ORGANISATION ET TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE

Annales

• Partie A - Les coraux

  Pour se développer de manière optimum, les coraux doivent se trouver dans des eaux de mer dont le pH est compris entre 8,0 et 8,4.

  1. Préciser si les eaux de mers favorables aux coraux sont des solutions acides ou des solutions basiques. Justifier.

  Les coraux sont des êtres vivants marins dont le squelette est constitué de carbonate de calcium de formule chimique CaCO₃.

  2. Indiquer le nombre d’atomes de carbone (C) et le nombre d’atomes d’oxygène (O) figurant dans la formule chimique du carbonate de calcium.

   

  Partie B – L’environnement marin des coraux 

  Le squelette des coraux contient des ions calcium Ca²⁺ provenant de l’eau de mer.

  Afin de vérifier la présence de l’ion calcium Ca²⁺ dans une eau de mer, on souhaite réaliser un test caractéristique sur un échantillon d’eau de mer.

  On dispose des matériels et produits présentés dans le document 1 ci-dessous.

  

  Le document 2 ci-après présente des tests caractéristiques de quelques ions.

  

   

  3. À l’aide des documents 1 et 2, proposer un protocole expérimental permettant de vérifier la présence de l’ion calcium Ca²⁺ dans l’eau de mer testée. Les aspects liés à la sécurité ne sont pas attendus.
  Remarque : il est possible de faire des schémas légendés.

   

  4. Dans l’expérience de la question 3, indiquer l’observation attendue à l’issue du test si l’eau de mer contient des ions Ca²⁺.

   

  Pour déterminer la masse volumique d’une eau de mer, on réalise les mesures suivantes :

  

  N.B. L’éprouvette est graduée en millilitres, mL.

   

  5. À l’aide des résultats des mesures, déterminer la masse volumique de l’échantillon de l’eau de mer.

  - Rappel : masse volumique : $\dfrac{m}{V}$

   

  Partie C – Descente d’un plongeur

  Lors d’une plongée, un plongeur est soumis à deux forces :

  -  son poids P qui modélise l’action exercée par la Terre ;

  -  la « poussée d’Archimède » $F$ qui modélise l’action exercée par l’eau.

  Ces deux forces sont représentées par des segments fléchés A et B sur le document 3.

  

   

  6. Indiquer lequel des deux segments fléchés A et B correspond au poids $P$ du plongeur. Justifier.

   

  Pour qu’un plongeur puisse descendre, il faut que la valeur de son poids soit supérieure à la valeur de la poussée d’Archimède.

  Un plongeur a une masse $m$ = 90 kg.

  7. Calculer la valeur du poids $P$ de ce plongeur.

   

  Donnée : intensité de la pesanteur sur Terre $g$ = 10 N/kg

  La valeur de la poussée d’Archimède exercée sur ce plongeur a pour valeur $F$ = 850 N.

  8. En déduire si le plongeur va pouvoir descendre. Justifier.

   

  Partie D - Profondeur de plongée 

  La profondeur d’un fond marin peut être déterminée à l’aide d’un sonar placé sous la coque d’un bateau dont le principe est présenté dans le document 4 ci-dessous.

  

  La profondeur d’un fond marin a été déterminée par un bateau équipé d’un sonar à partir de la durée $T$ d’un aller-retour du signal sonore. La valeur mesurée est $T$ = 0,04 s.

   

  9. Déterminer la profondeur $d$ à laquelle se trouve le fond marin. Expliquer la démarche.

  Présenter les calculs. Toute démarche sera valorisée.

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