Fiche de présentation de la ressource

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1 Fiche de présentation de la ressource Classe : Terminale Enseignement : Chimie biochimie sciences du vivant THEME 5 du programme : Des systèmes vivants existent à grande échelle : écosystèmes et biosphère Sous-thème 5.2 : Identifier les constituants minéraux et organiques d un sol Mise en évidence des constituants minéraux du sol et de quelques propriétés Extrait du BOEN CONNAISSANCES Le sol est le produit des interactions entre biosphère, lithosphère et atmosphère. Le sol est un écosystème caractérisé par une faune et une flore singulières permettant un recyclage de la matière. CAPACITES Exploiter des ressources documentaires, une activité expérimentale, une étude de terrain, pour : Identifier les constituants minéraux et organiques d un sol. Compétences transversales et attitudes Mobiliser ses connaissances Rechercher, extraire, organiser des informations utiles Raisonner, argumenter, conclure Travailler en équipe Type de ressource Activité expérimentale Banque de données Démarche d investigation Réinvestissement et approfondissement Résumé du contenu de la ressource (et conditions de mise en oeuvre si besoin) Mots clés de recherche : sol humifère, sol calcaire, sol argilo calcaire, dosage, ph, rétention d eau, ions calcium, ions carbonates. Provenance : Laurence Hilaire ;

2 Contenus de la ressource Mise en évidence des constituants minéraux du sol et de quelques propriétés Objectif : 3 échantillons de sol sont fournis à la classe : Un sol humifère de forêt Un sol calcaire Un sol argilo-calcaire L objectif est de faire une identification des 3 sols. Plusieurs caractéristiques sont testées : ph du sol, pouvoir de rétention d eau, présence d ions calcium, présence d ions carbonate. Pour chaque identification d ion ou propriété, la séance se déroule en trois étapes : 1 ère phase : Les élèves par groupe de 3 à 4 et à l aide de données doivent formuler une méthode permettant de doser l espèce ionique ou de mettre en évidence la propriété du sol. 2 ème phase : Tester la méthode proposée sur les 3 échantillons de sol. Noter les observations des tests. 3 ème phase : Faire une synthèse qui aide à l identification des différents sols. Vous disposez de trois sols A, B et C. Il s agit d identifier à quel sol correspond la caractéristique de sol humifère, de sol calcaire et de sol argilo-calcaire. Pour cela, il faudra concevoir différents tests puis récolter les informations qui vous permettront d identifier à l aide de la fiche de données les différents sols. Mesure du ph Préliminaire : Définir ce qu est le ph? Un ph faible montre la présence importante de quel cation? Quel matériel utilise-t-on pour mesurer un ph? Sur quel type de substrat mesure-ton un ph? A l aide des données, proposer une méthode permettant de tester le ph d un sol. Appeler le professeur pour proposer la méthode. 2 ème phase : Mesure du ph Mesure le ph des trois sols A, B et C Remplir le tableau suivant : Mesure du ph

3 Rétention d eau L eau est indispensable pour les végétaux. Le sol doit pouvoir cependant la retenir. Tous les sols ne retiennent pas l eau de la même façon ce qui implique que certains sèchent plus vite que d autres. Proposer un protocole permettant de montrer le pouvoir de rétention d eau d un sol Appeler le professeur pour proposer la méthode. 2 ème phase : Mesure du pouvoir de rétention d eau du sol Mesurer le pouvoir de rétention des trois sols A, B et C Remplir le tableau suivant : Pouvoir rétention d eau de Mise en évidence des ions calcium Les ions calcium sont présents dans les différents sols. Ils participent à la formation du complexe argilo-humique. C est aussi un oligoélément indispensable au développement des plantes. A l aide des données, proposer une méthode permettant de réaliser un test des ions calcium. Tester la validité de la méthode proposée sur une solution de chlorure de calcium qui contient des ions calcium. Comment différentier une solution très riche ou moins riche en ions calcium? En déduire une méthode qui permet de révéler la présence des ions calcium dans un sol et de comparer la teneur en ions dans différents sols. 2 ème phase : Faire le test des ions calcium Faire le test des ions calcium sur trois sols A, B et C Teneur en ions calcium dans le sol

4 Dosage des ions carbonate Si un sol est calcaire, il y a présence de carbonate de calcium CaCO 3 et donc d ions carbonate. Dans des sols acides et peu calcaire, le carbonate n est pas présent. A l aide des données, proposer une méthode permettant de réaliser un test des ions carbonate. En déduire une méthode qui permet de révéler la présence des ions carbonate dans un sol. 2 ème phase : Faire le test des ions carbonate sur trois sols A, B et C Présence des ions carbonate Conclusion : A l aide des quatre tests proposés, identifier les trois sols A, B et C en précisant leur composition ionique mise en évidence et leurs propriétés.

5 Données On peut considérer qu un sol se compose de 4 constituants : Le sable constitué de silice meuble et perméable L'argile constitué d aluminosilicate qui absorbe l'eau lentement et la retient, L'humus produit par la décomposition des matières organiques (feuilles...), Le calcaire carbonate de calcium CaCO 3 (s). Sol sableux Sol argileux Sol humifère Sol calcaire Retient l eau et Retient l eau et Caractéristique Meuble l absorbe l absorbe mais ne Ne retient pas Perméable Elle peut devenir devient pas l eau collante collante Couleur Couleur Ni sombre Ni Couleur noire - blanchâtre clair très sombre d aspect crayeux ph ph < 7 Si argilo-calcaire : ph compris entre 7 à 8 4 < ph < 7 Si argilo-sableux, ph > 7 ph compris entre 6 8 Présence de calcium Importante Solutions disponibles : Solution d oxalate d ammonium concentré Solution de chlorure de calcium Valeurs de constantes d équilibre : Réaction entre les ions calcium Ca 2+ (aq) et les ions oxalate C 2 O 4 2- (aq) : Ca 2+ (aq) + C 2 O 4 2- (aq) + H 2 O(l) = CaC 2 O 4,H 2 O(s) K 1 = 10 8,6 Réaction entre les ions carbonate CO 3 2- (aq) et les ions hydrogène H + (aq) : CO 3 2- (aq) + 2H + (aq) = CO 2 (g) + H 2 O(l) K 1 = 10 16,7 Test caractéristique du dioxyde de carbone gazeux : Le dioxyde de carbone trouble l eau de chaux.

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