Tp solubilité du co2 dans leau correction

Corrigé : Carbone, Craie et CO21°) Fabriquer une suspension de calcaire.
Expériences schématisées (avec de la couleur.) 1 point
Le liquide blanc obtenu montre que la craie n’est pas soluble dans l’eau. Au fond du tube, il y a un dépôt de particules de craie ; et au-dessus un liquide blanc formé de particules plus fines de craie en suspension dans l’eau.
Remarque : En réalité, une partie de la craie est passée en solution ( si l’on filtre cette suspension, on obtient de l’eau de chaux) ; l’eau est en effet chargée de CO2 dissous qui permet la dissolution du carbonate de calcium selon la réaction :

2 points
Le carbone est donc essentiellement sous forme de craie et une toute petite partie sous forme d’hydrogéno carbonate de calcium.
1 point
2°) Fabriquer de l’eau de chaux.
Expériences schématisées (avec de la couleur.) 1 point
On obtient un liquide incolore qui se trouble lorsque l’on souffle dedans. C’est de l’eau de chaux.

1 point
Dans l’eau de chaux, le calcium est sous forme d’ions Ca2+ solubles et le C sous forme d’ HCO3- soluble également.
L’ajout de CO2 favorise les réactions vers la droite et l’on obtient de la craie qui contient le carbone et le calcium. Ce sont le particules de craie qui forment le trouble. 2 points3°) Faire réagir le calcaire avec le CO2.
Expériences schématisées (avec de la couleur.) 1 point
En présence de grandes quantités de CO2, les particules de craies disparaissent (déplacement de l’équilibre n°1 vers la droite).
1 point
En faisant bouillir l’eau, on chasse le CO2, ce qui déplace l’équilibre n°1 vers la gauche et provoque à nouveau la formation de craie insoluble qui se dépose sur les parois du ballon. 1 point

4°) Faire réagir la craie avec l’acide.
Expériences schématisées (avec de la couleur.)1 point
La craie fait effervescence avec l’acide et disparaît. Il y a dégagement d’un gaz : le CO2. La masse disparue correspond donc au gaz carbonique. 1 point

Équation n°3	CaCO3	+	2 HCl		CO2		+	H2O	+	CaCl2
									Chlorure de calcium soluble

1 point
L’équation montre qu’une mole de CO2 soit :44 g ou 22,4 litres correspond à une mole de craie.
Soit m: la masse disparue, le volume de CO2 est égal à : V = volume molaire x m / masse molaire du CO2.1 pointInterprétation et exploitation des expériences à l’échelle de la terre :
• A GUILIN, quand la pluie tombe, il y a dissolution d’une partie du calcaire. Il se forme des cavités ( grottes). L’eau est alors chargée d’hydrogéno carbonate de calcium soluble. 1 point
• L’eau en suintant des roches, où elle se trouve sous pression plus ou moins élevée, est donc chargée de dioxyde de carbone dissous. En se retrouvant sous la pression atmosphérique dans la grotte, cette eau dégage du dioxyde de carbone, ce qui entraîne le dépôt de carbonate de calcium par déplacement de l’équilibre ? vers la gauche. Il y a formation de stalactites et stalagmites. Les variations de température peuvent également intervenir de façon secondaire. 1 point
• Les coquilles (tests carbonatés) libérés à la mort des organismes planctoniques chutent vers le fond. Dans les eaux superficielles du domaine océanique, les eaux sont sursaturées en HCO3- ; les coquilles sont pratiquement insolubles. Dans les eaux profondes, la température s’abaisse, la pression augmente et détermine une augmentation relative en CO2 dissous. L’équilibre ? est déplacé vers la droite: il y a dissolution des carbonates. Il en résulte que les tests carbonatés sont faiblement altérés jusqu’à 5OO mètres de profondeur. Au dela la dissolution devient croissante. En dessous de 4500-4700 mètres, tout apport de calcaire est compensé par la dissolution : c’est la surface (en fait profondeur) de compensation des carbonates : Carbonate Compensation Depth. En dessous de la CCD, ne sédimentent que des boues siliceuses ou argileuses, dépourvues de carbonate de calcium. 1 point
• Les réactions chimiques qui permettent de passer du CO2 au calcaire sont celles qui correspondent à l’eau de chaux qui se trouble. 1 point
• volume de CO2 fixé correspondant à ces calcaires :
• Comparaison avec la masse actuelle de CO2 atmosphérique actuelle. 2 points

Dernière modification le 31-Dec-2012

J@©QUES FLORIMONT

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