L`eau essentielle (PDF - 5705 Ko)
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1. P lorsque la cong lation est devenue effective vous pouvez maintenant ouvrir le cong lateur Qu observez vous E r ponses de chacun des groupes d l ves la bouteille a clat le niveau d eau est mont dans la seringue P qu en d duisez vous E la glace occupe plus de place que l eau liquide P Oui Ainsi on a montr que la glace occupe un volume plus grand que celui de l eau liquide Avez vous d j observ ce ph nom ne E r ponses diverses des l ves Par exemple l clatement des pots de fleurs lorsqu ils g lent pendant l hiver et qu ils se r chauffent P qui conna t la composition chimique de l eau ou sa formule E r ponses des l ves L eau est form e d atomes d oxyg ne et d hydrog ne P en effet l eau contient un atome d oxyg ne O pour deux atomes d hydrog ne H Sa formule chimique peut donc s crire H O P tout le monde sait que l eau est indispensable la vie et qu on la trouve dans la nature P projette le tableau des grands r servoirs d eau naturelle ou le distribue chaque groupe d l ves O se situent les plus grandes r serves d eau ARP Fondation Internationale de la Maison de la Chimie U C Union des Industries Chimiques 4 1 320 0 97 25 Fig 2 R serves d eau sur la Terre E r ponses des l ves partir de la lecture du tableau P quelles sont les proportions d eau sal e d eau douce P pr2. cise ventuellement que glaciers et icebergs sont constitu s d eau douce E r ponses des l ves P quelles r serves sont consommables par l homme E r ponses des l ves P vous voyez donc que les r serves d eau consommable sont relativement faibles et qu il est donc absolument n cessaire de ne pas les gaspiller P Qui peut me dire quoi correspond un km E r ponses des l ves P oui cela correspond un cube d un km de c t Si l on consid re que l eau a une masse volumique de 1 gramme par cm combien p se un km E r ponses des l ves P oui un milliard de kilogrammes Selon le niveau de la classe P peut aborder les points suivants P qui conna t la diff rence entre densit et masse volumique Ei P la densit est le rapport d un certain volume d un corps celle du m me volume d eau C est donc un nombre sans dimension Par d finition la densit de l eau est gale 1 Par exemple celle du fer est gale 7 87 La masse volumique est le rapport entre la masse d un corps et son volume Elle est exprim e en grammes par cm par exemple P vous allez d terminer la masse volumique du d de forme cubique que vous avez apport Comment allez vous proc der E on mesure la longueur du c t du cube on calcule son volume et on le p se avec la balance P oui ay Fondation Internationale de la Maison de la Chimie U C Union des I
3. n s tels que branches sable argiles humus etc Et d autres objets que l on ne voit pas l il nu P quoi par exemple E des microbes des virus de plus petites particules etc P oui Ces particules sont microscopiques elles ne se voient pas l il nu on les appelle des particules collo dales Elles sont extr mement l g res De plus comme elles sont charg es lectriquement elles portent des charges n gatives elles se repoussent entre elles et ne peuvent donc tomber au fond de l eau comme le font les grains de sable par exemple P projette le sch ma des particules collo dales P projette le sch ma des particules collo dales Fig 4 Sch ma des particules colloidales La pr sence de ces particules est souvent confirm e par l aspect trouble de l eau On va mettre un peu de terre argileuse dans un b cher rempli d eau du robinet Agiter et laisser reposer quelques minutes E font cette exp rience Ils filtrent ensuite ce m lange avec un filtre caf et examinent ce qu ils peuvent observer P qu observez vous sur les parois du filtre L eau vous para t elle claire ce Fondation Internationale de la Maison de la Chimie U C Union des Industries Chimiques 11 E on remarque la pr sence de particules de couleur fonc e sur le filtre Ma s l eau a toujours un aspect trouble P oui Que pouvez vous en d duire E Le filtre a retenu les particules
