A4/ Analyse physicochimique du sol

Comparer 2 sols par leur porosité et composition chimique

Mise en évidence des principaux constituants d’un sol

Partie 1 : Mesure approchée de la porosité totale d’un sol

Matériel : Tube PVC, sol, gaze ou tissu type collant, marteau, planchette, élastiques, bécher ou mini-bac, potence avec mâchoire, marqueur, bouchon ,chiffon

• Placer un volume de sol séché (à l’étuve à 40°C pendant 3 jours) dans le tube équipé d’une gaze ou tissu type collant, appelé aussi carotte. Remplir avec marteau et bloc en bois. Remettre une autre gaze à l'extrémité supérieure ou tissu type collant. Maintenir à l'aide d'élastiques.

• Remplir d'eau au 2/3 le récipient (bécher ou mini-bac)

• Relever le niveau d'eau avec un marqueur sur la paroi.

• Mettre une potence de telle sorte que le tube PVC soit accroché et plongé dans l'eau

• Placer celui-ci au dessus du bécher ou mini-bac.

• Plonger l'ensemble de telle sorte que le tube soit immergé, sans toucher le fond.

• Relever aussitôt le niveau d'eau avec un marqueur sur la paroi.

• Laisser 20 minutes.

• (Pendant ce temps d’attente réaliser une des expériences de la partie 2).

- Rétablir au bout des 20 minutes le niveau d'eau avec une éprouvette graduée. Noter le volume V1

• Calculer le volume de la carotte

• Le volume V1 mesure le volume libre total entre les particules du sol, c'est-à-dire la porosité totale.

_{V1 x 100}

_{Porosité totale =} ^{_________________________}

Volume de la carotte

Partie 2 : Détermination des minéraux [un protocole parmi a), b), c), d) et e) ]

1. du calcium

Matériel : sol , pipette, poires, gants,lunettes, entonnoir, tubes à essai, bêcher, filtre, solution de NACl, solution d'oxalate d'ammonium, bouchon, chiffon

• Mettre ~ 1 g de sol dans un tube à essai et recouvrir de 5 mL de solution de NaCl.

• Agiter vigoureusement, laisser décanter puis filtrer.

• Mettre 1 mL de d’oxalate d’ammonium à 50g/L dans un autre tube à essai et ajouter 1 mL de filtrat.

• L’apparition d’un précipité blanc d’oxalate de calcium traduit la présence de calcium.

1. Détermination du fer

Matériel : sol , pipette, poires , lunettes, gants, entonnoir, tubes à essai, bêcher, filtre, solution de HCl, eau distillée, solution de ferrocyanure de potassium, bouchon, chiffon

• Mettre 1g de sol dans un tube à essai et recouvrir avec 2 mL d’acide chlorhydrique pour solubiliser les sels de fer.

• Agiter vigoureusement et recouvrir avec 5 mL d’eau distillée.

• Agiter, laisser décanter puis filtrer.

• Mettre 1 mL de ferrocyanure de potassium dans un autre tube à essai et ajouter 1 mL de filtrat.

• L’apparition d’une coloration bleu (bleu de prusse) traduit la présence de fer (Fe³⁺).

1. Détermination de potassium

Matériel : sol , pipette, poires, lunettes, gants, entonnoir, tubes à essai, bêcher, filtre, solution de cobaltinitrite, eau distillée, bouchon, chiffon

• Mettre 1 g de sol dans un tube à essai et recouvrir avec 5 mL d’eau distillée.

• Agiter vigoureusement, laisser décanter puis filtrer.

• Mettre 1 mL de cobaltinitrite de sodium dans un autre tube à essai et ajouter 1 mL de filtrat.

• La formation d’un précipité jaune indique la présence de potassium.

1. Détermination de phosphate

Matériel : sol , pipette, poires, lunettes, gants, entonnoir, tubes à essai, bêcher, filtre, eau distillée, réactif d'ammoniaco-magnésium, bouchon, chiffon

• Mettre 1 g de sol dans un tube à essai et recouvrir avec 5 mL d’eau distillée.

• Agiter vigoureusement, laisser décanter puis filtrer.

• Mettre 1 mL de réactif d'ammoniaco-magnésium dans un autre tube à essai et ajouter 1 mL de filtrat.

• La formation d’un précipité blanc indique la présence de phosphate.

1. Détermination des nitrates et des nitrites

Matériel : sol , pipette, poires, lunettes, gants, entonnoir, tubes à essai, bêcher, filtre, eau distillée, allumette, réactif au sulfate ferreux ou diphénylamine sulfurique, bouchon, chiffon

• Mettre 1 g de sol dans un tube à essai et recouvrir avec 5 mL d’eau distillée.

• Agiter vigoureusement, laisser décanter puis filtrer.

• Mettre 1 mL de diphénylamine sulfurique ou de réactif au sulfate ferreux dans un autre tube à essai et ajouter 1 mL de filtrat.

• La présence de nitrates ou/et nitrites se traduit par l’apparition d’une coloration bleu violet avec le réactif à la diphénylamine, rose-violacée avec le réactif au sulfate de fer.

