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Chapitre 1 : L'eau que nous buvons est-elle pure ? (p. 20)

I. La détection de l'eau dans notre environnement

1. Le test d'identification de l'eau

  • Pour détecter la présence d'eau dans une substance (liquide ou solide), on utilise un réactif chimique : le sulfate de cuivre anhydre.
  • Initialement sous forme de poudre blanche, le sulfate de cuivre anhydre devient bleu (sulfate de cuivre hydraté) au contact de l'eau.
  • Résultat du test :
    • Si la poudre devient bleue : la substance contient de l'eau (test positif).
    • Si la poudre reste blanche : la substance ne contient pas d'eau (test négatif).
  • La quasi-totalité des boissons (jus de fruits, lait, sodas) et des aliments frais (fruits, légumes, viandes) contiennent de l'eau.

2. L'eau dans le corps humain et l'alimentation

  • Le corps humain d'un adulte est composé d'environ $60\text{ \%}$ à $65\text{ \%}$ d'eau répartie dans les différents organes (sang, cerveau, muscles).
  • Pour compenser les pertes quotidiennes (transpiration, respiration, urines), un adulte doit absorber environ $2{,}5\text{ L}$ d'eau par jour à travers la boisson (environ $1{,}5\text{ L}$) et les aliments solides (environ $1\text{ L}$).

II. Corps purs et mélanges

1. Définition et distinction

  • Un corps pur est une substance constituée d'une seule espèce chimique (ex. : l'eau distillée).
  • Un mélange est une substance constituée de plusieurs espèces chimiques différentes (ex. : les eaux minérales, l'eau du robinet).
  • Test de vaporisation : Lorsqu'on chauffe une eau minérale jusqu'à évaporation complète de l'eau, il reste un dépôt solide blanc au fond du récipient. Ce dépôt est constitué de sels minéraux (calcium, magnésium, sodium). Cela prouve que les eaux que nous buvons ne sont pas pures, mais sont des mélanges homogènes.

2. Les gaz dissous dans l'eau

  • Les boissons pétillantes contiennent un gaz dissous sous pression : le dioxyde de carbone ($CO_2$).
  • Test d'identification du dioxyde de carbone : On utilise l'eau de chaux. Limpide au départ, l'eau de chaux se trouble (devient laiteuse) en présence de dioxyde de carbone ($CO_2$).
  • Les eaux naturelles (rivières, lacs, océans) contiennent également du dioxygène ($O_2$) dissous, indispensable à la respiration des êtres vivants aquatiques.

III. Eau, environnement et acidification des océans (Ajouts BO 2020)

1. Dissolution du $CO_2$ atmosphérique et impact climatique

  • Le dioxyde de carbone ($CO_2$) présent dans l'atmosphère se dissout naturellement à la surface des océans.
  • L'augmentation des émissions de gaz à effet de serre dues aux activités humaines accroît la quantité de $CO_2$ dissous dans l'eau de mer.
  • Cette dissolution massive entraîne une acidification des océans (baisse du $pH$), ce qui fragilise les écosystèmes marins, notamment les organismes à coquille calcaire (coraux, mollusques) et le phytoplancton.

2. Potabilité et $pH$ des solutions

  • Le $pH$ (potentiel Hydrogène) mesure l'acidité d'une solution sur une échelle de $0$ à $14$ :
    • $pH < 7$ : solution acide.
    • $pH = 7$ : solution neutre.
    • $pH > 7$ : solution basique.
  • Une eau potable destinée à la consommation humaine doit comporter une quantité modérée de sels minéraux et présenter un $pH$ proche de la neutralité.

Points importants (L'essentiel du cours)

  • Le sulfate de cuivre anhydre est une poudre blanche qui devient bleue au contact de l'eau.
  • L'eau que nous buvons (eau du robinet, eau minérale) est un mélange d'eau et de sels minéraux dissous, contrairement à l'eau distillée qui est un corps pur.
  • Le dioxyde de carbone ($CO_2$) dissous se caractérise par le trouble de l'eau de chaux.
  • La dissolution du $CO_2$ dans les océans provoque leur acidification, perturbant l'environnement et la biodiversité marine.

Ce que l'élève doit savoir et savoir-faire

Savoirs (Connaissances) :

  • Connaître le réactif de test de l'eau (sulfate de cuivre anhydre) et son changement de couleur.
  • Connaître le réactif de test du dioxyde de carbone ($CO_2$) avec l'eau de chaux.
  • Différencier un corps pur d'un mélange.
  • Connaître l'échelle de $pH$ ($pH < 7$ : acide ; $pH = 7$ : neutre ; $pH > 7$ : basique).
  • Comprendre le lien entre les émissions de $CO_2$, sa dissolution et l'acidification des océans.

Savoir-faire (Capacités) :

  • Réaliser expérimentalement le test d'identification de l'eau dans un liquide ou un solide.
  • Réaliser expérimentalement le test d'identification du dioxyde de carbone.
  • Schématiser une expérience de test ou de vaporisation à l'aide des conventions et symboles.
  • Extraire des informations d'une étiquette d'eau minérale pour caractériser la présence de minéraux dissous.