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1 2 nd 1 Enseignement d exploration 2 nd 2 Thème 2 Utilisation des ressources naturelles L eau Problématique générale: Des millions d hommes, dans les pays défavorisés, meurent encore chaque année pour avoir bu de l eau non potable. Avoir de l eau potable chez soi, comment est-ce possible? Document d introduction : Les eaux de source et les eaux minérales Les dénominations "eau de source" ou "eau minérale" sont strictement réglementées en Europe. Issues de nappes d eaux souterraines non polluées, profondes ou protégées des rejets dus aux activités humaines, les eaux dites de source sont des eaux naturellement propres à la consommation humaine. Les seuls traitements qu il est permis de leur appliquer, afin d éliminer les éléments instables que sont les gaz, le fer et le manganèse, sont l aération, la décantation et la filtration. Les eaux naturellement gazeuses, qui contiennent du gaz carbonique dissous, peuvent également être re gazéifiées avant d être embouteillées. Ces eaux de source sont en général consommées au niveau régional car leur transport en augmenterait trop le coût. Il existe une centaine de telles sources en France. Les eaux minérales, quant à elles, sont des eaux de source ayant des propriétés particulières : elles ont des teneurs en minéraux et en oligo-éléments susceptibles de leur conférer des vertus thérapeutiques et leur composition est stable dans le temps. Comme les eaux de source, elles ne peuvent être traitées. Une fois mises en bouteilles, ces eaux voyagent beaucoup et sont même exportées. En France, une eau ne peut être qualifiée de minérale que si elle a été reconnue comme étant bénéfique pour la santé par l Académie Nationale de Médecine. Toutes les eaux minérales ne sont pas de qualité identique, puisque la qualité d une eau brute dépend de la nature des sols dans lesquels elle a voyagé. Il existe donc autant d eaux minérales qu il y a de sources, soit plus d un millier en France qui possède 70 marques d eaux minérales.

2 Si certaines ne sont guère plus minéralisées que les eaux de source, d autres sont très riches en sels minéraux. : les eaux de source et les eaux minérales Problématique n 1 : Différencier les différentes eaux buvables de notre quotidien. Objectifs : Trouver le goût de quelques eaux. Identifier des ions présents dans les eaux que l on boit. Dureté des eaux. Quelles eaux buvons-nous? Qu est ce qui les différentie (origine, goût, contenue)? Identification des goûts, nous n avons pas goûté les eaux, nous avons recherché d après la composition des étiquettes les saveurs possibles. Exemple : L eau St Yorre riche en chlorure de sodium, on peut imaginer qu elle a un goût salé. Toutes les eaux minérales naturelles ont un goût propre qui dépend de leur composition minérale. L'équilibre entre les minéraux, leur concentration respective confère à l'eau minérale naturelle une saveur et une signature caractéristique de son terroir. Evian Eau du Eau St Yorre Volvic Courmayeur robinet distillée Goûts des Aucun goût chlore Aucun goût Légèrement Terreux, fer Pas de goût particulier eaux salée Riche en bicarbonate Bicarbonate Sodium chlorure Bicarbonate sulfate silice Réponse Il faut savoir que l eau minérale est différente de l eau sucrée. Pour tester les goûts gustatifs nous avons remarqué différents goûts comme salé, amer, acidulé, javel, fer, ou aucun goût. Quel est le contenu des eaux? Recherche par différentes réactions. Tableau de résultats : Ions a identifier formules réactifs résultats Chlorure Cl - Nitrate d argent Précipité blanc Magnésium Mg 2+ Hydroxyde de sodium Précipité blanc Calcium Ca 2+ Oxalate d ammonium Précipité blanc Sodium Na+ Teste flamme Orange Potassium K+ Teste flamme Violet Sulfate SO 2-4 Chlorure de baryum Précipité blanc

3 nitrate NO - 3 Cuivre métallique en sol. Vapeur rousse acide Fer II (vert pale) Fe 2+ Hydroxyde de sodium Précipité vert Fer III (rouge pale) Fe 3+ Hydroxyde de sodium Précipité rouille Carbonate CO - 3 HCl et eau de chaux Trouble de l eau de chaux Différentes illustrations de nos tests : Grâce à différents testes comme le montre le tableau ci dessus ainsi que les résultat de ses tests. Nous avons identifié les différents ions contenus dans différentes eaux comme St Yorre, Volvic, Evian. La photo ci contre retrace l expérience. On observe la réaction du fer II qui provoque un précipité vert, le fer III qui provoque un précipité rouille, le chlorure qui provoque un précipité blanc et le tube transparent représentent le tube témoin. Précipité blanc, identification des ions magnésium et calcium Test à la flamme = on trempe un papier filtre dans une solution saturée en sel de sodium ou de potassium (recouvert de cristaux). On fait sécher le papier à l étuve qui sera par la suite prêt. Vidéo sur le test à la flamme : On peut observer lors de la combustion que la flamme devient orange se qui nous permet d identifier l ion sodium. On peut observer lors de la combustion que la flamme devient violette ce qui nous permet d identifier l ion potassium.

4 Dureté des eaux : Protocole expérimental : Pour tester la dureté de l eau nous avons mis de la liqueur de savon dans différentes eaux à tester puis nous avons mesuré la hauteur mousse. Puis nous l avons comparé. Eau distillé Eau du robinet Volvic Evian Courmayeur St Yorre Hauteur de la mousse (cm) Nature de l eau douce dure douce douce dure moyenne Il est aisé de reconnaître la nature de son eau : Avec une eau douce, le savon mousse et on a du mal à se débarrasser du savon. Au contraire, une eau dure (calcaire) élimine très vite le savon et même donne des mains un peu rêches après lavage. Cette méthode a l avantage d être rapide mais reste peu précise même en utilisant une échelle de dureté. Une eau dure présente certains inconvénients domestiques : Elle est responsable du dépôt de calcaire dans les canalisations (phénomènes d'entartrage des tuyaux) et les dispositifs industriels et ménagers utilisant l'eau chaude (la vaisselle, les verres, équipements électroménagers fer à repasser, machine à laver -).. Voici une carte de la France sur la dureté de l eau : Problématique n 2 : Comment mettre en œuvre une mesure de la qualité de l eau potable. Objectifs : Déterminer la concentration d une espèce par suivi de conductivité.

5 Pour savoir si une eau est de bonne qualité il faut mesurer le ph et la conductivité de l eau. La conductivité de l eau : eaux Eau distillée Eau du robinet St Yorre Evian Volvic Coumayeur Contrex Conductivité 0.01mS 0.68mS 6.07mS 0.48mS 0.22mS 2.25mS 2.14mS (ms) Le ph de l eau: Eaux Eau distillée Eau du robinet St Yorre Evian Volvic Courmayeur ph Ces eaux satisfont à des critères de potabilités habituels.

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