CH 202 (17 mars 2011)

CH 202 (17 mars 2011) Le ph de l eau pure (à 20 ) est égal à 7. Cependant le ph de l eau de pluie non polluée est égal à 5,6. Cette (faible) acidité provient de la dissolution de substances gazeuses naturellement présentes dans l air. 3 Substances Concentration/ppm Substances CO 2 Concentration/ppm Substances CO 2 Concentration/ppm 355 ppm = partie par million. masse de la substance x10 masse totale 6 NO NO 0,01 SO 2 SO 2 0-0,01 4 5 6 1

CO 2 Le dioxocarbone (dioxyde de carbone) est la principale source d acidification des eaux de pluies non polluées. NO Les micro-organismes vivants et les processus microbiologiques émettent 14 millions de tonnes par an. Les orages sont une source de rejets de plusieurs millions de tonnes par an. SO 2 Les volcans produisent plusieurs dizaines de millions de tonnes de SO 2 par an. Les émissions d'origine biologique, comme celles des bactéries, sont de l'ordre de 50 millions de tonnes par an. 7 8 9 CO 2 : il existe de sources anthropiques : CO 2 est formé lors de la combustion du mélange carburant/oxygène des moteurs à explosion, lors de la combustion du charbon ou du fuel dans les centrales thermiques NO x : il existe de sources anthropiques : Les différents oxyde d azote (NO NO 2 ) sont formés lors de l explosion du mélange carburant/oxygène des moteurs à explosion. Ils ne sont stables qu à hautes température, mais se décomposent très lentement En France 1,9 million de tonnes sont produites par an. B. Mula 10 B. Mula à température ambiante. 11 12 2

SO 2 : il existe de sources anthropiques : Le dioxyde de soufre provient en grande partie de la combustion de l'énergie fossile : 2/3 charbon et lignite, 1/3 huiles lourdes (pétrole). En France 1 million de tonnes sont produites par an. On a les réactions suivantes : CO 2 (g) + H 2 O(l) = H 2 CO 3 (aq). L acide carbonique formé (acide faible) se dissocie selon H 2 CO 3 (aq) + H 2 O(l) = H 3 O + (aq aq) + HCO 3- (aq). 13 14 15 L oxygène et l azote de l air réagissent selon : N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO(g). Cette réaction est suivie de la réaction : NO(g) + 1/2O 2 (g) = NO 2 (g) 16 Le composé ainsi formé réagit sur l eau selon 3NO 2 (g) + H 2 O(l) = 2HNO 3 (aq) + NO(g). HNO 3 est un acide fort : HNO 3 (aq) + H 2 O(l) = H 3 O + (aq aq) + NO 3- (aq) Cette réaction r peut-être accélérée e grâce à des catalyseurs tels : l ammoniac (NH 3 ), le peroxyde d hydrog d hydrogène les ions Fe 2+ ou Mn 2+. B. Mula 17 Quelle est la géométrie de la molécule d acide nitrique? HNO 3 N(OH)O 2 18 3

La connectivité des atomes est donc : La représentation de Lewis est : Selon la systématique VSEPR on a O N O H O O N O H O O N O H AX 2 X 1 E 0 O 19 20 21 supérieur à 120 inférieur à 120 inférieur à 120 22 23 24 4

α 1 Selon la systématique VSEPR on a α 2 α 1 2α 1 + α 2 = 360 O N O H O AX 2 E 2 25 26 27 inférieur à 109 28 115 130 102 28 29 30 5

31 32 33 Comparer les distances de liaisons N-O. liaison simple liaisons intermédiaires 34 35 36 6

liaison plus longue que les deux autres 141 pm Le dioxosoufre (dioxyde de soufre) réagit dans un premier temps avec l oxygène de l air selon : 120 pm SO 2 (g) + 1/2O 2 (g) = SO 3 (g) 37 38 39 Le composé ainsi formé réagit sur l eau selon SO 3 (g) + H 2 O(l) = H 2 SO 4 (aq) H 2 SO 4 est un acide fort : H 2 SO 4 (aq) + H 2 O(l) = H 3 O + (aq aq) + HSO 4- (aq) Cette réaction r peut-être accélérée e grâce à des catalyseurs tels : l ammoniac (NH 3 ) et l'ozone (O 3 ). ). 41 40 42 7

Les conséquences des pluies acides. 43 La solubilité des sels d aluminium croit rapidement avec l acidité du milieu (pour un ph supérieur à 6, ces sels aluminium ne sont pas solubles dans l eau). 44 Al(OH) 3 (s) + 3H 3 O + (aq) = Al 3+ (aq) + 6H 2 O(l) 45 Or les ions Al 3+ sont très toxiques, et perturbent la photosynthèse se des végétaux et la biologie des organismes aquatiques. D'autres métaux toxiques, comme le cadmium et le plomb, (Cd 2+ ; Pb 2+ ) jusque-là bloqués dans les sédiments, sous forme de sels insolubles, sont également libérés. CdS(s) + 2H 3 O + (aq) = Cd 2+ (aq) + H 2 S (aq) + 2H 2 O(l) PbS(s) + 2H 3 O + (aq) = Pb 2+ (aq) + H 2 S (aq) + 2H 2 O(l) 46 47 48 8

CdS(s) + 2H 3 O + (aq) = Cd 2+ (aq) + H 2 S (aq) + 2H 2 O(l) PbS(s) + 2H 3 O + (aq) = Pb 2+ (aq) + H 2 S (aq) + 2H 2 O(l) Si l acidité augmente encore (ph inférieur à 4), les vertébrés et la plupart des invertébrés et des micro-organismes sont détruits. Seules quelques algues et quelques bactéries survivent. 49 50 51 Dégradation des bâtiments. Beaucoup de bâtiments sont construits en pierres calcaires : CaCO 3. CaCO 3 : Ca 2+ et CO 3. CaCO 3 : Ca 2+ et CO 3. 52 53 54 9

CaCO 3 (s) + H 3 O + (aq) = Ca 2+ (aq) + HCO 3- (aq) CaCO 3 (s) + H 3 O + (aq) = Ca 2+ (aq) + HCO 3- (aq) CaSO 4, 2H 2 O : Ca 2+ ; SO 4 et H 2 O Ca 2+ (aq) + SO 4 (aq) + 2H 2 O(l)= CaSO 4, 2H 2 O(s) Ca 2+ (aq) + SO 4 (aq) + 2H 2 O(l)= CaSO 4, 2H 2 O(s) 55 56 57 CaSO 4, 2H 2 O : Ca 2+ ; SO 4 et H 2 O 58 59 60 10

La mésange bleue et les pluies acides. La première semaine de décembre d 1952, une pollution sulfurique (smog) particulièrement rement importante à Londres a été la cause de plus de 4000 décès d s supplémentaires par rapport à la moyenne de mortalité. Be it known to all within the sound of my voice, whosoever shall be found burning coal shall suffer the loss of his head. Edward I (1306) 61 62 1239-1306 1306 63 Bernard.Mula@univ-montp2.fr Pour continuer 64 11