Partie 2 : Nourrir l’humanité Ch. 2. Qualité des sols et de l’eau Ch. 2 QUALITÉ DES SOLS ET DE L’EAU l. LE SOL, UN MILIEU D’ECHANGES DE MATIERE On définit le sol comme la partie supérieure et arable de l’écorce terrestre. Une plante est un organisme vivant qui a besoin d’un apport de matière pour se développer. Comment le sol va-t-il permettre d’échanger de la matière avec la pla or 12 1) Le sol : une interfa te La terre arable se pr de différentes tailles. microscope, chaque d’ gats (des grumeaux) mé de grains de sable cimentés par un complexe brun formé d’argile et d humus, le complexe argilo-humique.
Une telle structure présente des pores ou cavités) permettant une bonne circulation de l’air et de l’eau dans le sol. Le complexe argilo-humique (ou C. A. H ) du sol. est un agrégat constitué d’argiles et d’humus (matières organiques en décomposition) à la surface duquel des ions sont échangés. Les échanges ioniques entre une solution ionique et le sol, et donc l’efficacité d’un engrais ou d’un produit phytosanitaire, Mg2+ ca2+ dépendent de la forme ainsi un réservoir de cations qu’il peut ensuite céder aux plantes suivant leurs besoins.
Les végétaux peuvent également puiser l’eau contenue dans les pores. Le complexe argilo-humique permet des échanges de matière. Il retient les cations présents dans les eaux du sal cations (Ca2+, Mg2+, K+… ) et peut les céder à la plante selon ses besoins. Les racines des plantes leur permettent de puiser l’eau et les minéraux présents dans le sol. Chaque racine présente une multitude de poils absorbants en contact avec l’eau du sol. Questions : Question 1 : Par quoi peuvent-être occupés les pores entre les agrégats de la terre arable ?
Déduisez-en l’existence d’interfaces qui permettent des échanges de matière. Question 2 : Quel type d’ions est retenu par le complexe argilo- umique et quelle est donc la charge de sa surface ? Les ions nitrate N03- et les ions calcium Ca2+ sont-ils susceptibles d’être piégés par le complexe argilo-humique ? Question 3 : Parmi les ions cités, lesquels sont retenus par le complexe argilo-humique ? Nommez les ions non retenus (appelés ions lessivés). Précisez les transferts de matière 1 et 2. Ch. 2.
Qualité des sols et d PAGF 12 (« 205) soluble dans les acides minéraux dont d’Anhydride Phosphorique (P205) soluble dans l’acide formique ? •8 % d’oxyde de Potassium (K20) soluble dans l’eau •3 % d’oxyde de Magnésium (MgO) total •5 % d’Anydride Sulfurique (S03) soluble ??1 % de Fer (Fe) total Engrais contenant un oligo-élément. A n’utiliser qu’en cas de besoin reconnu. Ne pas dépasser la dose adéquate. Engrais PK pour hortensias. Un engrais et un produit phytosanitaire n’ont pas le même rôle, n même composition chimique.
Un engrais est un produit organique ou minéral destiné ? améliorer la croissance des plantes et à augmenter le rendement et la qualité des cultures. Le choix de l’engrais à utiliser est conditionné par le sol qui l’accueille et la plante cultivée. Les principaux éléments apportés par un engrais sont l’azote (N), le phosphore (P) et le potassium K) dans des proportions variables. Un produit phytosanitaire sert à soigner ou prévenir les maladies des plantes. Il contient un ou plusieurs principes actifs, qui sont le plus souvent des molécules organiques (principalement constituées d’atomes carbone et d’hydrogène). . Dosage par comparaison un dosage permet de déterminer la quantité de matière ou la masse d’une espèce chimique dissoute en solution. On peut utiliser pour cela une seconde sol it avec la solution S ? PAGF 19 préalables. Exemple de dosage. On souhaite déterminer la masse m inconnue d’ions fer(ll) Fe2+(aq) dissous dans une solution S de ulfate de fer. On réalise un dosage en versant progressivement une solution acidifiée de permanganate de potassium. La solution de sulfate de fer est vert clair. Lors de l’ajout du permanganate de potassium, pour un certain volume V, sa couleur vire au rose. ?tape 1 : tracé d’une courbe d’étalonnage. Des mesures préalables ont permis de tracer la cour d’étalonnage ci-contre. Etape 2 : comparaison On procède de la même manière avec la solution S : on obtient V – 12,5 mu Sur le graphique, on reporte la valeur volume V afin de lire la valeur de la masse m correspondante. On lit m = 0,07 g. La solution S contient donc 0,07 g d’ions fer(ll) Fe2+(aq) 3. Un exemple de dosage volumétrique d’ions d’un produit phytosanitaire : a) Protocole expérimental – Remplir la burette d’une solutlon acidifiée de permanganate de potassium à 4,75 g.
