L'Énigme de la Pluie Acide : Mesurons le pH !
L'eau de pluie, pas toujours si pure...
L'eau de pluie est essentielle pour la nature, mais savais-tu qu'elle n'est pas toujours parfaitement pure ? Parfois, à cause de la pollution de l'air (fumées d'usines, gaz d'échappement des voitures), la pluie peut devenir plus acide que la normale. On parle alors de pluies acides. Pour savoir si une eau est acide, neutre ou basique (le contraire d'acide), on mesure son pH. C'est une sorte d'échelle qui va de 0 à 14. Plus le pH est bas (proche de 0), plus c'est acide. Plus il est élevé (proche de 14), plus c'est basique. Un pH de 7 est neutre, comme l'eau pure.
L'Enquête de Maya sur la Pluie
- Le pH de l'eau pure est de 7 (neutre).
- Le pH de la pluie normale (non polluée) est légèrement acide, autour de 5,6.
- Maya a collecté un échantillon de pluie après un orage près d'une zone industrielle. Elle a mesuré son pH avec un papier pH et a trouvé une valeur de pH = 4.
Schéma : Pluie acide et échelle de pH simplifiée
La pollution peut rendre la pluie acide, ce qui affecte l'environnement.
Questions à traiter
- Qu'est-ce que le pH mesure ? Sur quelle échelle varie-t-il ?
- Quel est le pH de l'eau pure ? Est-elle acide, basique ou neutre ?
- Le pH de la pluie normale est d'environ 5,6. La pluie normale est-elle légèrement acide, basique ou neutre ?
- Maya a mesuré un pH de 4 pour la pluie près de la zone industrielle.
- Cette pluie est-elle plus acide ou moins acide que la pluie normale (pH 5,6) ?
- Calcule la différence de pH entre la pluie mesurée par Maya et la pluie normale. De combien d'unités de pH est-elle plus acide ?
- D'après le schéma et tes connaissances, quelles pourraient être les causes qui rendent la pluie plus acide ?
- Quels sont les effets négatifs des pluies acides sur l'environnement (forêts, lacs, bâtiments) ?
Correction : L'Énigme de la Pluie Acide
Question 1 : Mesure et échelle du pH
Réponse :
Le pH mesure l'acidité ou la basicité d'une solution aqueuse (une solution où le solvant est l'eau).
L'échelle de pH varie généralement de 0 à 14 :
- Un pH inférieur à 7 indique une solution acide.
- Un pH égal à 7 indique une solution neutre.
- Un pH supérieur à 7 indique une solution basique (ou alcaline).
Question 2 : pH de l'eau pure
Réponse :
Le pH de l'eau pure est de 7. Elle est donc neutre.
Question 3 : Acidité de la pluie normale
Réponse :
Le pH de la pluie normale est d'environ 5,6. Comme 5,6 est inférieur à 7, la pluie normale est légèrement acide. Cela est dû naturellement au dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère qui se dissout dans l'eau de pluie.
Quiz Intermédiaire 1 : Une solution avec un pH de 3 est :
Question 4 : Pluie mesurée par Maya (pH 4)
Réponse a) Comparaison avec la pluie normale :
La pluie mesurée par Maya a un pH de 4. La pluie normale a un pH de 5,6. Comme 4 est inférieur à 5,6 (et plus éloigné de 7 vers le bas de l'échelle), la pluie mesurée par Maya est plus acide que la pluie normale.
Réponse b) Calcul de la différence de pH :
Pour calculer la différence, on soustrait le pH le plus bas du pH le plus élevé (pour trouver l'écart) :
La pluie mesurée par Maya est plus acide de 1,6 unités de pH par rapport à la pluie normale. (Attention : l'échelle de pH est logarithmique, ce qui signifie qu'une différence de 1 unité de pH représente une acidité 10 fois plus grande. Une différence de 1,6 unités signifie qu'elle est bien plus que 1,6 fois plus acide, mais ce détail est plus avancé que le niveau 5ème).
Question 5 : Causes des pluies acides
Réponse :
Les pluies deviennent plus acides principalement à cause de la pollution de l'air. Les causes principales sont :
- Les fumées des usines et des centrales thermiques qui brûlent des combustibles fossiles (charbon, pétrole) et rejettent des gaz comme le dioxyde de soufre (\(\text{SO}_2\)) et les oxydes d'azote (\(\text{NO}_{\text{x}}\)).
- Les gaz d'échappement des voitures, camions et autres véhicules, qui rejettent aussi des oxydes d'azote.
Ces gaz montent dans l'atmosphère, réagissent avec l'eau des nuages et se transforment en acides (comme l'acide sulfurique et l'acide nitrique) qui retombent ensuite avec la pluie.
Question 6 : Effets négatifs des pluies acides
Réponse :
Les pluies acides ont plusieurs effets négatifs sur l'environnement :
- Sur les forêts : Elles peuvent endommager les feuilles des arbres, affaiblir les arbres et les rendre plus sensibles aux maladies et aux insectes. Elles peuvent aussi acidifier le sol, ce qui nuit aux racines et libère des métaux toxiques.
- Sur les lacs et les rivières : Elles rendent l'eau des lacs et des rivières plus acide, ce qui peut tuer les poissons, les grenouilles et d'autres animaux aquatiques. Les plantes aquatiques peuvent aussi être affectées.
- Sur les bâtiments et les monuments : Les pluies acides peuvent ronger la pierre (surtout le calcaire et le marbre) et le métal, endommageant ainsi les bâtiments, les statues et les ponts au fil du temps.
- Sur la santé humaine : Bien que boire de la pluie acide ne soit généralement pas directement dangereux, les polluants qui causent les pluies acides peuvent contribuer à des problèmes respiratoires.
Quiz Intermédiaire 2 : Laquelle de ces affirmations est FAUSSE concernant les pluies acides ?
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Un pH de 7 indique une solution :
2. Si le pH d'une eau de pluie passe de 5,6 à 4,6, cela signifie qu'elle est devenue :
3. Quelle est une source majeure de pollution contribuant aux pluies acides ?
Glossaire
- pH (Potentiel Hydrogène)
- Mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution aqueuse. L'échelle de pH va généralement de 0 (très acide) à 14 (très basique), avec 7 comme point neutre.
- Acide
- Substance qui a un pH inférieur à 7. Les solutions acides ont souvent un goût piquant (comme le citron ou le vinaigre) et peuvent réagir avec certains métaux.
- Basique (ou Alcalin)
- Substance qui a un pH supérieur à 7. Les solutions basiques ont souvent un toucher savonneux (comme l'eau de javel ou le bicarbonate de soude dissous).
- Neutre
- Substance qui n'est ni acide ni basique, avec un pH égal à 7. L'eau pure est neutre.
- Pluie Acide
- Pluie qui est devenue plus acide que la normale (pH inférieur à 5,6) à cause de la pollution de l'air par des gaz comme le dioxyde de soufre et les oxydes d'azote.
- Pollution de l'air
- Présence dans l'atmosphère de substances nuisibles à la santé humaine et à l'environnement, souvent issues des activités industrielles et des transports.
- Papier pH
- Bandelette de papier imprégnée d'indicateurs chimiques qui change de couleur en fonction du pH de la solution dans laquelle elle est trempée. Permet une mesure approximative du pH.
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