4. applications Historiquement la premi re utilisation du chlore pour le traitement des eaux date de la premi re guerre mondiale dans la ville de Verdun c est la verdunisation CONCLUSION Les eaux trait es par ce proc d ont t analys es notamment du point de vue de la bact riologie Elles sont potables La pastille bi couche est finalement recommand e par des organisations telles que M decins sans fronti res gt Action contre la faim gt ou encore le minist re de la D fense L efficacit des syst mes de traitement des eaux est suffisamment ma tris e pour que nous puissions boire non seulement de l eau de source de plus en plus rare mais aussi celle des rivi res et des fleuves et ce depuis plusieurs dizaines d ann es Le vrai drame c est lorsqu il n y a plus d eau ANNEXE 1 L action de l acide hypochloreux HOCI se distingue de celle du chlore gazeux par son efficacit En effet l action du chlore sur l eau forme autant de chlorure inutile que d acide hypochloreux et acidifie le milieu CL H O 5 CI H HOCI On perd ainsi la moiti de l l ment introduit car seul l acide hypochloreux HOCI est oxydant et actif en d sinfection O ANNEXE 2 Sy Ye n pi A L Fig A2 1 Formule chimique du dichloro isocyanurate de sodium Remarquer que cette formule ne contient pas de cyanure qui est un poison violent D D D O AS a n A bk H O 2 HOCI J K H O
5. eau de Javel a pour propri t de lib rer un compos chimique appel acide hypochloreux qui contient de l hydrogene H de oxyg ne O et du chlore Cl et a pour formule chimique HOCI Ce compos n a pas de charge lectrique il passe au travers de la membrane externe des microbes et des virus et peut facilement les d truire C est la raison pour laquelle l eau du robinet sent toujours un peu l eau de Javel surtout en t car l odeur est un peu plus forte quand la temp rature de l eau est plus lev e LIT L EAU SOURCE D ENERGIE On illustre le th me de l eau utilis e comme source d nergie P l eau qui coule a t elle une force Indiquez quelques exemples E oui Quand on nage surtout si l on remonte une rivi re quand on utilise Le courant pour transporter des troncs d arbres quand la force de l eau rode les falaises creuse les vall es quand on passe sous une cascade etc P connaissez vous des utilisations simples de cette nergie d velopp e par l eau courante E oui Des moulins eau des transports de bateaux qui descendent le courant des barrages qui arr tent l eau et permettent de r cup rer l nergie de l eau qui tombe d une tr s grande hauteur des mar es qui montent ou qui descendent etc P oui vous avez raison Savez vous que le premier moteur construit par l homme a t le moulin eau Ce m canisme est tr s facile r aliser Vous alle
6. noter que l acide HOCI est lectriquement neutre c est lui qui s infiltre le plus ais ment au travers des barri res que constituent les parois cellulaires qu il d truit par oxydation beaucoup plus efficacement que l hypochlorite environ 100 fois plus Vers la neutralit on se trouve donc dans des conditions favorables pour l utilisation AE Fondation Internationale de la Maison de la Chimie UJ C Union des Industries Chimiques 5 AS MN te PROPOSITIONS D EXPERIENCES SUR L EAU ESSENTIELLE On illustre le th me de l eau ses tats et changements d tat son trajet dans la nature cycle de l eau la notion d eau potable et les moyens de la purifier l eau comme source d nergie Les changes transcrits ci dessous entre le professeur P et ses l ves E sont donn s titre indicatif pour illustrer les tapes possibles du travail de classe et pourront tre adapt s si n cessaire l ge et au niveau de connaissance des l ves Remarque on a crit en italique les notions que le professeur peut aborder sans toutefois que le vocabulaire sp cifique correspondant soit ma triser et retenir par les l ves I MATERIEL REQUIS e trois petites bouteilles d eaux min rales diff rentes une seringue d eau une bouteille d eau distill e un four micro ondes un cong lateur un filtre pour caf et son support e de l eau sale e une prouvette gradu
7. LEA ESSANIEULE Nos r gions contrairement d autres contr es dans le monde sont bien pourvues en eau Mais la croissance de la population et ses cons quences sur l environnement naturel ont entra n la n cessit absolue du traitement de l eau pour la rendre propre la consommation L normit des volumes traiter suppose l implantation de v ritables usines de traitement des eaux De telles installations ne peuvent tre ais ment mises en place dans certains pays en voie de d veloppement o le probl me de l acc s l eau potable est pourtant crucial Ce liquide vital devient alors une denr e rare et souvent impropre la consommation compte tenu de son aspect trouble potentiellement dangereux pour la sant Il faut trouver des solutions simples fiables peu co teuses et locales Comment rendre l eau sa limpidit puis la d barrasser des micro organismes pathog nes Un moyen simple et innovant sera d crit pour r aliser cet objectif dans un environnement o il n est pas possible d envisager des syst mes co teux d ultrafiltration par membrane et encore moins d implanter des usines de traitement des eaux QU EST CE QU UNE EAU POTABLE Une eau potable doit tre claire avoir une bonne odeur et un bon go t Mais ce n est pas de l eau pure H O pour les chimistes Son go t agr able est d des sels min raux dissous de 0 1 0 5 gramme par litre qui sont indispensabl
