Thème 1. L'atmosphère terrestre. L'eau l'air couplage atmosphère / géosphère. Échange gazeux océan /atmosphère

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1 2 nd 1 Enseignement d exploration 2 nd 2 Thème 1 L'atmosphère terrestre L'eau l'air couplage atmosphère / géosphère Échange gazeux océan /atmosphère Problématique générale: Un réchauffement climatique peut-il entraîner une augmentation de l'acidité des océans et nuire à la faune et à flore marine? Et accroître l'augmentation de CO 2 dioxyde de carbone) dans l'atmosphère et ainsi auto amplifier le phénomène? Document d introduction : Sur le site le film : «Should we manipulate the oceans?» Projection d un document vidéo : Ce film traite de l acidification des océans. Problématique n 1 : Existe t-il un lien entre le taux de CO 2 dans l atmosphère et l'acidité de l'océan? Objectifs : Faire une expérience montrant l'influence du CO 2 présent dans l'atmosphère sur l'acidité de l'eau de mer. *Il nous faut produire: -du CO 2 -de l'eau de mer *Il nous faut mesuré: -l'acidité de l'eau de mer avant et après l'expérience. - la quantité et pression de CO 2 introduit dans l'eau. - le taux de salinité de l'eau. - la température de l'eau

2 Manipulation: 1 / Production de CO 2 : hydrogénocarbonate de sodium dissous dans de l eau distillée, puis adition d acide chlorhydrique diluée : HCO H + CO 2 + H 2 O Schéma : Dans un ballon, ou il y a un fond d eau distillé, on met trois spatules de NaHCO 3 (hydrogénocarbonate de sodium) et on verse de l acide chlorhydrique à partir d une ampoule à entonnoir pour créer le CO 2. 2 /Création de l eau de mer : De l eau distillé dilué avec du chlorure de sodium. Pour un litre d eau il faut 36 g/l de chlorure de sodium. Expérience : Schéma de montage de l expérience n 1: Les matériels que nous avons utilisés sont : - thermomètre - bain-thermostaté - erlen meyer - balance - spatule - chlorure de sodium

3 - ph mètre - Sonde de CO 2 avec logiciel - Ampoule à entonnoir - Tube coudé - Agitateur magnétique - Pressio-mètre - Hydrocarbonate de sodium - Acide chlorhydrique - Pissette d eau distillée - Statif pince noix - Robinet 3 voie Identification du CO 2 : Pour vérifier que cela a produit du CO 2 il faut faire le teste a l'eau de chaux. Réactions chimiques : Formation d acide carbonique (H 2 CO 3 ) dans l océan est due à la rencontre du dioxyde de carbone (CO 2 ) et de l eau (H 2 O) : CO 2 +H 2 O H 2 CO 3 Lorsque l acide carbonique et l eau se rencontrent cela donne l ion carbonate et l ion oxonium responsable de l acidité de l eau : H 2 CO 3 + H 2 O CO 3 2- (ion carbonate) + H 3 O + (ion oxonium) Compte rendue manipulation n 1: La sonde à CO 2 qui est au-dessus de l eau de mer est reliée à l ordinateur et nous pouvons voir l évolution de la quantité de CO 2 dans «l atmosphère» au dessus de l eau de mer. Nous avons rencontré des difficultés sur l ensemble des expériences dues à la saturation en CO 2 de «l atmosphère»au bout de 10 minutes. Expérience à refaire. Après d autres tentatives nous obtenons quelques résultats exploitables. Données : 7/12/10 Pression atmosphérique : 991 hpa ph de l'eau de mer : 5,13 ph final = 4,80 Température de l'eau de mer : 22 C Définition du ph : Mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution. Le ph est exprimé par une valeur numérique comprise entre 0 et 14. Entre 0 et 7, ph acide ; ph = 7 solution neutre ; entre 7 et 14 ph basique. Conclusion : Temps en minutes Départ (0 min) Quantité de CO 2 en % dans l air 0, , , , ,3 20 8, , Saturation 31 Reprise à 5, Saturation 43 Reprise à 2, (fin ) Saturation

4 Nous avons rencontré beaucoup de difficultés au cours de cette manipulation. Puisque de nombreux montages ont saturés, nous n en n avions pas assez pour valider les résultats. Cependant nous avons constaté une diminution du ph à la fin de la réaction et donc une augmentation de l acidité. Mais il aurait fallut plus d expériences positives pour avoir une conclusion plus sûre. Problématique n 2 : Les océans sont-ils de moins bon «puits de carbone» quand la température augmente? Où La solubilité du dioxyde de carbone dans l océan diminue-t-elle avec la température? Manipulation: On prépare une quantité d eau de mer suffisante pour réaliser nos expériences. Même concentration que lors de la première expérience. On fait plusieurs expériences à température d eau de mer différente à chaque fois et on injecte du CO 2 au dessus. A la fin des expérience, nous mesurons le taux de ph de chaque. Valeur du ph de l eau de mer avant expériences : ph = 5,13 Tableau des résultats : Expérience n 1 Expérience n 2 Expérience n 3 Durée (min) Température ( C) PH après L expérience 6,23 5,60 5,22 Ce n est pas notre laboratoire Nous avons fait une expérience similaire. On a quatre fioles contenant de l eau de mer dans lequel on a injecté du CO 2 dans quatre fioles à température différentes (bains maries ou bain glacé). Schéma : Thermomètre Air contenant du CO2 Eau de mer Eau chaude Conclusion : Résistance chauffante

5 Plus la température est élevée plus l eau de mer absorbe du dioxyde de carbone qui se transforme en «acide carbonique» et donc le ph diminue (acidité augmente). Le réchauffement des océans favorise l acidité des océans. Vidéo de conclusion : Conclusion final : Plus les océans sont chauds plus ils solubilisent du CO 2 et plus ils solubilisent du CO 2 plus ils sont acides. Dans le monde la production de CO2 augmente considérablement à cause de l action humaine. Cela aura donc de graves conséquences sur la faune et la flore marine.