Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

Comprendre comment Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

Un lac a été pollué par des rejets acides d’une usine voisine. Pour neutraliser l’acidité, des techniciens envisagent d’ajouter de l’hydroxyde de calcium, \(\text{Ca(OH)}_2\), aussi connu sous le nom de chaux éteinte.

L’objectif est de ramener le pH du lac à une valeur neutre de 7. Actuellement, le pH du lac est de 4.

Données :

  • Volume du lac : \(50,000\) m\(^3\)
  • Le pH de 4 correspond à une concentration en ions hydrogène \([H^+]\) de \(10^{-4}\) mol/L.
  • L’équation de la réaction entre l’hydroxyde de calcium et l’acide est la suivante:

\[ \text{Ca(OH)}_2 + 2H^+ \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2H_2O \]

  • La masse molaire de \(\text{Ca(OH)}_2\) est de \(74\) g/mol.

Question :

1. Calcul de la quantité nécessaire de \(Ca(OH)_2\):

  • Calculez la quantité totale d’ions \(H^+\) dans le lac.
  • En utilisant l’équation de la réaction, déterminez la quantité de \(\text{Ca(OH)}_2\) nécessaire pour neutraliser tous les ions \(H^+\).
  • Convertissez cette quantité en masse de \(\text{Ca(OH)}_2\).

2. Réflexion supplémentaire :

  • Quelles pourraient être les conséquences écologiques de l’ajout de chaux dans le lac ?
  • Comment les techniciens pourraient-ils s’assurer que la distribution de \(\text{Ca(OH)}_2\) est homogène dans tout le lac ?

Correction : Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

1. Calcul de la quantité nécessaire de \(Ca(OH)_2\)

a. Calcul de la quantité totale d’ions \(H^+\) dans le lac :

  • La concentration en ions \(H^+\) pour un pH de 4 est de \(10^{-4}\) mol/L.
  • Le volume du lac est de 50,000 m\(^3\), ce qui équivaut à \(50,000 \times 1000 = 50,000,000\) L (car 1 m\(^3\) = 1000 L).

La quantité totale d’ions \(H^+\) dans le lac est donnée par :

\[ \text{Quantité de } H^+ = \text{Concentration} \times \text{Volume} \] \[ \text{Quantité de } H^+ = 10^{-4} \text{ mol/L} \times 50,000,000 \text{ L} \] \[ \text{Quantité de } H^+ = 5,000 \text{ moles} \]

b. Quantité de \(Ca(OH)_2\) nécessaire :

L’équation chimique \( Ca(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + 2H_2O \) indique que 1 mole de \(Ca(OH)_2\) est nécessaire pour neutraliser 2 moles de \(H^+\).

La quantité de \(Ca(OH)_2\) nécessaire est donc :

\[ \text{Quantité de } Ca(OH)_2 = \frac{\text{Quantité de } H^+}{2} \] \[ \text{Quantité de } Ca(OH)_2 = \frac{5,000 \text{ moles}}{2} \] \[ \text{Quantité de } Ca(OH)_2 = 2,500 \text{ moles} \]

c. Conversion en masse de \(Ca(OH)_2\) :

La masse molaire de \(Ca(OH)_2\) est de 74 g/mol. Ainsi, la masse nécessaire est :

\[ \text{Masse de } Ca(OH)_2 = \text{Quantité de } Ca(OH)_2 \times \text{Masse molaire} \] \[ \text{Masse de } Ca(OH)_2 = 2,500 \text{ moles} \times 74 \text{ g/mol} \] \[ \text{Masse de } Ca(OH)_2 = 185,000 \text{ g} \] \[ \text{Masse de } Ca(OH)_2 = 185 \text{ kg} \]

2. Réflexion supplémentaire

a. Conséquences écologiques de l’ajout de chaux dans le lac :

L’ajout de chaux peut augmenter la turbidité de l’eau, affectant la faune aquatique, notamment la visibilité pour les poissons.

