Bac S 2016 Polynésie Spécialité Correction © http://labolycee.org ...

Bac S 2016 Polynésie Spécialité Correction ©
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EXERCICE III : DESSALEMENT DE L'EAU DE MER (5 points) 1. L'eau de mer a une salinité naturelle moyenne de 35,6 g.kg-1.
Cela signifie que dans un kilogramme d'eau de mer, il y a mNaCl = 35,6 g de
NaCl.
Ce qui correspond à une quantité de matière [pic].
La concentration molaire en NaCl apportée est définie par [pic] = [pic] Il faut déterminer le volume d'eau de mer occupé par une masse d'eau de mer
de 1 kg.
On a la masse volumique de l'eau de mer ? = 1027 kg.m-3.
1027 kg ( 1 m3
1 kg ( VeauMer m3 VeauMer = [pic] m3 = [pic] L = 0,974 L
Remarque : l'eau de mer étant plus dense que l'eau pure, il en faut un plus
faible volume que 1 L pour avoir une masse de 1 kg. On reprend [pic]
[pic] = 0,625 mol.L-1 2. Expliquer en quoi la technique de dessalement de l'eau de mer par osmose
inverse est génératrice de saumures.
Quand l'eau de mer est mise sous pression, l'eau passe dans l'autre
compartiment, tandis que les ions restent dans le compartiment mis sous
pression. Le compartiment de l'eau de mer s'appauvrit en eau (V diminue),
tandis que la quantité n d'ions reste constante ; sa concentration en ions
c = [pic] augmente.
À la fin du processus de dessalement, il reste une solution concentrée en
composés ioniques appelée saumure.
3. On envisage de mélanger 1,0 L d'une saumure obtenue en fin de processus
de dessalement avec 200 L d'eau de mer avant de rejeter le mélange obtenu
en Méditerranée. Cette saumure est analysée par conductimétrie, comme
explicité à la page suivante.
Ce rejet présente-t-il un danger pour les écosystèmes marins ? On apprend dans le texte, que les saumures présentent des effets notables
sur les plantes aquatiques dès que la salinité atteint 37,4 g de sel par
kilogramme d'eau de mer. Cette salinité correspond à une concentration molaire égale à [pic]
[pic] = 0,657 mol.L-1 L'exploitation du titrage conductimétrique va nous permettre de connaître
la concentration molaire des saumures et de juger du danger qu'elles
représentent une fois diluées dans 200 L d'eau de mer. À l'équivalence, les réactifs ont été mélangés dans les proportions
st?chiométriques.
L'équation de la réaction support du titrage est Ag+(aq) + Cl-(aq) (
AgCl(s)
Ainsi [pic]
C2.V2E = CS . V1
[pic]
À l'équivalence, il se produit une rupture de pente de la courbe
d'évolution de la conductivité en fonction du volume V2 de nitrate d'argent
ajouté.
On détermine le volume équivalent V2E en déterminant l'abscisse du point
d'intersection des deux demi-droites modélisant l'évolution de la
conductivité : V2E = 11,0 mL.
[pic] = 2,2×10-3 mol.L-1 dans la solution S diluée 500 fois. On en déduit la concentration de la saumure C = 500.CS.
C = 1,1 mol.L-1. Un volume V = 1,0 L de cette saumure est mélangée avec Vmer = 200 L d'eau
de mer, il faut déterminer la concentration molaire Crejet de ce mélange. Exprimons la quantité de matière de chlorure de sodium présente dans ce
mélange :
elle est égale à la quantité de matière n apportée par la saumure et à
celle nmer apportée par l'eau de mer.
nTot = n + nmer
nTot = C.V + CNaCl . Vmer La concentration du mélange est Crejet = [pic]
Crejet = [pic] = 0,627 mol.L-1
Cette concentration est inférieure à celle cdanger qui est dangereuse pour
les plantes aquatiques.
Ainsi le rejet ne présente aucun un danger pour les écosystèmes marins. Merci à Mohamed Melouki pour ses remarques constructives !
Reportage JT France 2 : https://youtu.be/rL29LFP4ud4
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saumure Avant dessalement Après dessalement