L-1 . – Prélever précisément 10,0 ml_ de la solution à doser So et les verser dans un erlenmeyer de 100 mC Compléter avec 10 m d’acide sulfurique. – Ajouter progressivement la solution de permanganate de potassium. Lorsque qu’une coloration violette persiste plus de 5 s, noter la valeur du volume VE versé à l’équivalence. b) Principe du dosage . On verse progressivement une solution acidifiée d’ions permanganate Mn04- à une solution contenant les ions Fe2+. Lorsque la coloration violette des ions permanganate persiste, on a atteint la fin du dosage (appelée équivalence).
Parti 2 permanganate persiste, partie 2 : Nourrir l’humanité c) Résultat du dosage La concentration massique en ions Fe2+ est proportionnelle au volume VE d’ions permanganate versé ? l’équivalence. Le tableau ci-dessous donne les résultats obtenus d’une part, avec une solution de concentration connue en ions Fe2+, d’autre part avec une solution So, préparée en dissolvant 3,00 g de roduit antichlorose dans 15 ml_ d’acide sulfurique à 98 % et en complétant à 100 ml_ par de l’eau distillée. VE concentration massique en ions Fe2+ (en g. L-1) Solution étalon Solutlon SO 11,9 5,00 QUESTIONS : 1 .
En quels éléments est-il indispensable d’enrichir le sol pour assurer une bonne croissance des végétaux ? 2. Compléter le schéma du montage 3. Déterminer la concentration massique en ions Fe2+ de la solution So ; montrer que le pourcentage massique en ions Fe2+ dans le produit sanitaire est de 21 RÉPONSES • PAGF s 9 massique CO en ions Fe2+ de la solution SO est : CO 5,00 xl 5,3 co = 6,43 g. L-1. Dans les 100 ml_ de SO ; il y a donc 0,643 g d’Ions Fe2+. Les ions Fe2+ ne proviennent que du produit antichlorose soit un titre massique de 0,643 x 100 = 21,4 % 21 3,00 Ill.
QUALITE DE L’EAU : 1) La diversité des eaux de consommation On peut classer les eaux de consommation en 3 groupes : les eaux minérales, les eaux de source, l’eau du robinet. Elles ont des origines et des compositions en espèces ioniques dissoutes différentes. • L’eau du robinet a généralement subi des traitements pour être propre à la consommation. • Une eau minérale est d’origine souterraine et ne subit aucun traitement. Elle chemine en profondeur durant une longue période et se charge de minéraux. Sa composition reste constante. _Jne eau minérale possède des propriétés thérapeutiques, reconnues par l’Académie de Médecine, justifiant son classement. • une eau de source ne subit aucun traitement. Son origine est également souterraine. Elle peut provenir de différentes sources et de régions éloignées les unes des autres. Sa composition minérale peut varier. 2. Composition chimique 19 onsommation robinet peuvent légèrement varier au cours du temps. L’analyse qualitative d’une eau permet d’identifier les ions qu’elle ontient.
Elle est menée à l’aide de tests caractéristiques d Ions. a) Tests caractéristiques d’ions. Compléter le tableau : Ian testé Réactif utilisé Avant le test Résultat positif Ions chlorure CINitrate d’argent N03- Ions calcium Ca2+ Oxalate d’ammonium Précipité blanc qui noircit à la lumière AgCl : chlorure d’argent Précipité blanc d’oxalate de calcium Ions sulfate S042Nitrate de baryum Ba2+ + N03- Solutions incolores Précipité blanc de sulfate de baryum Plus le précipité est important lus la teneur de l’eau en l’ion considéré est élevée. 7 2
