Polynésie - Série professionnelle - Piscine municipale

Exercice 1 (8 points)

À l'ouverture de la piscine municipale, le responsable a une mauvaise surprise : le bassin présente une couleur inhabituelle. Il suspecte la présence d'ions fer(III) : $Fe^{3+}$.
Il dispose du tableau d'identification des ions suivants :

Nom et formule de l'ion à identifier Réactif Couleur du précipité obtenu avec le réactif
Ion chlorure : $Cl^{-}$ Nitrate d'argent Blanc
Ion fer(II) : $Fe^{2+}$ Hydroxyde de sodium Vert
Ion fer(III) : $Fe^{3+}$ Hydroxyde de sodium Orange rouille
Ion cuivre(II) : $Cu^{2+}$ Hydroxyde de sodium Bleu
  1. Choisir le réactif que le responsable de la piscine doit utiliser pour vérifier son hypothèse.
  2. Le test réalisé s'avère positif. Donner la couleur du précipité obtenu et conclure sur l'hypothèse du responsable.

Exercice 2 (10 points)

Le pH d'une piscine doit être compris entre 7,2 et 7,6.
1. Proposer une méthode pour mesurer le pH.
2. Le responsable de la piscine mesure un pH égal à 8.
Indiquer le caractère acide, basique ou neutre de l'eau de la piscine.
Justifier la réponse.
3. Indiquer si le responsable doit ajouter une solution acide ou une solution basique pour que le pH soit adapté.

Exercice 3 (7 points)

La pompe de traitement de l'eau de la piscine est alimentée par des panneaux de cellules photovoltaïques. Ces panneaux produisent de l'électricité à partir de la lumière.

  1. Compléter sur le document-réponses la chaîne énergétique en choisissant les termes adaptés dans la liste de mots suivante : mécanique – lumineuse – électrique – nucléaire

  1. Expliquer le terme « énergie perdue » figurant sur la chaîne énergétique.

Correction

PARTIE I : PHYSIQUE-CHIMIE (25 points)

Exercice 1 (8 points)

  1. Réactif à utiliser : Pour identifier les ions fer(III), le responsable doit utiliser de l'hydroxyde de sodium.
  2. Résultat et conclusion : - Couleur : Le précipité sera de couleur orange rouille.
    • Conclusion : L'hypothèse est confirmée, la piscine contient bien des ions fer(III).

Exercice 2 (10 points)

  1. Méthode de mesure : On peut utiliser du papier pH ou un pH-mètre.
  2. Caractère de l'eau :
    • Nature : L'eau est basique.
    • Justification : Le pH est égal à 8, ce qui est supérieur à 7.
  3. Action corrective : Il faut ajouter une solution acide pour faire baisser le pH entre 7,2 et 7,6.

Exercice 3 (7 points)

  1. Chaîne énergétique :
    • Énergie entrante : Lumineuse (Solaire).
    • Énergie sortante utile : Électrique.
  2. Énergie perdue : Il s'agit principalement d'énergie thermique (chaleur).