Dessalement de l`eau de mer OBJECTIF Présenter des techniques

Niveau :
terminale S
spécialité
Domaine d’étude :
Eau et ressources
Thème :
L’eau
Dessalement de l’eau de mer
Nature de l’activité :
Mots-clés :
Production d’eau potable
Prérequis
 Connaître la distillation
 Connaître le dosage par conductimétrie
Objectifs
spécifiques
Objectifs
Objectif transversal
Connaissances
Capacités disciplinaires
Compétences
nécessaires à la
compréhension du
sujet
Capacités expérimentales
Capacités transversales
Obstacles
prévisibles
Documentaire et expérimentale
 Présenter des techniques de dessalement.
 Découvrir le principe de l’osmose inverse.
 Réinvestir des connaissances : la distillation, le
dosage par conductimétrie.
 Travailler le recueil d’informations mis à
disposition.
 Le phénomène d’osmose inverse.
 Identifier les incertitudes associées à chaque
source d’erreur.
 Evaluer les incertitudes associées à chaque
source d’erreur.
 Evaluer, à l’aide d’une formule fournie,
l’incertitude d’une mesure obtenue lors de la
réalisation d’un protocole dans lequel
interviennent plusieurs sources d’erreurs.
 Réaliser un montage de distillation.
 Elaborer et réaliser un protocole.
 Présenter des traces écrites d’expérience.
 Extraire l’information utile à partir d’une
simulation.
 Utiliser des connaissances pour répondre à un
problème.
 Elaboration d’un protocole en autonomie
Dessalement de l’eau de mer
OBJECTIF
Présenter des techniques de dessalement et découvrir le principe de l’osmose inverse
Compétences travaillées
Évaluation
Choisir, élaborer et mettre en œuvre un protocole
(conditions de réalisation, étapes, matériel)
Mesurer et calculer
(utiliser, exprimer)
Présenter des traces écrites d’expérience
(décrire, exploiter, présenter)
S’informer
(extraire, exploiter l’information utile)
Attitude
(sécurité, comportement citoyen)
DOCUMENT
L’Espagne est le plus grand utilisateur de technologie de
dessalement du monde occidental. Les entreprises
espagnoles, situées à la tête du marché, sont implantées
dans des régions comme l’Inde, le Moyen-Orient et
l’Amérique du Nord. L’innovation espagnole contribue à
faire progresser le dessalement pour apporter de l’eau
douce durable à des millions de personnes.
L’idée de fabriquer de l’eau pure à partir de l’eau de mer
tourmente les populations assoiffées depuis des centaines,
pour ne pas dire des milliers d’années. La prémisse
originale reposait sur l’idée que par ébullition ou
évaporation, l’eau pouvait être séparée du sel. Cette théorie
– évaporation ou distillation – constituait le fondement de la
technologie des premières installations de dessalement à
grande échelle qui apparurent dans les années 50 et 60,
tout d’abord au Moyen-Orient.
Usine de dessalement aux Iles Canaries
Ces régions, pauvres en eau mais riches en combustible, convertissaient leurs ressources énergétiques
en ce qui leur manquait le plus, de l’eau. Cependant, les technologies qui emploient la chaleur requièrent
de grandes quantités d’énergie.
Au tout début des années 1900, des chercheurs avaient avancé l’idée de l’utilisation d’une membrane
pour séparer le sel de l’eau de mer. Ce principe repose sur la nature osmotique des parois cellulaires:
certaines membranes semi-perméables, comme les parois cellulaires animales et végétales, laissent
passer l’eau pour créer un équilibre entre d’une part une solution à forte concentration et d’autre part, une
solution diluée.
Des scientifiques émirent l’hypothèse selon laquelle avec une valeur de pression et une membrane
adéquates, ce phénomène naturel pouvait être utilisé. Au lieu de circuler d’une solution diluée vers une
solution fortement concentrée jusqu’à atteindre un équilibre, le concentré serait forcé à passer à travers
une membrane et laisserait derrière lui une solution encore plus concentrée en solides dissous (dans le
cas qui nous intéresse, du sel).
C'est ainsi que dans années 70, les constructeurs d’installations de dessalement adoptaient l’osmose
inverse dans leurs nouvelles usines.
Tiré du site www.technologyreview.com/spain/water
CONSIGNES
Il est demandé :
- de vérifier que la concentration massique en chlorure de sodium de l'eau de mer est de 35 g.L-1
- de vérifier que la distillation est une technique de dessalement
- d’expliquer que l’osmose inverse permet de dessaler l’eau de mer
Une ressource inestimable !
OBJECTIF : vérifier que l’eau de mer a une concentration en chlorure de
sodium de 35 g.L-1.
MATERIEL MIS A DISPOSITION :
Solution S0 d’eau de mer diluée 10 fois
Solution S1 de nitrate d’argent de concentration C1 = 0,025 mol.L-1
Conductimètre, burette graduée, pipette jaugée dont le volume est à préciser,
Bécher.
QUESTIONS :
- Quelle méthode physique choisir pour doser les ions chlorure présents dans l’eau
de mer ?
- Elaborer et réaliser un protocole permettant de doser les ions chlorure de l’eau de
mer par les ions argent pour avoir un volume à l’équivalence compris entre 10 et
15 mL.
- Calculer la concentration molaire C0 en ions chlorure dans l’eau de mer diluée
puis dans l’eau de mer et en déduire la concentration massique Cm en chlorure de
sodium de l’eau de mer, en détaillant toutes les étapes du raisonnement.
- Comparer la concentration massique Cm en chlorure de sodium trouvée avec
celle indiquée dans l’objectif. Calculer l’écart relatif entre ces deux valeurs.
- Quelles sont les sources d’erreurs possibles lors du dosage ?
- Déterminer les incertitudes: V1E sur la mesure du volume à l’équivalence, C1
sur la concentration en ions argent, V0 sur le volume d’eau de mer diluée prélevé
et M(NaCl) sur la masse molaire du chlorure de sodium..
- L’incertitude Cm sur la valeur de Cm peut être calculée à partir de la relation
suivante :
Cm V1E V0 C1 M NaCl




Cm
V1E
V0
C1
M NaCl
Déterminer l’incertitude Cm, puis écrire la concentration massique en chlorure de
sodium sous la forme Cm = ……. Cm.
Distiller pour dessaler
OBJECTIF : Distiller l’eau de mer pour la dessaler.
QUESTIONS :
- Réaliser un montage de distillation et distiller l’eau de mer.
- Vérifier que le distillat ne contient plus de chlorure de sodium.
Osmose inverse
OBJECTIF : Comprendre le principe de l’osmose inverse.
TRAVAIL EN AUTONOMIE :
:http://www.dynavive.eu/TrtClassiques/Osmose/animation
osmose-inverse/AnimOsmose.html
QUESTIONS :
- A l’aide de l’animation ci-dessus, découvrir le principe de
l’osmose et de l’osmose inverse.
- Décrire à l’aide de schémas simple l’osmose et l’osmose inverse.
- Expliquer en quoi l’osmose inverse, procédé peu gourmand en
énergie, peut venir au secours des populations de régions arides.
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