8. M U et les glaciers Peut on transporter la glace provenant des icebergs par exemple r ponses des l ves peut on dessaler l eau de mer r ponses des l ves Dessaler l eau de mer c est la rendre consommable Avez vous une id e sur la fa on de proc der En fait il existe deux proc d s principaux la distillation et l osmose inverse La distillation consiste vaporer l eau de mer par chauffage seule la partie liquide est transform e en vapeur les sels dissous se d posent On condense ensuite la vapeur d eau en la refroidissant pour obtenir une eau douce consommable Qui peut me dire comment on peut facilement observer une vaporation suivie d une condensation E quand on fait bouillir de l eau et que la vapeur d eau se d pose sous forme liquide sur le couvercle de la casserole P oui Vous pouvez faire tr s facilement cette exp rience chauffer un b cher contenant de l eau et surmont d un verre de montre voir que de l eau liquide se d pose sur le verre de montre Projeter l image d une usine de distillation http culturessciences chimie ens fr dossiers chimie societe article DessalementEauMer html d0e174 UM TM U L autre proc d s appelle l osmose inverse Ceci n cessite tout d abord de filtrer l eau de mer et de la d sinfecter pour la d barrasser des l ments en suspension et des micro organismes Puis on applique cette eau sal e une press
9. de grande taille celles qui sont sup rieures au diam tre des pores du filtre Mais il a laiss passer les plus petites P vous avez raison Les plus petites particules celles que l on appelle les particules collo dales sont pass es au travers du filtre Comment les liminer E attendre plus longtemps chauffer l eau du b cher P non puisque c est la taille des particules et leur particularit lectrique qui sont en cause Puisqu elles sont charg es n gativement on va imaginer d ajouter dans l eau des particules de petite taille galement mais charg es positivement cette fois ci des particules collo dales form es avec des compos s de fer ou d aluminium On supprime ainsi la cause de leur dispersion sans charge elles vont se rapprocher s unir c est ce qu on appelle la coagulation grossir c est ce qu on appelle la floculation puis finir par tomber au fond du r cipient On obtient ainsi une eau limpide P que nous reste t il liminer pour que notre eau devienne potable E Les microbes et les virus P oui Ils sont tr s petits et de plus vivants Comment va t on les tuer E r ponses diverses en ajoutant de l alcool de l eau oxyg n e un d sinfectant de l antiseptique en chauffant P Le plus efficace est d ajouter un d sinfectant Pouvez vous en citer un que l on utilise couramment dans votre maison familiale E l eau de Javel P oui L
10. e e du petit mat riel destin construire un petit moulin eau une baguette de bois deux branchettes en forme de fourche un bouchon de li ge et de quoi le percer de la colle forte de fines planchettes de cageot un cutter manier par le professeur e un peu de terre argileuse e deux r cipients transparents gradu s ou doseurs de cuisine e du sel de cuisine e un d jouer e une balance e une documentation sur le cycle de l eau e une documentation sur les ressources en eau e des documentations relatives au transport de troncs d arbres sur les fleuves l rosion des falaises des moulins eau des barrages sur les fleuves aux marais salants au dessalement de l eau de mer etc II CONNAISSANCES ABORDEES e Ressources en eau de la plan te e Le cycle de l eau e Etats et changements d tat de l eau e Notion de densit et Mesure de volumes e La formule chimique de l eau H O e Principales utilisations de l eau e Le dessalement de l eau de mer notions sur la distillation et la condensation e La purification de l eau notions sur la filtration de particules e L eau comme source d nergie III DUREE APPROXIMATIVE DE LA SEANCE COMPLETE 1H30 Remarque la confection du petit moulin eau peut tre r alis e soit dans la classe par petits groupes soit par un groupe puis reproduite par chaque l ve la maison Dans le premier cas la dur e de la s ance p
