Physique-Chimie 3e
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Dossier Brevet
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
De l'Univers aux atomes
Ch. 2
Les ions dans notre quotidien
Ch. 3
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 4
La masse volumique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 5
Vitesse et mouvement
Ch. 6
Les forces
Ch. 7
Le poids
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 8
La conservation de l'énergie
Ch. 9
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 10
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 11
Des signaux au-delà de la perception humaine
Dossier Brevet
Sujet 1 - Sujet commun : Physique-Chimie

Les conséquences des pluies acides

Introduction
Les pluies acides désignent toute forme de précipitations dont le pH est plus acide que la normale. C'est un phénomène d'origine non naturelle. Bien que l'on soit loin du scénario catastrophe évoqué dans certains films, les pluies acides sont néanmoins à l'origine de désastres écologiques et sanitaires.

Partie 1
Formation des pluies acides

Doc. 1
Dépérissement forestier dû aux pluies acides.

Dépérissement forestier dû aux pluies acides.
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Doc. 2
Évolution de la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Évolution de la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
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Les émissions de dioxyde de carbone, qui est un gaz à effet de serre, sont responsables du réchauffement climatique mais aussi des pluies acides.

*La concentration en dioxyde de carbone est ici exprimée en ppm (partie par million). 1 ppm correspond à une molécule de dioxyde de carbone pour un million de molécules dans l'air.

Doc. 3
Réaction de dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau.

Réaction de dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau :


Réaction de dissociation de l'acide carbonique dans l'eau :
Question
L'eau de pluie est une eau légèrement acide naturellement : son pH est d'environ 5,6. La dissolution du dioxyde de carbone de l'air dans les gouttes d'eau forme de l'acide carbonique, responsable de cette acidité. L'industrie et les transports augmentent la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

1. À l'aide des documents, explique pourquoi l'acidité de l'eau de pluie ne cesse d'augmenter.

Partie 2
Impact des pluies acides sur les poissons

Doc. 4
Des poissons intoxiqués par des pluies acides.

Des poissons intoxiqués par des pluies acides.
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Doc. 5
Échelle de pH avec les conséquences sur la mortalité des poissons.

Échelle de pH avec les conséquences sur la mortalité des poissons.
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Questions
Les poissons, vivant en eau douce dans les lacs et rivières, sont dans un environnement au pH compris entre 6 et 8 dans des conditions normales. Toute modification de ce pH, hors de ces valeurs, affecte très rapidement la reproductibilité voire la survie des espèces.

1. Si quelques gouttes de pluie acide tombent dans un lac, quel phénomène physique subissent-elles ? Est-ce que le pH du lac varie beaucoup ?

2. En cas de fortes précipitations, quel sera l'effet sur l'eau du lac et ses poissons ?

Partie 3
Le saturnisme

Doc. 6
Une canalisation d'eau.

Une canalisation d'eau.
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Doc. 7
Modes de contamination.

La contamination du sang par un corps étranger se fait principalement par trois voies différentes.
  • La voie respiratoire : le corps étranger est un gaz (ou dans un gaz) que le patient a respiré. Il passe la barrière des poumons et se retrouve dans le sang.
  • La voie digestive : le corps étranger est dans un aliment ou dans un liquide, avalé par le patient. Il passe la barrière de l'estomac ou des intestins et se retrouve dans le sang.
  • La voie cutanée : le corps étranger a pénétré dans l'organisme du patient via une plaie.

Doc. 8
Réaction entre le plomb et l'acide chlorhydrique.

Dans un tube à essais, on verse de la poudre de plomb et on y ajoute de l'acide chlorhydrique concentré. Une effervescence est alors observée. Au bout de quelques instants, la poudre de plomb a complètement disparu. Afin d'identifier les produits de la transformation chimique, on réalise 3 tests :
  • test de flamme : on entend une légère détonation ;
  • test à l'iodure de potassium : on obtient un précipité jaune ;
  • test au nitrate d'argent : on obtient un précipité blanc.

Doc. 9
Tests de reconnaissance de quelques espèces chimiques.

TestEspèce chimiqueObservation
Test de flammeDioxygène O2La flamme se ravive
Test de flammeDihydrogène H2Détonation
Test à l'hydroxyde de sodiumIons zinc (II) Zn2+Précipité blanc
Test à l'iodure de potassiumIons plomb (II) Pb2+Précipité jaune
Test au nitrate d'argentIons de chlorure Cl-Précipité blanc
Questions
Le saturnisme est une intoxication grave pouvant entrainer la mort. Elle est causée par la présence de plomb dans le sang (au-delà du seuil de 50 μg par litre de sang). Le plomb est un métal qui peut se trouver notamment dans nos canalisations. L'eau des pluies acides peut réagir avec lui avant d'être utilisée.

1. Écris l'équation de réaction équilibrée de la transformation chimique du plomb avec l'acide chlorhydrique.

2. Comment peut-on avoir du plomb dans le sang ? Sous quelle forme s'y trouve-t-il ?

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