Sujet piscine de Rio

Sujet

Document 1 : Purification de l’eau d’une piscine par électrolyse

Une solution pour rendre l’eau de la piscine propre et transparente est d’automatiser le traitement de la piscine par un électrolyseur. C’est un désinfectant économique et écologique.

L’électrolyse est une méthode qui permet de réaliser des réactions chimiques grâce à une activation électrique. C’est le processus de conversion de l’énergie électrique en énergie chimique.

Ce procédé de transformation qui repose sur un cycle perpétuel : Le sel se transforme en chlore qui se retransforme en sel, etc… D’abord, il faut rendre l’eau de la piscine légèrement saline. Pour cela, du sel est mis directement dans la piscine.

Un inconvénient à cette installation peut être évité en ajoutant un régulateur automatique du pH, sinon il sera à surveiller très régulièrement.

Document 2 : Les transformations chimiques pendant une électrolyse.

Une cellule d’électrolyseur est munie d’électrodes en titane. Quand l’eau passe entre les électrodes, le courant électrique dissocie les ions chlorure (Cl- ) en ion hypochlorite (ClO- ).

L’ion hypochlorite (ClO- ), au contact de l’eau (H2 O), se divise immédiatementen acide hypochloreux (HClO) et en ion hydroxyde (HO- ). C’est bien l’acide qui est le principe actif, le désinfectant, il peut éliminer les micro-organismes pathogènes (bactéries, virus, algues…) avec une grande efficacité.

ClO- + H2 O –> HClO + HO-

Dès que celui-ci est transformé, il passe dans la piscine et va procéder au traitement de l’eau.

Une fois sa mission désinfectante accomplie et sous l’effet des UV, la réaction chimique va s’opérer en mode inverse. C’est pourquoi on n’a jamais cette sensation désagréable de chlore dans la piscine.

Document 3 : Tableau récapitulant les réactifs utilisés pour reconnaître la présence de certains ions et les précipités observés.

Ion	Réactif	Précipité
Chlorure Cl-	Solution de nitrate d’argent	Blanc qui noircit à la lumière
Cuivre II Cu2+	Solution d’hydroxyde de sodium	Bleu
Fer II Fe 2+	Solution d’hydroxyde de sodium	Vert
Fer III Fe3+	Solution d’hydroxyde de sodium	Couleur rouille

1. Les différentes substances chimiques.

Dans le document 2, différentes substances sont nommées :

a) Identifier un exemple d'ion et un exemple de molécule.

b) Définir un ion.

c) Définir une molécule.

2. Les solutions.

Identifier le solvant et le soluté dans le procédé de l’électrolyse.

3. Identification d’un ion.

Proposer un protocole expérimental permettant d'identifier les ions chlorures libérés lors de l'ajout du sel. Préciser les précautions à prendre.

4. Etude de l’équation-bilan.

Identifier les réactifs et les produits lors de la transformation de l'ion hypochlorite en acide hypochloreux.
5. Utilité du régulateur de pH.

Si la piscine ne dispose pas d'un régulateur de pH.

a. Estimer l'évolution du pH. Justifier.

b. Quelle sera la nature de la solution ? (acide, basique ou neutre)

Correction

1.

a. Ions :

- ions hypochlorites ClO- (c'est un “L” minuscule comme dans Lapin et pas un “I” comme dans Idiot !!!)

- ions chlorures Cl- (c'est un “L” minuscule comme dans Lapin et pas un “I” comme dans Idiot !!!)

- ions hydroxydes HO-

Molécules :

- eau H2 O

- acide hypochloreux HClO

b. Un ion est un atome ou un molécule qui a gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.

c. Une molécule est un assemblage d'atomes.

2. On met du sel dans la piscine.

Le solvant est l'eau. C'est le liquide qui dissout le sel.

Le sel est le soluté : c'est le solide qui est dissous par le solvant.

3. On met la solution à tester dans un tube à essai. On ajoute quelques gouttes de nitrate d'argent.

Si on obtient un précipité blanc, l'ion chlorure est présent.

Il faut porter des gants, une blouse et des lunettes de sécurité. Le nitrate d'argent est une substance corrosive.

On jette le contenu du tube dans une poubelle spéciale pour pouvoir retraiter ces déchets et pas dans l'évier.

4. Les réactifs sont à gauche de la flèche, ce sont les substances qui vont réagir.

Les produits sont à droite de la flèche, ce sont les substances qui se forment.

Les réactifs :

- l'eau

- l'ion hypochlorite

Les produits :

- l'acide hypochloreux

- l'ion hydoxyde

5.

a. Les ions hydroxydes sont responsable de la basicité d'une solution. On voit qu'il s'en forme (c'est un produit). La solution va être de plus en plus basique. Le pH va donc augmenter.

b. La solution est basique.