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date de publication20.04.2017
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Fiche de présentation de la ressource





Classe : Tle STL

Enseignement : Chimie-biochimie-sciences du vivant



THEME 5 du programme : Les systèmes vivants de grande échelle : écosystèmes et biosphère

Sous-thème 5.2 : Le sol et l’agrosystème sont deux écosystèmes de surface 



Dosage des ions carbonate dans un sol 


Extrait du BOEN

Connaissances

capacités

Le sol est le produit des interactions entre biosphère, lithosphère et atmosphère.


Exploiter des ressources documentaires, une activité expérimentale pour

Identifier les constituants minéraux et organiques d’un sol.


Compétences transversales et attitudes

  • Mobiliser ses connaissances

  • Travailler en équipe

  • Raisonner

Type de ressource

  • Activité expérimentale

  • Réinvestissement

Résumé du contenu de la ressource



Mots clés de recherche : carbonate de calcium ; calcaire ; terre ; droite d’étalonnage ; réaction acide-base ; dioxyde de carbone 



Provenance : Douteau Nathalie ; nath.douteau@wanadoo.fr


Contenus de la ressource


Dosage des ions carbonates dans un sol

Introduction :

Dans les régions où les pluies sont trop acides, les lacs subissent une acidification. Les sols calcaires peuvent neutraliser l’acidité grâce aux ions carbonates qu’ils renferment, selon la réaction :
CO32-(aq) + 2 H3O+(aq) = CO2(g) + 3 H2O(l)
Qualification d’un sol (norme internationale NF ISO 10693) :


TAUX DE CaCO3

QUALIFICATION DU SOL

CaCO3 ≤ 5%

SOL NON CALCAIRE

5 < CaCO3 ≤ 12,5%

SOL FAIBLEMENT CALCAIRE

12,5 < CaCO3 ≤ 25%

SOL MODEREMENT CALCAIRE

25 < CaCO3 ≤ 50%

SOL FORTEMENT CALCAIRE

CaCO3 > 50%

SOL TRES FORTEMENT CALCAIRE



Principe :

Nous allons doser le calcaire présent dans une terre par acidification de celle-ci en mesurant le volume de dioxyde de carbone dégagé.

Afin de relier le dioxyde de carbone dégagé à la quantité de calcaire dans le sol, nous tracerons au préalable une droite d’étalonnage.

Première partie : Tracé de la droite étalon





  • Réaliser le montage ci-dessous.



Schéma du montage :


  • Peser au mg près des masses de carbonate de calcium allant de 50 à 400 mg (une masse différente pour chaque binôme d’élèves). Le carbonate de calcium doit être introduit dans le ballon.

  • Introduire 10 mL d’acide chlorhydrique à 6 mol.L-1 dans l’ampoule de coulée isobare.

  • Remplir d’eau le tube gradué et le retourner sur le bécher rempli d’eau également.

  • Placer l’extrémité du tube courbé sous ce dernier.

  • Noter le niveau atteint par l’eau dans le tube courbé pour recueillir le gaz.

  • Ouvrir doucement le robinet de l’ampoule : on observe un dégagement gazeux dans le tube gradué.

  • Faire coïncider le niveau du liquide dans le bécher et dans le tube gradué pour équilibrer les pressions et lire le volume du gaz recueilli.


Les résultats des différents groupes d’élèves sont rassemblés au tableau.


  • Faire tracer, sur un tableur-grapheur, le graphe représentant l’évolution de la masse m(CaCO3) de carbonate de calcium en fonction du volume V(CO2) de dioxyde de carbone dégagé. On obtient la droite étalon.



Deuxième partie :Mesure de la teneur en calcaire d’un sol





  • Broyer à l’aide d’un mortier et d’un pilon un échantillon de terre bien sèche et tamisée.

  • Faire peser à peu près la même masse m0 de cette terre à chaque groupe.

  • Procéder de façon analogue à l’étalonnage en prenant soin d’humidifier la terre tamisée et pesée et de bien agiter pendant plusieurs minutes à l’aide d’un agitateur magnétique, avant l’introduction de l’acide chlorhydrique.

  • Relever le volume de dioxyde de carbone mesuré.

  • En reportant le volume V lu sur la courbe d’étalonnage, on déduit la masse m de calcaire contenue dans l’échantillon de sol, le rapport m/m0, exprimé en %, donnant la teneur en calcaire du sol.


Les résultats des différents groupes sont là-encore rassemblés au tableau et commentés. Un prolongement de la mesure peut être fait dans le cadre du programme de « Mesures et instrumentations » pour attribuer une incertitude au résultat de la mesure.
Résultats expérimentaux :

Droite étalon :

m(CaCO3) / mg

0

53

100

170

202

400

V(CO2) / mL

0

8.5

24

38.5

44

89


Mesure :

La teneur en calcaire dans la terre dépend fortement de sa provenance.

Bibliographie :
Ecolochimie : chimie appliquée à l’environnement ; Gilles André, Valérie Dartiailh, Frédérique Maksud, Sophie Pak-Blanes et Josette Fournier ;
Pour le schéma du montage :

http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/labo/informatique/imglabo.html
http://www.lano.asso.fr/web/calcaire_actif.html

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