11. es l organisme Une eau potable doit respecter certaines normes qui sont variables dans le temps et selon les lieux e Etre exempte de bact ries virus et autres organismes parasites qui entra nent des risques sanitaires e Ne pas contenir ou alors en quantit minimale et contr l e de substances chimiques ind sirables ou toxiques tels que nitrates phosphates m taux lourds ou encore hydrocarbures et pesticides e En revanche la pr sence de certaines substances comme les oligo l ments est n cessaire l organisme Pour rendre une eau potable il faut donc d abord lui rendre sa limpidit puis la d barrasser des micro organismes pathog nes RETABLIR LA LIMPIDITE I CAUSES DES DESORDRES A quoi est d l aspect trouble ou turbidit d une eau pollu e A de tr s fines particules argileuses constituants des sols mais aussi des compos s d riv s de l humus r sultant de la d composition de d chets organiques en suspension dans l eau C est l aussi que se trouve pi g e une partie des micro organismes qui se d veloppent dans ces eaux bact ries virus etc La taille de tels compos s complexes est tr s variable Elle comprend la fois des grains tr s fins mais encore visibles l il par diffusion de la lumi re couleur ocre par exemple et des entit s encore plus petites collo dales Un collo de est une substance liquide ou semi solide gel qui contient des particules suff
12. ion suffisante pour la faire passer travers une membrane pores tr s petits qui permet aux seules mol cules d eau de passer au travers Projeter l image d une usine de dessalement d eau de mer par osmose inverse http www veoliaeauust com ib ws pdf 15275 osmoseinverse_FRA pdf II LA PURIFICATION DE L EAU On illustre la notion d eau potable et les moyens de purification P examinons ce que peut contenir l eau potable P distribue chaque groupe d l ves un verre rempli d eau distill e et leur demande de la go ter E oh a n a aucun go t P pouvez vous me dire pourquoi E P parce que l eau distill e ne contient vraiment aucun l ment mis part l oxyg ne et l hydrog ne constituant sa formule chimique H O Prenez maintenant les 3 bouteilles d eaux min rales diff rentes et observez ce qui est inscrit sur les tiquettes E calcium sodium potassium magn sium hydrog nocarbonates chlorures sulfates nitrates etc P oui Les quantit s sont elles les m mes pour chaque eau min rale E non P c est ce qui donne l eau un go t diff rent selon les quantit s de chacun de ces l ments ou compos s io H Fondation Internationale de la Maison de la Chimie U C Union des Industries Chimiques 10 chimiques L eau a la propri t de dissoudre des compos s P connaissez vous d autres compos s que l eau peut dissoudre E r ponses di
13. isamment petites de 0 001 1 microm tre pour que dans l eau le m lange soit homog ne Les plus fines peuvent m me passer travers un filtre IL faudrait des dizaines d ann es pour qu elles tombent naturellement au fond Les particules en suspension portent des charges de m me signe en g n ral n gatif et sont soumises des forces r pulsives Ces forces emp chent leur coalescence regroupement et leur d cantation elles ne s agglom rent pas donc ne grossissent pas et restent en suspension di Le Fondation Internationale de la Maison de la Chimie UJ C Union des Industries Chimiques Fig 1 Particules collo dales charg es n gativement se repoussant l une l autre comme deux p les de m me nom sur deux aimants diff rents En effet dans une dispersion collo dale stable la masse de la phase dispers e est trop faible pour que la gravit puisse vaincre la r pulsion lectrostatique Si l on annule les forces de r pulsion de fa on rapprocher les particules et les grouper coagulation puis faire grossir leur support floculation elles pourront alors d canter tomber au fond et finalement tre filtr es II COAGULATION FLOCULATION Ces deux op rations de nature en principe diff rente ne sont en fait pas totalement disjointes La dimension minuscule des particules en suspension fait que leur surface est tr s grande par rapport leur volume C est sur cette surface que sont f
