La consommation de CO2 lors d'une réaction d'altération

La mise en place du cycle du CO2 doit permettre de montrer le couplage des enveloppes terrestres : lithosphère, hydrosphère, atmosphère et biosphère. Le couplage entre l’hydrosphère et la lithosphère peut être ainsi mis en évidence par des expériences de précipitation et d’altération des carbonates de calcium.

La présentation d’un paysage karstique ouvre la discussion sur le rôle des eaux de ruissellement dans l’altération des roches carbonatées.

La comparaison des compositions :

- d’une eau de pluie (4.10^-5 mol.L^-1 de Ca²⁺, HCO₃^- à l’état de traces)

- d’une eau minérale (exemple eau minérale de Montclar – région calcaire des Alpes-de-Haute-Provence : 10^-3 mol.L^-1 de Ca²⁺ et 2,2. 10^-3 mol.L^-1de HCO₃^-) montre un enrichissement important en Ca²⁺ mais plus encore en HCO₃^- lors de la circulation de l’eau dans le sol et le sous-sol.

Le C des HCO₃^-formés en grand nombre provient non seulement des CaCO₃ mais probablement également des CO₂contenus dans les eaux de ruissellement et intervenant dans la réaction.

Une consommation de CO₂ lors de la réaction semble donc probable :

CaCO₃ + H₂O + CO₂ --> Ca²⁺ + 2 HCO₃^-

Fiche technique : EXAO Sérénis

Verser 100 mL d’eau gazeuse renfermant du dioxyde de carbone dans l’erlenmeyer,
Placer la sonde CO₂ dans la solution,
A l’écran, placer correctement les icônes : temps en abscisses, repère et sonde CO₂ en ordonnées,
Régler le temps de mesure sur 8 minutes,
Lancer la mesure,
Ajouter, à l’aide de la spatule, une petite quantité de sable tamisé(témoin)au bout de 2 minutes,
Ajouter, à l’aide de la spatule, la même quantité de poudre de craie au bout de 4 minutes,

Conseils

-Solution initiale d’eau gazeuse : 1 à 2 mL de Perrier dégazé dans 100 mL d’eau distillée sinon saturation de la sonde CO₂.
-Un témoin peut être réalisé avec de l’eau distillée (récente).

Auteur Didier Prévost, Lycée Guy Mollet Arras