Partie 3 Détermination de la matière organique

- Matériel : sol , pipette, poires, lunettes, gants, tubes à essai, bêcher, eau de Javel, bec bunsen, allumette, pince en bois, chiffon

Préparer 2 tubes à essai en y introduisant 1 cm de sol et 5 mL d’eau de Javel, agiter pour mélanger

• Porter un des 2 tubes à ébullition en faisant attention de ne pas provoquer de projection et de ne pas respirer les vapeurs sortant du tube.

• Comparer la coloration des 2 tubes : l’eau de Javel détruit la matière organique, ce qui se traduit par une décoloration.

• 17:10 08 May 2013 by Douglas Heaven

(Image: A. M. Thierry - Ancel/CNRS - IPEV)

If you spent most of the day huddled on the ice sheets of Antarctica, you'd turn blue too.

Emperor penguins live and breed in a harsher climate than any other species of bird. Temperatures at the bottom of the world can fall as low as -40 °C, and winds up to 40 metres per second whip across the landscape. With no windbreaks to protect them, the penguins are forced to pack together tightly.

To study how the animals cope, Dominic McCafferty at the University of Glasgow, UK, and colleagues used a thermal imaging camera to photograph groups of emperor penguins on islands off the coast of East Antarctica. The camera revealed how much heat the birds were losing to the surrounding air.

Surprisingly, the images revealed that the surfaces of the penguins' bodies – shown as dark blue in the photo above – were colder than the sub-zero air around them. That suggests they were losing almost no heat at all.

But the freezing conditions could be the least of the penguins' worries as rising temperatures threaten to destroy their habitats.

Journal reference: Biology Letters, doi.org/mgj

http://www.newscientist.com/article/dn23502-blue-with-cold-emperor-penguins-have-a-freezing-exterior.html

http://www.newscientist.com/article/dn23401-emerging-consciousness-glimpsed-in-babies.html

• 19:00 18 April 2013 by Douglas Heaven
• For similar stories, visit the The Human Brain Topic Guide

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=infant-tooth-reveals-neandertal-breastfeeding-habits

An analysis of chemicals in primate teeth shows that a Neandertal infant nursed exclusively for a little more than 7 months

By Sid Perkins and Nature magazine

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The changing ratios of calcium and barium in the teeth of modern humans and macaques chronicle the transition from mother’s milk to solid food — and may provide clues about the weaning habits of Neandertals, a new study suggests.

The predominant mineral in the tooth enamel of primates is hydroxyapatite, a form of calcium phosphate. But trace elements present in the bloodstream that are chemically similar to calcium, such as strontium and barium, can be incorporated into enamel as it calcifies, says Manish Arora, an environmental chemist at the Icahn School of Medicine at Mount Sinai in New York. Teeth begin forming in the gums before birth, and they record daily growth lines throughout their development, so they are good archives of diet and chemical exposure — even in infants.

Previous research has shown that variations in the strontium-to-calcium ratio preserved in teeth provide insight into infant diet, including the age at which children were weaned.

In the new study, Arora and his colleagues looked at barium-to-calcium ratios in the teeth of macaques and humans with known diet and breastfeeding habits, including 'baby teeth' shed by children who had been part of a broader medical study.

The results showed that little if any barium was transferred to either humans or macaques before birth, says Arora. But the proportion of barium recorded in tooth enamel shot up immediately after birth, because breast milk contains high levels of the element. Ratios waned as mothers began to supplement the infants’ diet with other food, and then dropped to low levels when breastfeeding ceased, the researchers report in Nature.

Dental demographics
But the study's most intriguing data may be those gleaned from the tooth of a Neandertal infant. The results suggest that the infant was exclusively breastfed for a little over 7 months, and then the mother’s milk was supplemented with other food for another 7 months. After that, barium levels dropped rapidly, suggesting a sudden end to breastfeeding.

Arora says that 14 months is relatively early to wean a child: humans in non-industrial societies stop breastfeeding at an average age of about 2.5 years.

The team's results were based on a single sample of Neandertal tooth, which makes it difficult to draw broad conclusions. Perhaps Neandertals typically weaned their young more quickly than humans, suggesting that they may have had children at shorter intervals, says Louise Humphrey, an anthropologist at the Natural History Museum in London. But she says it is also possible that the abrupt end to breastfeeding indicates that the infant’s mother may have fallen ill or died.

Both scenarios have profound implications for Neandertal social structure, says Humphrey. A mother with a large brood would probably have required help with child care — suggesting that Neandertal families and group members routinely assisted each other. And if weaning occurred because the mother was ill or absent, individuals such as siblings or other adult relatives might have stepped in to help raise the orphan, since a previous study suggested that the infant lived to age 8. “Regardless, we have to accept that there were other adults caring for this individual,” says Humphrey.

Weaning age affects many aspects of human demographics, including the minimum time between a woman’s pregnancies, says Holly Smith, a palaeoanthropologist at the University of Michigan in Ann Arbor. That, in turn, affects the overall rate of population growth. Analysis of teeth found at archaeological sites, therefore, could help researchers infer demographic information about ancient populations.