14. ix es les charges lectriques qu il faut d abord neutraliser pour d stabiliser la suspension Cette premi re op ration de coagulation se fait en g n ral en ajoutant des esp ces positives fortement charg es comme les cations Al ou Fe Les charges positives r siduelles rapport es une unit M port es par les complexes form s fig 2 diminuent progressivement et tendent s annuler en m me temps que la masse mol culaire des complexes donc leur taille s accro t et que leur solubilit diminue La fin de la r action correspond une complexation qui s est d velopp e dans les trois dimensions pour former une v ritable macromol cule l hydroxyde l tat solide M OH sous forme de flocs gt Ces derniers sont ais ment filtrables et leur taille est de l ordre de 0 1 quelques millim tres Ainsi les deux ph nom nes de coagulation et de floculation progressent ils de mani re parall le o O 0 H H p AO H A OH HP i 4077 10 07 5H7 0 407 on lon Ho H O H H O HO HO HO lon M H 0 15 Complexe M 0H H 0 1 M OH H 0 01 Fig 2 Formation des cha nes d hydroxydes complexes en partant de lion M hydrat La r action de base est une hydrolyse action de l eau ici en exc s M nH 0 S5 M OH 6 n Hf Son degr d avancement n 3 varie entre 0 et 1 Elle quivaut la neutralisation d un acide par une base La figure 2 montre com
15. les nappes superficielles se rechargent g n ralement plus rapidement en quelques jours quelques mois ou quelques ann es Le sol joue le r le d un filtre pour arr ter les salet s solides Pour cela vous allez prendre de l eau sale contenant des particules solides et la verser sur un filtre caf Qu observez vous E Les salet s solides restent au fond du filtre UM TM TT WAH Fondation Internationale de la Maison de la Chimie UJ C Union des Industries Chimiques 9 r fl chissons maintenant sur les diff rents usages de l eau Pouvez vous me dire quels sont ils r ponses diverses des l ves consommation de l homme des animaux des plantes lavage industrie comment trouver de l eau douce eaux de pluie ou neige rivi res lacs sources souterraines oui Comment mesure t on la quantit d eau de pluie qui est tomb e en un m me lieu r ponses des l ves oui Vous avez raison on utilise ce qu on appelle un pluviom tre Nous allons mesurer la hauteur de l eau qui va tomber dans la cour de l cole durant le mois qui vient Il suffit de prendre une prouvette gradu e de la laisser dehors et de noter la hauteur de l eau Les observations seront consign es dans le cahier d exp riences E chaque enfant se procure une prouvette gradu e et la dispose dehors devant chez lui Les observations seront consign es le mois prochain dans le cahier d exp riences UM TM T
16. lt aa N pe CI H Fig A2 2 R action sur l eau du dichloro isocyanurate de sodium di Le Fondation Internationale de la Maison de la Chimie UJ C Union des Industries Chimiques 4 La r action sur l eau fournit une petite quantit d acide hypochloreux HOCI premi re tape un atome de chlore du compos organique est remplac par un atome d hydrog ne Si le milieu consomme peu peu cet acide hypochloreux ce dernier se reforme mesure Lorsque les possibilit s de la premi re tape sont puis es la deuxi me fait alors intervenir le second atome de chlore du compos organique remplac par un deuxi me atome d hydrog ne En r sum on peut se repr senter le compos de d part comme une source potentielle du syst me acide hypochloreux hypochlorite HOCI CLIO qu il fournit lorsque les besoins de l eau le justifient c est une sorte de r servoir de chlore l tat d oxydation 1 Il faut ici souligner l int r t de ce couple acide hypochloreux hypochlorite Lorsqu il est lib r dans l eau l acide HOCI r agit avec les bases dissoutes dans ce milieu en particulier lion hydrog nocarbonate HCO ce qui forme une certaine quantit de base conjugu e gt ClO HOCI HCO 5 CIO H O CO pH 7 5 l eau contient autant de chaque composant pH 8 5 c est dix fois plus de CIO que d acide HOCI qu il faut compter et dix fois moins pH 6 5 Il faut surtout
17. ment s effectue l augmentation de masse mol culaire Le point de d part est lion M H 0 qui dans l eau a la forme d un octa dre portant trois charges positives pour un atome de m tal M La premi re r action lie deux de ces octa dres M H 0 pour former l ion complexe M 0H H 0 avec seulement deux charges r siduelles par atome de m tal 4 2 l tape suivante est un ensemble de trois octa dres r unis et ainsi de suite On obtient tout d abord des cha nes lin aires puis des particules deux dimensions Enfin au terme de la r action lorsque la complexation s est d velopp e dans les trois dimensions pour former l hydroxyde l tat solide le r sidu de charge est nul 5 P Fondation Internationale de la Maison de la Chimie UJ C Union des Industries Chimiques 2 Remarques e La lib ration d ions H Lors de la r action d hydrolyse tend augmenter le niveau d acidit du milieu qu il faudra donc compenser pour retrouver la valeur initiale e Les anions de la solution par exemple les sulfates SO 7 jouent aussi un r le non n gligeable en favorisant les pontages capables d unir deux deux les complexes macromol culaires en formation leur taille augmente alors Pratiquement au d but du processus on agite le m lange pour favoriser les contacts tape de coagulation Ensuite le ralentissement de l agitation permet la croissance des flocs plus gros mais plus fragiles e
