MPS : Analyse d un échantillon de terre

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Geneviève Lajoie
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terre ont été prélevés dans les propriétés de M Francis Ravanel et dans celle de Melle Héloïse Jacquemoud.

1 Activité expérimentale n 3 M. Suet 2nd Compétences travaillées Compétences Réaliser : Mobiliser et Exploiter ses connaissances : Mettre en œuvre une démarche expérimentale : Valider : Niveau Validé Contexte Des échantillons de terre ont été prélevés dans les propriétés de M Francis Ravanel et dans celle de Melle Héloïse Jacquemoud. Ces échantillons ont été envoyés dans plusieurs laboratoires participant à l enquête par les techniciens de la police scientifique. Nous avons reçu dans nos locaux, situés à Passy, un des prélèvements effectués chez M. Ravanel. Tous les prélèvements de terre ont été traités exactement de la même façon par tous les laboratoires : 12 g de terre sont mis en contact avec 1 litre d eau distillée. Après 1 minute d agitation, décantation et filtration, nous avons la solution limpide qui est devant nous. Nous allons porter nos analyses sur deux ions souvent présents dans toutes les terres mais en quantités différentes selon leurs provenance : les ions calcium Ca 2+ et les ions chlorure Cl. MPS : Analyse d un échantillon de terre Notre mission : Doser les ions Calcium Ca 2+ et Chlorure Cl du prélèvement de Terre effectué chez M Ravanel et confronter nos propres résultats à l analyse de la terre prélevée chez Mlle Jacquemoud et celle retrouvée sous les semelles des chaussures du corps découvert. 1

I. Le complexe Argilo-Humique L humus des sols issu de la... est lié à l argile des sols par l intermédiaire des ions Calcium Ca 2+ (ponts calciques). Ils forment le complexe argilo-humique (CAH).

Expériences préliminaires et réactifs utilisés. Dans les 3 tubes à essai, verser environ 1,0 ml de solution tampon ; puis mettre 3 gouttes de NET.

2 I. Le complexe Argilo-Humique L humus des sols issu de la... est lié à l argile des sols par l intermédiaire des ions Calcium Ca 2+ (ponts calciques). Ils forment le complexe argilo-humique (CAH). Les sols retiennent dans le complexe argilo-humique (ou CAH) les ions nécessaires aux plantes. Les ions chlorures Cl en font partie. II. Dosage colorimétrique des ions calcium Ca 2+ II.1. Expériences préliminaires et réactifs utilisés. Dans les 3 tubes à essai, verser environ 1,0 ml de solution tampon ; puis mettre 3 gouttes de NET. Sur votre cahier, faire un schéma légendé de l expérience pour un des trois tubes. II.1.a) Solution tampon Une solution tampon possède un ph est très stable. Dans notre analyse nous utiliserons une solution tampon de ph = 10 qui stabilisera le ph tout au long de l expérience. 2

3 II.1.b) Le noir d ériochrome T (NET, notation chimique : In 3 ) A ph = 10, In 3 (NET) est... Il réagit en présence d ions Ca 2+ selon l équation : Ca 2+ + In 3 = [CaIn] Ajouter ensuite seulement dans 2 derniers tubes, quelques gouttes d une solution contenant des ions Ca 2+. Sur votre cahier, faire un schéma légendé de l expérience un des deux tubes. A ph = 10, le [CaIn] est... II.1.c) Réactif du dosage à ph 10. L éthyl-diamine-tétraacétique (EDTA, notation chimique : Y 4 ) Les ions Ca 2+ ont plus d affinités avec Y 4 (EDTA) qu avec In 3 (NET). Lorsque l on met en présence [CaIn] et Y 4 (EDTA) ils réagissent selon la réaction : [CaIn] + Y 4 = [CaY] 2 + In 3 couleur :... Ajouter ensuite et uniquement dans le dernier tube un peu de solution d EDTA en excès. Sur votre cahier, faire un schéma légendé de l expérience. II.2. Expérience du dosage colorimétrique des ions Ca 2+ contenus dans la Terre : Nous allons chercher quel volume d EDTA il faut verser dans 20,0 ml de la solution de terre + NET (couleur...en présence d ion Ca 2+ ) pour que cette solution deviennent... Au moment ou l on observe le changement de couleur on peut dire que : Quantité d EDTA... Quantité de Ca 2+. En chimie, on dit que l on a dosé les Ca 2+ de la solution de Terre. 3

