TSS-01 TP1 Salinité d`une eau de mer

TS spé
www.pichegru.net
2015
TP 1.1 : Salinité d’une eau de mer
Les chercheurs australiens du Commonwealth Scientific and Industrial
Research Organisation (CSIRO) ont mis en évidence une amplification
du cycle de l’eau à travers l’étude de la salinité des océans.
Travail demandé
Le cycle de l’eau est actionné par l’évaporation de l’eau de mer qui
précipite ensuite sous forme de pluie, de neige, de grêle, etc., soit
directement au-dessus des océans, soit sur les terres. L’eau douce
ruisselle alors pour retourner plus ou moins rapidement jusqu’aux
océans. Par conséquent, le cycle d’eau provoque une hausse de la
salinité dans les zones d’évaporation (concentration des sels) tandis que
l’accroissement des apports en eau douce la réduit dans les zones de
fortes précipitations. Ce phénomène est à l’origine des différences de
salinité entre les différentes mers et océans. (...)
Élaboration d’un protocole
Votre objectif : déterminer la concentration en chlorure de sodium de
l’échantillon d’eau de mer mis à votre disposition.
Compétence « Analyser »
Élaborer un protocole (sans trop rentrer dans les détails) permettant,
avec le matériel dont vous disposez, de déterminer la concentration de
l’échantillon d’eau de mer en chlorure de sodium.
Pistes de réflexion : Comment pourrait-on étudier la variation de la
conductivité d’une solution de chlorure de sodium en fonction de sa
concentration ?
On mesure la conductivité de solution de chlorure de sodium de
concentration connue. On trace le graphique montrant la
conductivité en fonction de la concentration en chlorure de sodium._
La salinité des océans pourrait donc être un outil de validation des
modèles sur le changement climatique et lever des incertitudes sur le
cycle de l’eau, passé et futur.
Comment contourner la difficulté posée par la forte concentration de
l’eau de mer ? Détailler le protocole de dilution de l’eau de mer.
D’après Futura-sciences
Dilution par un facteur 100. _________________________________
Problématique
Comment déterminer la salinité d’une eau de mer ?
Dans une fiole jaugée de 100 mL, on introduit 1 mL d’eau de mer
avec une pipette jaugée. Rajouter de l’eau distillée jusqu’au trait de
jauge. ____________________________________________________
Document 1 : Conductivité
Protocole
Une solution ionique, aussi appelée électrolyte, est conductrice de
l’électricité. La présence d’ions, chargés électriquement, assure le
caractère conducteur de la solution. La mesure conductimétrique est une
méthode d’électroanalyse qui permet de mesurer les propriétés
conductrices d'une telle solution.
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
On appelle σ (sigma) la conductivité de la solution. Cette grandeur est
caractéristique de la solution. Elle dépend :
• de la concentration des ions ;
• de la nature de la solution ionique ;
• de la température de la solution.
_________________________________________________________
Un conductimètre, préalablement étalonné, permet
directement la valeur de la conductivité σ de la solution.
Réalisation des manipulations
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
d'afficher
Compétence « Réaliser »
Réaliser le protocole que vous avez décrit. Tracer le graphique qui vous
permettra de déterminer la concentration de l’eau de mer.
Matériel disponible
C (mmol·L-1)
σ (mS·cm-1)
• Solution de chlorure de sodium de référence, appelée SR de
concentration c = 1,0·10-2 mol·L-1.
2
0,318
4
0,482
6
0,714
8
0,930
10
1,111
• De l’eau de mer ;
Conductivité de l’eau de mer diluée 100 fois : 0,696 mS·cm-1 _______
• Conductimètre ;
Exploitation
• Et tout le matériel de chimie courant dont vous aurez besoin (agitateur,
verrerie, etc).
Validation des résultats
Compétence « Valider »
Calculer la concentration massique en chlorure de sodium de
l’échantillon d’eau de mer fournie. Cette concentration est-elle
cohérente avec les indications du § Remarques ?
Conseils et explications
On supposera que l’eau de mer est une solution contenant uniquement
des ions chlorure et des ions sodium. En réalité ce n’est pas tout à fait
vrai, mais les autres ions présents (principalement les ions sulfate SO42–,
magnésium (Mg2+) et calcium (Ca2+) sont en quantité suffisamment
faible pour ne pas remettre en cause les résultats obtenus dans ce TP. La
salinité d’une eau de mer est généralement comprise entre 30 et 40 g·L-1
de chlorure de sodium.
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
Un conductimètre ne peut pas mesurer une conductivité trop élevée.
Dans le cas d’une solution de chlorure de sodium, on se limitera à une
concentration de c = 1,0·10-2 mol·L-1.
_________________________________________________________
_________________________________________________________
M(Cl) = 35,5 g·mol-1 ; M(Na) = 23,0 g·mol-1.
1

Download Report