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1/2 Devoir n°2 Terminale Spé PC L’aquarium récifal Depuis décembre 2019, le Par

1/2 Devoir n°2 Terminale Spé PC L’aquarium récifal Depuis décembre 2019, le Parc Zoologique de Paris accueille un requin bambou. Il vit dans un aquarium qui cherche à reproduire l’environnement naturel de cette espèce. Cet aquarium, dit récifal, est un bac marin destiné à héberger un écosystème très riche : coraux, crustacés et nombreux poissons tous originaires des eaux peu profondes des côtes de Madagascar. Cet écosystème est complexe et fragile. Plusieurs paramètres sont à contrôler pour maintenir l’équilibre du milieu et assurer le bien-être des différentes espèces vivantes qui y cohabitent. Le but de cet exercice est d’étudier l’influence de certains de ces paramètres, pH et salinité, ainsi que des méthodes de traitement de l’eau. Données : - Couples acide/base associés au dioxyde de carbone dissous : I. Régulation de l’acidité Dans un aquarium, le pH de l’eau est une grandeur à surveiller. Sa valeur doit rester proche d’une valeur optimale qui dépend des espèces vivantes présentes. Pour l’aquarium récifal, le pH optimal vaut 8,1. En journée, la photosynthèse végétale augmente naturellement le pH, qui diminue ensuite pendant la nuit. Les différentes espèces vivantes de l’aquarium peuvent s’acclimater à des variations de la valeur du pH si elles restent faibles. 1. Quelle est la concentration en ions oxonium optimale ? (0.5 points). 2. Indiquer ce qui peut être mis en œuvre si la valeur du pH devient trop élevée dans l’aquarium (0.5 points) Un diffuseur permet de réguler précisément la valeur du pH de l’aquarium en injectant au besoin du dioxyde de carbone à l’état gazeux dans l’aquarium. Le dioxyde de carbone, , se dissout faiblement dans l’eau de l’aquarium. Il devient du dioxyde de carbone dissous qui peut se dissocier partiellement en ions hydrogénocarbonate et en ions carbonate . 3. Indiquer, parmi les espèces acido-basiques associées au dioxyde de carbone dissous, celles qui sont des acides de Brönsted et celles qui sont des bases de Brönsted (0.5 points). II. Traitement des poissons contre les vers L’aquarium récifal peut être infesté par différents types de vers qui parasitent les intestins, les branchies ou la peau des poissons. Pour assurer une élimination chimique de ces vers, les poissons doivent être momenta- nément placés dans un bassin de quarantaine dans lequel est ajouté un vermifuge. Le praziquantel est une espèce chimique qui entre dans la composition d’un vermifuge utilisé en aquariophi- lie, vendu en animalerie en solution liquide, de concentration en masse de 10,0 g·L–1. En 2010, un procédé de synthèse du praziquantel impliquant trois étapes a été proposé, ce qui le rend plus éco-responsable et moins onéreux. L’étape 1 conduisant à l’obtention de la molécule A n’est pas présentée ici. L’étape 2, représentée ci-dessous, permet de transformer les réactifs A B, C et D en produit E et produit F. 2/2 Équation de la réaction modélisant la transformation chimique de l’étape 2 La formule développée du réactif B est représentée ci contre : 1. Donner la formule semi-développée, du réactif C (0.5 points). 2. Donner la famille du réactif C en justifiant (0.5 points). 3. Déterminer le produit F formé à l’issue de l’étape 2 en s’appuyant sur les formules brutes des espèces chimiques mises en jeu (1 point). III. Prévention des infections Un aquariophile traite de manière préventive son aquarium contre les infections. Pour cela, il utilise une so- lution aqueuse antiseptique de bleu de méthylène. Le bleu de méthylène est un colorant fai- blement biodégradable, de couleur bleue foncée. L’excès de bleu de méthylène est éliminé par des « filtres » à charbon actif. Le charbon actif est une poudre noire dont les pores, observables au microscope électronique, permettent notamment de fixer et retenir des molécules organiques. C’est le phénomène d’adsorption. La capacité d’adsorption du charbon actif peut être évaluée à l’aide d’un dosage par étalonnage en suivant le protocole expérimental suivant : - tracer la courbe d’étalonnage de l’absorbance, à = 650 nm, pour des solutions étalon de bleu de mé- thylène ; Concentration du bleu de méthylène (en ) 2 4 6 8 10 12 14 16 Absorbance 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 - mesurer l’absorbance d’un échantillon d’eau polluée en bleu de méthylène ; - prélever un volume V de 50,0 mL d’eau polluée et y ajouter 100,0 mg de charbon actif ; - agiter le mélange puis filtrer ; - mesurer l’absorbance de la solution filtrée après traitement au charbon actif. On applique le protocole précédent et on obtient les valeurs d’absorbance avant et après traitement de l’eau de l’aquarium pour éliminer l’excès de bleu de méthylène sont = 1,5 et = 0,2. 1. Justifier l’intérêt de l’étape de filtration (0.5 points). Pour les questions suivantes, vous êtes invité à prendre des initiatives et à présenter la démarche suivie même si elle n’a pas abouti. La démarche est évaluée et nécessite d’être correctement présentée. 2. À l’aide de la courbe d’étalonnage que vous tracerez, montrer que la masse de colorant adsorbée par gramme de charbon actif est voisine de 7 mg (2 points). 3. Sachant qu’un traitement préventif de l’aquarium, de volume V = 8 000 L, nécessite 1 à 2 mg de bleu de méthylène par litre d’eau, calculer la masse de charbon actif nécessaire afin de réaliser le traitement pour cet aquarium récifal. Commenter. (1 point). uploads/Finance/ ch02-03-devoir 2 .pdf