Correction du pH d’un Écosystème Aquatique
Comprendre le pH et son Importance pour les Écosystèmes Aquatiques
Le pH est une mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution aqueuse. L'échelle de pH varie généralement de 0 à 14. Un pH de 7 est neutre (comme l'eau pure), un pH inférieur à 7 est acide, et un pH supérieur à 7 est basique (ou alcalin). Le pH d'un écosystème aquatique, comme un lac ou une rivière, est un paramètre crucial qui affecte la survie et la reproduction des organismes vivants (poissons, plantes, micro-organismes). Des variations importantes du pH, par exemple dues aux pluies acides ou à des rejets industriels, peuvent perturber gravement l'équilibre de ces écosystèmes. Il est parfois nécessaire d'intervenir pour corriger un pH trop acide en ajoutant une substance basique (neutralisation).
Données de l'étude : Acidification d'un Lac
- Pour ce type de lac et ce type de traitement, on estime qu'il faut en moyenne \(K_{\text{neutralisation}} = 75 \, \text{grammes}\) de Ca(OH)₂ par mètre cube d'eau (\(\text{g/m}^3\)) pour augmenter le pH d'une unité (par exemple, passer de pH 5 à pH 6).
Schéma : Correction du pH d'un Lac Acide
Illustration de l'ajout d'une substance basique pour corriger l'acidité d'un lac.
Questions à traiter
- Que mesure l'échelle de pH ? Indiquer ce que signifient un pH de 5.0 et un pH de 6.5 en termes d'acidité/basicité.
- De combien d'unités de pH faut-il augmenter le pH du lac pour atteindre la valeur cible ?
- Calculer la quantité de Ca(OH)₂ nécessaire (en grammes) par mètre cube d'eau pour atteindre le pH cible de 6.5.
- Calculer la masse totale de Ca(OH)₂ (en grammes, puis en kilogrammes) nécessaire pour traiter l'ensemble du lac.
Correction : Correction du pH d’un Écosystème Aquatique
Question 1 : Signification du pH
Principe :
L'échelle de pH mesure le caractère acide, basique ou neutre d'une solution aqueuse. Elle est généralement graduée de 0 à 14.
Analyse :
- Un pH de 7 est considéré comme neutre.
- Un pH inférieur à 7 indique une solution acide (plus le pH est bas, plus la solution est acide).
- Un pH supérieur à 7 indique une solution basique (ou alcaline) (plus le pH est élevé, plus la solution est basique).
Donc :
- Un pH de 5.0 signifie que l'eau du lac est acide.
- Un pH de 6.5 signifie que l'on vise une eau légèrement acide, mais beaucoup plus proche de la neutralité que pH 5.0.
Question 2 : Augmentation de pH nécessaire
Principe :
Il s'agit de calculer la différence entre le pH cible et le pH initial.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- \(pH_{\text{cible}} = 6.5\)
- \(pH_{\text{initial}} = 5.0\)
Calcul :
Question 3 : Quantité de Ca(OH)₂ par mètre cube pour atteindre le pH cible
Principe :
On sait qu'il faut \(K_{\text{neutralisation}}\) grammes de Ca(OH)₂ par mètre cube pour augmenter le pH d'UNE unité. On doit augmenter le pH de \(\Delta pH\) unités.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- \(K_{\text{neutralisation}} = 75 \, \text{g/m}^3 \text{ par unité de pH}\)
- \(\Delta pH = 1.5\)
Calcul :
Question 4 : Masse totale de Ca(OH)₂ pour traiter le lac
Principe :
On multiplie la quantité de Ca(OH)₂ nécessaire par mètre cube (calculée à la question 3) par le volume total du lac.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- Masse Ca(OH)₂ par m³ \(\approx 112.5 \, \text{g/m}^3\)
- \(V_{\text{lac}} = 20000 \, \text{m}^3\)
Calcul en grammes :
Calcul en kilogrammes :
\(1 \, \text{kg} = 1000 \, \text{g}\)
Quiz Intermédiaire 1 : Si un lac est trop basique (pH élevé), quelle type de substance pourrait-on ajouter pour le neutraliser (le ramener vers pH 7) ?
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Un pH de 2 est :
2. La neutralisation d'un acide par une base tend à ramener le pH :
3. L'ajout de chaux (Ca(OH)₂) à une eau acide a pour effet :
Glossaire
- pH
- 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 représentant la neutralité.
- Acide
- Substance qui, en solution aqueuse, libère des ions hydrogène (H⁺) ou accepte des électrons. Un pH acide est inférieur à 7.
- Base (ou Alcali)
- Substance qui, en solution aqueuse, libère des ions hydroxyde (OH⁻) ou accepte des ions H⁺. Un pH basique est supérieur à 7.
- Neutralisation
- Réaction chimique entre un acide et une base, qui produit généralement un sel et de l'eau. Le pH de la solution tend vers la neutralité (pH 7).
- Écosystème Aquatique
- Ensemble des organismes vivants (plantes, animaux, micro-organismes) et de leur environnement non vivant (eau, roches, sédiments) dans un milieu aquatique (lac, rivière, océan, etc.).
- Chaux Éteinte (Ca(OH)₂)
- Hydroxyde de calcium, une base utilisée notamment pour chauler les sols agricoles ou neutraliser l'acidité des eaux.
- Pouvoir Tampon
- Capacité d'une solution (souvent une eau naturelle) à résister aux variations de pH lors de l'ajout d'un acide ou d'une base.
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