Physique Chimie et Géosciences

Activités réalisées par Stéphanie MIDELTON
Géosciences; Lycée Schœlcher
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Transformations chimiques
subies par les rejets de l'éruption
des volcans
Géosciences; Lycée Schœlcher
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Mise en place d’une réaction chimique permettant la production
de dioxyde de soufre
Etudier la réaction acido-basique entre l’acide
Physique
nitrique HNO3 et le sulfite de sodium Na2SO3
Chimie
SVT
Simuler l’émission du SO2 par les volcans islandais
en éruption
Mise en place d’un montage expérimental permettant l’arrivée
du SO2 dans de l’eau contenant un indicateur coloré acidobasique.
Physique
Chimie
Etudier l’influence de la dissolution d’un acide en
solution aqueuse.
SVT
Montrer l’acidification des océans et des pluies à
proximité des volcans islandais.
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MONTAGE EXPÉRIMENTAL
Acide nitrique (HNO3)
Sulfite de sodium (Na2SO3)
Agitateur magnétique
Solution d’indicateur coloré
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S. Midelton
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MONTAGE EXPÉRIMENTAL
 La couleur verte indique que la solution est
neutre. Cette solution simule les océans ou les
pluies.
Solution d'indicateur coloré (espèce
chimique qui change de couleur en
fonction du pH de la solution)
S. Midelton
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RESULTAT DE L’EXPERIENCE
 La réaction chimique entre acide nitrique
(HNO3) et le sulfite de sodium
(Na2SO3) libère du SO2 qui arrive dans la
solution d'indicateur coloré.
 On observe une décoloration de la solution
initialement verte.
Solution d’indicateur coloré en
cours de décoloration
S. Midelton
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 La solution d'indicateur coloré devient rose.
 Cette couleur rose traduit que la solution est
acide.
Solution d’indicateur
coloré rose
S. Midelton
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CONCLUSION:
Lors des éruptions, les volcans libèrent du SO2 dans
l’atmosphère.
La dissolution du SO2 entraine l'acidification des
eaux de pluies, de rivière, de mer.
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Réseau cristallin des minéraux en
relation avec leur résistance, densité
Mesure de la masse volumique de deux fragments de
roches (basalte et ponce) prélevés lors de la sortie.
Physique
Chimie
SVT
Définir et mesurer une masse volumique.
Définir et calculer une densité.
Montrer que la roche de densité la plus élevée
(basalte) est la plus compacte  réseau cristallin
existant  structure ordonnée.
Montrer que la roche de densité la plus faible
(ponce) est la plus friable  peu voire pas de
structure cristalline (peu d’ordre à l’échelle
microscopique).
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MATÉRIEL:
-2 échantillons de roches:
•Basalte: Roche compacte, non friable, imperméable
•Ponce: Roche perméable, friable. De la poussière est
obtenue par frottements de deux fragments
-1 éprouvette contenant 300 cm3 d’eau
-Balance
PROTOCOLE MANIPULATOIRE
Pour chaque échantillon:
•Evaluation de la masse
•Evaluation du volume
•Détermination de la masse volumique
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RÉSULTATS DE LA MANIPULATION
Roches
BASALTE
PONCE
71,65
65,67
25
35
71,65 ÷ 25
= 2,9
65,67 ÷ 35
= 1,9
Critères de comparaison
Masse (g)
Volume (cm3)
Masse volumique (g.
cm3)
La ponce est une roche volcanique poreuse dont la densité varie selon sa composition. Les ponces
rhyolitiques sont les moins denses (d < 1). Il existe des ponces dacitiques ou
andésitiques de densité plus élevée (d > 1). Quelque soit la densité de la ponce, placée dans
l’eau, elle finit néanmoins par couler une fois les pores remplis d’eau.
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CONCLUSION:
Les roches compactes, imperméables sont plus denses.
Leur structure interne est cristalline (arrangement
ordonné des composants).
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Pour vérifier la conclusion :
Cas du quartz:
-Minéral compact, non friable, imperméable;
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RÉSULTATS
Volume de
l’échantillon
Échantillon de quartz
Balance
S. Midelton
Échantillon de quartz
dans une éprouvette
contenant 300 cm3
d’eau coloré
Masse de l’échantillon
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S. Midelton
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Cas du quartz:
-Masse volumique du quartz = 91,49 ÷ 35 = 2,6 g/cm3
Densité : d = 2,6.
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CONCLUSION:
Les matériaux compacts, imperméables, sont bien
les plus denses.
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