Mise en évidence expérimentale des mouvements de CO2 entre certains réservoirs

Mise en évidence expérimentale des mouvements de CO2 entre certains réservoirs

On vous propose de propose de réaliser des manipulations simples pour mettre en évidence des mouvements de CO2 entre certains réservoirs, et nommer les mécanismes biologiques ou chimiques mis en jeu.

On attend que vous communiquiez sur vos résultats en argumentant et en utilisant un langage scientifique approprié.

Remobilisent ainsi les acquis des classes antérieures :

• P et R : échanges de CO2 par photosynthèse et respiration qui peuvent être révélés à l’aide de sondes reliées à une interface ExAO, ou plus simplement d’eau de chaux ou d’autres indicateurs colorés (Rouge de Crésol par exemple).

• D : dissolution de CO2 dans l’eau, sous la forme de dioxyde de carbone dissous CO2(aq), d’ions hydrogénocarbonate HCO3 −(aq), d’ions carbonate CO2 3 −(aq).

• C : émission de CO2 lors de la combustion de matière organique (mise en évidence avec de l’eau de chaux).

• D’autres mécanismes émetteurs de CO2 peuvent être mis en évidence : fermentation* d’un être vivant, par exemple les levures de la levure de boulanger ; action de l’acide sur un morceau de calcaire

Aides

Quelques équations utiles

Dissolution des roches calcaires

1. Dissociation de l’acide chlorhydrique : HCl = H⁺ + Cl^–
2. Dissolution du calcaire : CaCO₃ + H⁺ = Ca²⁺ + HCO ^–
3. Dégagement de CO₂ : HCO ^– + H⁺ = CO + H O (pour simplifier)

Précipitation des carbonates

Ca²⁺ + 2(HCO ^–) = CaCO (calcaire qui sédimente) + CO + H O

Le rouge de Crésol (RC) vire au jaune lorsqu’il est enrichi en CO2 et au violet dans le cas contraire.

L’eau de chaux se trouble lorsqu’elle est enrichie en CO2.

Atelier 1 : Mise en évidence de la dissolution du calcaire

Échange entre hydrosphère-atmosphère

Réaliser l’expérience ci-contre :

a. Dans un bécher, mettre un fond d’eau de chaux.

b.Dans un erlenmeyer, mettre du bicarbonate de calcium (une spatule suffit…)

c.Verser quelques gouttes d’acide chlorhydrique (HCl) (Là aussi, une dizaine de goutte suffit…)

d.Fermer rapidement l’erlenmeyer avec le bouchon

d.Mettre le tube dans le bécher d’eau de chaux.

Décrire et interpréter les résultats de l’expérience.

Atelier 2 : Mise en évidence du dégagement du CO₂

Échange entre biosphère et atmosphère

Souffler dans une paille située dans de l’eau de chaux.

Q1- A quoi sert l’eau de chaux ?

Q2 -Que pouvez vous en conclure ?

Quel transfert de carbone a été mis en évidence ici ?

Atelier 3 : Mise en évidence du transfert de CO₂

Échange entre biosphère et hydrosphère.

On a réalisé les expériences suivantes :

-1er erlenmeyer : Rouge de Crésol

– 2 ème erlenmeyer : salade + Rouge de Crésol

– 3 ème erlenmeyer : Champignon + Rouge de Crésol

Q1 Décrire et interpréter chaque résultat

Q2 Pourquoi ferme-t-on avec un bouchon ?

Q3 Quels sont les transferts de CO2 visualisés ici ?

Atelier 4 : Mise en évidence d’échange de carbone entre biosphère et carbone.

Observer à la loupe des fragments de tourbes ou de calcaire. Qu’ observez vous ?

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Correction

Atelier 3

Tube 1 : On réalise une expérience témoin : on place uniquement du rouge de Crésol dans le tube. Le rouge de Crésol reste rose/violet.

Tube 2 : On place de la salade dans le tube. On observe au bout d’1h30 que le rouge de Crésol devient rouge foncé, l’air contenu dans le tube est pauvre en CO₂, le végétal a consommé du CO₂, il y a un échange de CO₂ de l’atmosphère vers la biosphère.

Tube 3 : On place un champignon dans le tube. On observe au bout d’1h30, que le rouge de Crésol devient jaune, l’air contenue dans le tube est riche en CO₂, le champignon a produit du CO₂, il respire. 
Il y a échange de CO₂ de la biosphère vers l’atmosphère.

Atelier 4

-Échantillon de tourbe : on observe des restes de végétaux, les combustibles fossiles sont issus de la transformation de la matière organique végétale. Il y a échange de carbone de la biosphère vers la lithosphère.
-Le calcaire est une roche constitué d’êtres vivants, c’est une roche sédimentaire qui se forme par sédimentation.

Source TP : https://sites.google.com/site/svtsecondelec/theme-2/chapitre-1-le-soleil-une-source-d-energie-essentielle/tp-3-les-combustibles-fossiles-et-le-cycle-du-carbone

Source TP : https://svtenseconde.wordpress.com/theme-terre-vie-et-evolution/seance-10/