18. n sans interaction avec le d sinfectant Non seulement ces mati res consommeraient inutilement trop de d sinfectant mais encore elles pourraient former des compos s ind sirables DOMAINES D UTILISATION Ce type de produit enrob est efficace dans plusieurs domaines I LES OPERATIONS HUMANITAIRES Apr s des catastrophes naturelles ayant pour cons quence de souiller les sources locales d approvisionnement en eau ce proc d permet de ne transporter que l agent traitant et des r servoirs de stockage On op re ainsi apr s des ruptions volcaniques des raz de mar e des inondations cons cutives des pluies torrentielles et toutes autres catastrophes entra nant la pollution des eaux de consommation II LES PAYS EN DEVELOPPEMENT Le proc d de traitement de l eau est particuli rement adapt dans ce cas car il a t con u avec un syst me de filtration sur sable ais manipuler par une seule personne form e dans ce but Cela ne requiert aucune nergie MH Fondation Internationale de la Maison de la Chimie U C Union des Industries Chimiques 3 ext rieure tout se fait la main La taille des r servoirs doit simplement tre adapt e aux besoins locaux ainsi que leur nombre bien s r Remarquons bien dans ce cas que les compos s de m taux lourds se trouvent eux aussi ramen s des taux tr s bas III LE DOMAINE MILITAIRE Il n est gu re besoin d insister sur les diverses
19. ndustries Chimiques 8 ADNSIR PASTELE P Etudions maintenant le cycle de l eau dans la nature P distribue chaque l ve ou chaque groupe d l ves un sch ma du cycle de l eau remplir el nt s M D ZT Fig 3 Sch ma du cycle de l eau Diverses tapes sont relever e 1 R serves oc ans e 2 Evaporation sous l action de l nergie du soleil et formation des nuages e 3 Pr cipitations sous forme de pluie et neige en expliquer la raison condensation e 4 Ruissellement de surface cours d eau lacs et retenues diverses souterrain circulation et filtration e 5 Consommation par les plantes les animaux les hommes comment se forment les r serves d eau douce d apr s le cycle r ponses des l ves Le cycle de l eau est il ferm ou bien ouvert r ponse des l ves il est ferm car l eau qui se forme par vaporation retombe sur le sol oui Mais ce cycle n est pas instantan il est en r alit assez lent Et si on consomme trop d eau on ne reconstitue pas les r serves assez vite et on risque d en manquer Il est donc absolument n cessaire de l conomiser P Quelle est d apr s vous l tape de reconstitution de l eau la plus longue E r ponses diverses des l ves P Ceux qui ont r pondu la filtration par le sol ont raison En r alit les nappes profondes sont recharg es en plusieurs d cennies et
20. ourrait tre io e Fondation Internationale de la Maison de la Chimie UJ C Union des Industries Chimiques allong e d une demi heure I L EAU SON CYCLE SES PROPRIETES On illustre le th me de l eau ses tats et changements d tat son trajet dans la nature cycle de l eau P nous allons parler de l eau O en trouve t on E num ration par les enfants mers lacs rivi res glaciers pluie neige verolas gr le sources souterraines geysers eau du robinet eau min rale vapeur bu e transpiration etc P oui c est exact Sous quelle forme solide liquide vapeur eau sal e eau douce Pour cela P fait remplir les trois graphiques ci dessous par les enfants gazeux Fig 1 Etats de l eau P Peau liquide et la glace ont un comportement particulier Pour cela vous allez prendre un gla on et le mettre dans un b cher rempli d eau Qu observez vous r ponses des l ves il flotte il fond qu en d duisez vous la glace est moins lourde que l eau elle flotte sur l eau liquide oui effectivement on dit qu elle est moins dense v M TU M P Essayons maintenant de voir si l eau liquide et l eau solide la glace occupent le m me volume Pour cela chaque groupe d l ves met dans le cong lateur une petite bouteille d eau bouch e et une seringue d eau moiti remplie sur laquelle ils auront rep r le niveau de l eau
