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8. Dosage avant culture : de la solution mère (par conductimétrie*1)

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8. Dosage avant culture : de la solution mère (par conductimétrie*1)

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Interprétation de la courbe : (avant V eq)
- Pb²⁺ : diminue
- CO₃ ²⁻ : reste constant (spectateur)
- Na+ : augmente

Interprétation de la courbe : (après V eq)

- C₂O₄ ²⁻ : augmente
- Na⁺ : augmente
- CO₃ ²⁻ : reste constant

V eq = 6,5 mL (voir la courbe)

Oxalate de sodium :
Cox = 0,001 mol/L
V = 500 mL
CPb ²⁺ = ?
Pb²⁺ + C₂O₄ ²⁻ → PbC₂O₄

À l'équivalence, tous les réactifs ont été consommés.
nox = nPb ²⁺                                                                      Cm Pb ²⁺ = CPb ²⁺ x MPbCO₃
Cox x Veq = CPb ²⁺ x VPb ²⁺                                            = 1,3.10-5 x 207
CPb ²⁺ = (Cox x Veq) / Vsol                                            = 0,002691 g/L
CPb ²⁺ = (0,001 x 6,5) / 500                                        = 2,691 mg/L
CPb 2+ = 1,3.10⁻⁵ mol/L

La concentration en plomb est donc de 1,3.10-5 mol/L et sa concentration massique est égale à       2,691 mg/L.

*1 : voir partie 15.

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En espérant vous avoir sensibilisé à ce sujet.
Merci de votre attention.

# data[].attributes.body
- https://www.facebook.com/tampypourlespoissons/?epa=SEARCH_BOX
- https://archimer.ifremer.fr/doc/00148/25954/24045.pdf
- https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/lead-poisoning-and-health
- http://www.univers-nature.com/durable-co/environnement/plomb-3-51179.html
- http://www.ipubli.inserm.fr/handle/10608/195
- https://www.superprof.fr/ressources/scolaire/physique-chimie/tout-niveau/tableau-periodique/saturne-metal.html
- http://spc.emde.free.fr/fichiers/terminale/Chapitre_3.pdf
- http://www.maxicours.com/se/fiche/2/9/18729.html
- http://esoxiste.com/pollution-plomb-pecheurs-serieux/
- http://vif-fishing.com/ecoconception/

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De nos jours, grâce aux nouvelles technologies qui permettent de faire des relevés détaillés et approfondis, nous prenons conscience de la toxicité de certains métaux sur l’environnement. L’impact est bien réel. Nous avons pu le constater avec l’expérience effectuée.

Aujourd’hui, nous pouvons compter sur l’engagement de certains fabricants pour combattre la pollution marine. Mais pour plus d’efficacité il faudrait commencer par mettre au courant chaque individu et même, il serait indispensable de rédiger une loi européenne et pourquoi pas mondiale, visant à interdire le plomb dans les océans. Cela serait déjà une grande avancée pour la lutte contre la pollution.

Solutions pour aider la planète : http://vif-fishing.com/ecoconception/

- Une des solutions pour sauver nos océans, vient d’une entreprise française, Velay Innovative Fishing, qui s’engage à fabriquer des articles de pêche 100 % sans plomb. Ces produits sont entièrement biodégradables avec les mêmes propriétés que le plomb.

- À l’image du Danemark et de la Hollande, il serait souhaitable de légiférer dans ce sens.
Les lois d’orientation contre l’exclusion du 29/07/1998 et la loi du 09/08/2004 ont appuyé les mesures d’urgence et les mesures générales de prévention en matière de lutte contre le saturnisme lié à l’habitat (plomb dans les peintures, plomb dans les canalisations) mais également l’essence sans plomb qui date des années 1990.

Pourquoi ne pas l’interdire définitivement pour le bien de tous ?

CANCÉROGÈNE    NOCIF POUR L'ENVIRONNEMENT

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Le dosage par étalonnage consiste à comparer plusieurs solutions qui contiennent la même espèce chimique que nous souhaitons doser avec des concentrations différentes et connues.

Principe :

1. Pour chaque solution étalon, on mesure la grandeur physique étudiée (qui varie en fonction de la concentration).

2. On reporte les mesures sur un graphique, avec pour abscisse la concentration (connue) des solutions étalons et avec pour ordonnée, la grandeur physique mesurée.

→ Grâce à la modélisation, on obtient alors une courbe appelée courbe d'étalonnage.

