souhaite mettre en évidence la présence de quelques ions. Pour cela on réalise des tests dont les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous :




Test 1 avec l’oxalate d’ammonium

Test 2 avec le chlorure de baryum

pH

Observation avec l’eau A

Précipité très léger

Précipité blanc

6.5

Observation avec l’eau B

Précipité blanc

Précipité blanc

7,3

Par ailleur, dans un livre de chimie, on a trouvé les indications suivantes :

Ion recherché

Réactif utilisé

Observation si l’ion est présent

Calcium Ca2+

Oxalate d’ammonium

Précipité blanc

Sulfate SO42-

Chlorure de baryum

Précipité blanc

Chlorure Cl-

Nitrate d’argent

Précipité blanc



    1. Quel ion cherche-t-on à mettre en évidence avec le test 1 ?

    2. Que conclure des résultats du test 1 ?

2. Répondre aux mêmes questions pour le test 2.

3.1 Quel paramètre caractérise l’acidité, la basicité ou la neutralité d’une solution ?

3.2 Ces eaux sont-elles acides, neutres ou basiques ? Justifier.

Exercice 4 (4 points)

Préparation d’une vinaigrette

Pierre prépare une vinaigrette ; il obtient ainsi une émulsion de type eau dans l’huile. Lors de cette préparation, il verse dans un bol 5 cuillères à soupe d’huile et, tout en remuant avec un fouet, ajoute une cuillère à café de vinaigre (mélange composé essentiellement d’eau et d’acide éthanoïque), ainsi qu’une pincée de sel.

  1. Quels sont les ingrédients de cette préparation qui ne sont pas miscibles ?

  2. Qu’observe-t-il s’il prépare cette vinaigrette trop longtemps à l’avance ?

  3. La moutarde contient un agent tensioactif. Pourquoi peut-on lui conseiller d’en ajouter ?

  4. Lors de l’ajout d’un agent tensioactif, il y a formation de micelles de type eau dans l’huile. Décrire à l’aide d’un schéma soigneusement annoté, une des micelles formées.

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