Un changement brusque de pH peut également affecter la survie des organismes aquatiques qui sont sensibles aux variations de pH.

b. Homogénéisation de la distribution de \(Ca(OH)_2\) :

Pour s’assurer que la chaux est bien répartie dans le lac, les techniciens pourraient utiliser des bateaux équipés de systèmes de dispersion qui agitent l’eau tout en déversant la chaux, permettant une dissolution et une distribution plus uniformes.

Des suivis réguliers du pH à différents points du lac aideraient également à évaluer l’efficacité de la distribution.

Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

D’autres exercices de chimie 3 ème:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Déterminer la Concentration d’une Solution

Déterminer la Concentration d'une Solution Comprendre comment Déterminer la Concentration d'une Solution Lors d'une expérience de laboratoire en classe, vous et votre équipe êtes chargés de préparer une solution saline pour une expérience de biologie qui étudie...

Préparation d’une Solution de Nitrate

Préparation d'une Solution de Nitrate Comprendre la Préparation d'une Solution de Nitrate Dans un laboratoire de recherche en biologie marine, les scientifiques étudient les effets de divers polluants sur les algues marines. L'une des substances testées est le...

Les Réactions Acido-Basiques

Les Réactions Acido-Basiques Comprendre Les Réactions Acido-Basiques Anna, une élève de 3ème, doit réaliser une expérience en classe de chimie pour comprendre les réactions acido-basiques. Elle décide d'utiliser un jus de citron (acide citrique) et du bicarbonate de...

Condensation de la vapeur d’eau

Condensation de la vapeur d'eau Comprendre la Condensation de la vapeur d'eau Un récipient contient de l'air et de la vapeur d'eau à \(100^\circ C\). Le récipient est ensuite refroidi jusqu'à atteindre une température de \(25^\circ C\). À cette température, la vapeur...

Évaporation de l’eau d’une piscine

Évaporation de l'eau d'une piscine Comprendre l'Évaporation de l'eau d'une piscine Pendant l'été, l'eau d'une piscine peut s'évaporer sous l'effet de la chaleur du soleil. Nous allons calculer la quantité d'eau qui s'évapore d'une piscine pendant une journée chaude....

Réaction entre le zinc et l’acide chlorhydrique

Réaction entre le zinc et l'acide chlorhydrique Comprendre la Réaction entre le zinc et l'acide chlorhydrique Le zinc réagit avec l'acide chlorhydrique (HCl) pour produire du chlorure de zinc (ZnCl₂) et de l'hydrogène gazeux (H₂). Consignes : Équilibrez l'équation...

Calculs autour de la fusion de la glace

Calculs autour de la fusion de la glace Comprendre les Calculs autour de la fusion de la glace Vous disposez d'un bloc de glace pure de 200 g à 0°C. Vous décidez de le faire fondre complètement en le plaçant dans un environnement à température constante supérieure à...

Calcul de Stœchiométrie

Calcul de Stœchiométrie Comprendre le Calcul de Stœchiométrie La réaction chimique entre l'hydrogène gazeux (H₂) et le dioxygène gazeux (O₂) produit de l'eau (H₂O) selon l'équation chimique suivante : 2H2(g)​ + O2(g)​ → 2H2​O(l)​ Supposons que vous disposiez de 4,0 g...

Structure de l’Atome

Structure de l'Atome Comprendre la Structure de l'Atome Un atome est la plus petite unité constitutive de la matière qui conserve les propriétés chimiques d'un élément. Les atomes sont composés de trois types de particules subatomiques : les protons, les neutrons et...

Synthèse de l’eau

Synthèse de l'eau Comprendre la Synthèse de l'eau Vous disposez de 5 grammes d'hydrogène (H₂) et vous souhaitez le faire réagir complètement avec du dioxygène (O₂) pour produire de l'eau (H₂O). La réaction chimique est la suivante : \[ 2\,H_2(g) + O_2(g) \rightarrow...