Theme 2 - Contemporary global challenges : energy & soil

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.