4 Prendre une prise d essai de 20,0 ml en utilisant une pipette jaugée puis la transvaser ensuite dans un erlenmeyer. Dans le même erlenmeyer, verser environ 5 ml de la solution tampon avec une éprouvette graduée et ajouter pour finir 10 gouttes de NET. Refaire un second erlenmeyer exactement à l identique du premier qui nous servira pour comparer les couleurs. Remplir avec précaution une burette graduée avec l EDTA et ajuster le zéro en descendant. Sur votre cahier, faire un schéma du montage du dosage en précisant les solutions et le nom de la verrerie utilisée. Solution. [ ] =.. mol.l -1 Veq = ml Solution. [ ] =? V = ml Dosage colorimétrique Verser ensuite goutte à goutte la solution d EDTA dans un des deux béchers en agitant constamment Burette graduée 4 Solution. [ ] =.. mol.l -1 Veq = ml

5 et trouver le volume correspondant au changement de couleur de la solution dans le bécher. Il faut comparer systématiquement avec le bécher témoin car le virage est difficile à voir. Valeur personnelle trouvée de V EDTA pour le changement de couleur : V EDTA =... ml Indiquer la valeur trouvée moyenne des groupes : V moyen EDTA =... ml III. Dosage conductimétrique des ions Cl III.1. Réflexion préliminaire : Les ions sont responsables de la conduction ou conductivité du courant électrique dans les solutions. Chaque ion conduit de façon différente. Ions Chlorure : Cl Nitrate :... Argent :... Conductivité molaire ionique (ms.m 2 /mol) 7,63 7,14 6,19 L ion qui conduit le plus est l ion... L ion qui conduit le moins est l ion... Nous allons faire le dosage conductimétrique des ions Cl présents dans la solution de terre filtrée, en utilisant une solution de nitrate d argent qui possède comme ions :... et.... Une réaction va s effectuer entre les ions chlorure Cl et les ions... pour former un précipité de AgCl qui est un solide électriquement neutre. AgCl ne conduit pas le courant. D où la réaction chimique que nous écrivons :... Au fur et à mesure de l ajout de la solution de nitrate d argent, la quantité et la nature des ions présents dans le mélange réactionnel va changer. Et aussi par conséquent la propriété de cette solution de conduire le courant! III.2. Expérience : Une prise d essai de 20,0 ml de la solution limpide de terre a été mise dans un bécher. Une solution de nitrate d argent remplit une burette. On ajoute la solution de nitrate d argent de 3 ml en 3 ml. On mesure la conductivité avec un conductimètre étalonné avec une solution spéciale de valeur connue (1,413 ms/cm et calibre 2 ms/cm). Au moment où l on observe que la conductivité est... on peut dire que : Quantité de nitrate d argent... Quantité d ions Cl 5

6 En chimie on dit que l on a... les Cl de la solution de Terre. Un autre groupe de techniciens a effectué l expérience avec et a rempli le tableau ci-dessous que nous allons exploiter : Volume ajouté 0 ml 3 ml 6 ml 9 ml 12 ml 15 ml 18 ml 21 ml 24 ml Conductivité en ms /cm 1,73 1,40 1,08 0,80 0,55 0,70 0,83 0,96 1,09 III.3. Exploitation Ce tracé donne-t il : Une courbe? Un segment de droite? Deux segments de droite? Ou une relation de proportionnalité? Comment déterminer le... alors que l on n a pas de mesures entre 12 et 15 ml? Pour quel volume la conductivité est-elle...? V =...ml IV. Conclusion pour l enquête : Valeurs transmises des autres laboratoires : même batterie de tests dans les mêmes conditions expérimentales et avec les mêmes réactifs. Valeur en ml pour les dosages des ions. Victime Melle Héloïse Jacquemoud Notre analyse : M. Ravanel Ions Ca 2+ 9,3 ml d EDTA 5,3 ml d EDTA Ions Cl 12 ml de nitrate d argent 15 ml de nitrate d argent Quelles sont vos conclusions du travail effectué aujourd hui et sur l enquête en cours? 6

7 Figure 1 Tracé de la conductivité en fonction du volume de la solution de nitrate d argent ajouté en utilisant les valeurs du tableau.

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