Sujet Physique-Chimie — Terminale — Métropole — Bac 2006

EXERCICE I. COMME UN POISSON DANS L’EAU (6,5 points) L’aquariophilie est une passion qui touche de plus en plus d’amateurs mais aussi de néophytes. De nombreux facteurs peuvent contribuer à un déséquilibre dangereux pour la vie et la santé des poissons. Il est donc nécessaire de contrôler régulièrement la qualité de l’eau. Le pH de l’eau est la première grandeur qu’il faut mesurer, au moins une fois par semaine, et ajuster éventuellement. En effet, certains poissons ne peuvent évoluer que dans un milieu acide (c’est le cas des poissons d’Amazonie comme les Néons ou les Tétras), d’autres dans un milieu basique (c’est le cas des poissons d’Amérique Centrale comme les Platy et les Molly). Aucun de ces poissons ne tolère une trop forte teneur en ions ammonium (NH +) ou en ions nitrite (NO -) : le cycle de l’azote doit donc 4 2 être surveillé en évitant soigneusement la surpopulation de l’aquarium et l’excès de nourriture. D’après « Poissons et aquariums » - Édition Larousse L’exercice suivant est destiné à préciser certains points de ce texte. On étudie d’abord un produit commercial utilisé pour diminuer le pH de l’eau de l’aquarium ; on s’intéresse ensuite à la formation des ions ammonium. Les parties 1. et 2. sont indépendantes. - Certaines aides au calcul peuvent comporter des résultats ne correspondant pas au calcul à effectuer. - Le logarithme décimal est noté lg. 1. Étude d’une solution commerciale destinée à diminuer le pH de l’aquarium Sur l’étiquette du produit on peut lire que la solution commerciale S est constituée d’acide 0 chlorhydrique (H O + + Cl – (aq)) mais aucune concentration n’est indiquée. La transformation 3 conduisant à l’acide chlorhydrique étant totale, la concentration c de la solution commerciale est 0 égale à la concentration en ions H O +. On cherche à déterminer cette concentration en faisant un 3 titrage pH-métrique. Pour cela on dilue 50 fois la solution commerciale et on procède au titrage d’un volume V = 20,0 mL de la solution diluée S à l’aide d’une solution d’hydroxyde de sodium S A A B (Na +(aq) + HO – (aq)) de concentration molaire en soluté apporté c = 4,0 x 10 – 2 mol. L –1. On obtient BB la courbe de la figure 1. On a également fait apparaître la courbe représentant la dérivée du pH en fonction du volume de soude versé. pH dpH/dV