21. t leur d cantation DESINFECTION Le meilleur agent d sinfectant pour supprimer les micro organismes potentiellement pr sents dans l eau bact ries virus etc est base de chlore c est l acide hypochloreux HOCI voir annexe 1 Ce compos est un oxydant donc tr s actif en d sinfection La mol cule source de ce compos est le dichloro isocyanurate de sodium di hydrat Les compos s r siduels form s dans l eau apr s r action ne pr sentent aucun danger pour la sant On trouvera en annexe 2 les r actions intervenant lors du processus de d sinfection UN MOYEN SIMPLE ET INNOVANT DE POTABILISATION LA PASTILLE BI COUCHE Cette pastille bicolore est peu co teuse fiable et facilement transportable Elle pr sente la capacit de r aliser de mani re s quenc e les deux op rations fondamentales la coagulation floculation et la d sinfection Dans un premier temps une moiti de la pastille se d lite et lib re dans l eau une quantit connue de coagulants Le dosage est ais car une pastille est pr vue pour traiter une quantit connue d eau 200 litres La seconde moiti est inerte durant cette premi re tape car enrob e dans un deuxi me excipient qui r siste plus longtemps que le premier elle se maintient en surface gr ce sa densit plus faible Il est en effet important qu une grande partie des mati res organiques pi g es dans les flocs soit limin e pendant la d cantatio
22. tte l image principe du moulin godets et d une noria utilis e dans certains pays africains comme l Egypte ou le Soudan L axe du syst me prend un mouvement de rotation sous l effet du courant c est le principe du moteur ARE Fondation Internationale de la Maison de la Chimie U C Union des Industries Chimiques 13
23. verses sel sucre m dicaments eau de Javel dans la piscine calcaire de l eau du robinet si le gaz carbonique bulles de l eau gazeuse est pr sent en quantit suffisante etc P En g n ral plus l eau est chaude plus la quantit de compos s qu elle peut dissoudre est grande Imaginez une exp rience qui Le d montre E certains l ves proposent de voir les traces de calcaire qui se d posent au fond du r cipient contenant de l eau du robinet et de faire l exp rience froid et chaud durant un temps identique c est l inverse du processus de dissolution P bien vous faites cette exp rience A grande chelle ce d p t de calcaire se forme dans la nature O E dans les grottes calcaires on peut voir des stalactites et des stalagmites P oui Il projette alors des images de ces d p ts souterrains P dissolvez du sel dans l eau du b cher et laissez vaporer ou bien chauffez dans le four micro ondes Qu observez vous E Le sel s est d pos dans le fond du b cher P oui L eau transform e en vapeur a d pos le sel qu elle contenait Application aux marais salants Projeter une image correspondante P voyons maintenant comment purifier l eau c est dire la rendre potable pour son utilisation par l homme et les animaux P l eau des rivi res a t elle le m me aspect que celle du robinet E pas tout fait couleur plus sombre objets entra
24. z construire vous m mes un mini moulin eau Pour cela chaque groupe dispose du petit mat riel n cessaire Mode d emploi pour la r alisation du mini moulin e Percer le bouchon de li ge en son centre e Couper 6 ou 8 rectangles dans les planchettes de cageot ils serviront de pales Chaque pale doit tre de taille quivalente et de la m me largeur que la longueur du bouchon e D couper des entailles r guli rement espac es dans la rondelle de bouchon Il faut autant d entailles que de pales e Coller une pale dans chaque entaille e Laisser s cher e Glisser le bouchon sur la baguette de bois ce Fondation Internationale de la Maison de la Chimie U C Union des Industries Chimiques 12 e Poser les 2 branchettes en forme de fourche les fourches devant pointer vers le haut e Poser la roue sur les fourches et laisser faire la force du courant La roue tourne E sur les indications du professeur chaque groupe d l ves construit son petit moulin eau Le courant d eau peut tre produit en faisant couler l eau du robinet sur un petit plan inclin e a Courant Fig 5 Moulins eau P que se passe t il si on remplace les pales par des r cipients godets E ils vont se remplir on va pouvoir transporter de l eau et la faire monter P oui On pourrait alimenter ainsi un r servoir situ plus haut C est ce qu on appelle une noria P proje
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