Dioxyde de carbone dans l'atmosph�re, bac S Nlle Cal�donie 2019.

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Le taux moyen de dioxyde de carbone dans l'atmosph�re en l'an 2000 �tait d'environ 370 ppm.
Le but de cet exercice est de d�terminer, un apr�s midi d'automne 2018, le taux de CO2 contenu dans l'air ext�rieur d'une ville de la r�gion parisienne.
Le montage suivant permet d'envoyer de l'air atmosph�rique dans une solution commerciale S0 d'hydroxyde de sodium. Le dioxyde de carbone se dissout dans la solution et r�agit avec les ions hydroxyde dans les erlenmeyers 1 et 2. L'eau du troisi�me erlenmeyer contenant du bleu de bromothymol ne change pas de couleur, ce qui permet de v�rifier que la totalit� du CO2 introduit a �t� dissout dans les erlenmeyer 1 et 2.

Pour d�terminer la quantit� initiale d'ion hydroxyde dans la solution S0, on pr�l�ve un volume de 100 mL de cette solution et on r�alise un titrage par une solution d'acide chlorhydrique de concentration C =0,100 mol/L.

 Apr�s 1h 30 min de fonctionnement de la pompe � air, les contenus des erlenmeyers 1 et 2 sont rassembl�s. On obtient la solution S1. Un test au papier pH permet d'estimer que la valeur du pH est d'environ 12.
Un titrage permet de d�terminer la quantit� d'ion hydroxyde restant dans la solution S1. On trouve n(HO-) = 7,2 mmol.
1. Calculer la quantit� de mati�re en ion hydroxyde dans 100 mL de S0.
CVE = 0,1 x100 = 10 mmol.
2. Parmi les esp�ces chimiques suivantes CO2,H2O ; HCO3-, CO32- d�terminer la forme pr�dominante dans la solution S1.

A pH ~12, l'ion CO32- pr�domine.
3. En d�duire l'�quation de r�action ayant lieu dans les erlenmeyers 1 et 2 lors du barbotage de l'air atmosph�rique.
CO2, H2O aq + 2HO- aq---> CO32-aq + 2H2O(l).



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Probl�me.
D�terminer le taux de dioxyde de carbone de l'air atmosph�rique au moment de l'exp�rience. Commenter le r�sultat obtenu.
D�bit de la pompe : 51 � 2 litres par heure soit V = 51 x1,5 = 76,5 L d'air.
V est compris entre 73,5L et 79,5 L.
Quantit� de mati�re d'ion hydroxyde ayant r�agi avec le dioxyde de carbone :
10-7,2 = 2,8 mmol.
Quantit� de mati�re de dioxyde de carbone correspondante : 2,8 / 2 = 1,4 mmol.
Volume de dioxyde de carbone sachant qu'une mole de gaz occupe un volume de 23 L dans les conditions de l'exp�rience:
1,4 10-3 x23 ~0,032 L de CO2 dans un volume V d'air.
1 ppm correspond � un litre de CO2 dans 106 litres d'air.
Le taux de CO2 est compris entre : 0,032 x 106 / 73,5 ~435 ppm.
0,032 x 106 / 79,5 ~403 ppm.


La valeur trouv�e est en accord avec les relev�s.
Elle est �galement en accord avec l'�volution de la concentration en CO2 de l'atmosph�re au niveau mondial.
 

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