3. Il nous reste alors à mesurer la grandeur physique de la solution que nous voulons doser afin d'obtenir un point de la courbe dont l'abscisse désignera la concentration recherchée.

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16. Dosage conductimétrique de la solution mère :

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16. Dosage conductimétrique de la solution mère :

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Objectifs : déterminer la concentration en plomb Pb²⁺ de la solution mère, en utilisant une réaction chimique durant laquelle on étudie l'évolution de la courbe (=conductance) de la solution.

1. Explication de la courbe :

- A l'instant T = 0 : (VC ₂ O ₄=0), les ions présents sont :
- Pb²⁺
- CO₃ ²⁻
σ = 𝛌Pb²⁺ + [Pb²⁺] + 𝛌CO₃ ²⁻ [CO₃ ²⁻]

- A l'instant T = 1 : (VC ₂ O ₄ = V1), les ions présents sont :
- C₂O₄ ²⁻ (consommé)
- Na⁺
- CO₃ ²⁻
- Pb²⁺ (diminue)
σ = 𝛌Pb²⁺ + [Pb²⁺] + 𝛌CO₃ ²⁻ [CO₃ ²⁻] + 𝛌Na⁺ [Na⁺]

On constate alors que sigma (σ ) diminue :
- [Pb²⁺] : diminue
- [CO₃ ²⁻] : reste constant
- [C₂O₄ ²⁻] : disparaît
- [Na⁺] : augmente
Pb²⁺ + C₂O₄ ²⁻  →  Pb (C₂O₄)(s)

- A l'instant T : équivalence Veq :
- Pb²⁺ : a disparu (proportion stoechiométrique)
- C₂O₄ ²⁻ : a disparu (proportion stoechiométrique)
- Na⁺ : augmente
- CO₃ 2- : reste constant
σ = 𝛌CO₃ ²⁻ [CO₃ ²⁻] + 𝛌Na⁺ [Na⁺]
σ mini

- A l'instant T > T eq : les ions présents sont :
- [CO₃ ²⁻] reste constant
- [Na⁺] augmente (ne peut plus réagir)
- [C₂O₄ ²⁻] augmente (ne peut plus réagir)
σ = 𝛌CO ₃ ²⁻ [CO₃ ²⁻] + 𝛌Na+ [Na⁺] + 𝛌C₂O₄ ²⁻ [C₂O₄ ²⁻]

2. Détermination de [Pb ²⁺] :

À l'équivalence, les réactifs ont réagi dans les proportions stoechiométrique (les réactifs ont disparu, les deux sont limitants).

nPb ²⁺ = nC₂O₄ 2-
[Pb²⁺] x V = [C₂O₄ ²⁻] x Veq
[Pb²⁺] = ([C₂O₄ ²⁻] x Veq) / V

# data[].attributes.body
Le terme de conductimétrie désigne une méthode pour mesurer les propriétés conductrices d'une solution. Cela permet de connaître la concentration des ions contenus dans la solution voulue.
La circulation du courant électrique dans une solution est assurée par les ions qui portent une charge : ils se dirigent vers l'électrode reliée au pôle de signe opposé à leur charge. Ainsi, seuls les ions conduisent le courant électrique en solution.

Loi de Kohlrausch 1 :
Maintenant , nous savons que chaque ion (porteur de charge) participent à la conductivité d'une solution électrolytique. La contribution de chaque type d'ion est proportionnelle à sa concentration. Ce coefficient de proportionnalité se nomme : la conductivité molaire ionique, que l'on note λ et s'exprime en S.m².mol⁻¹.

Définition :
La conductivité σ d'une solution dépend de la nature et des concentrations des ions Xi qu'elle contient

σ = Σ ions 𝛌 i x [X i (aq)]            - 𝛌i = conductivité molaire ionique de l'ion Xi (en S.m².mol⁻¹)
- [Xi (aq)] = concentration molaire de l'ion Xi (en mol.m³)

Remarques :
- Les unités de σ (en S.m⁻¹) et de 𝛌i (S.m².mol⁻¹) imposent que les concentrations soient exprimées  en mol.m⁻³.
- S = Siemens : unité qui mesure la conductance (courbe).

Titrage conductimétrique :
- un titrage conductimétrique consiste à suivre l'évolution de la conductance G ou de la conductivité σ de la solution tirée au cours de l'ajout de la solution titrante.
- la courbe de titrage est la courbe G = 𝒇(Vsol. titrante versée) [respectivement σ = 𝒇(VSol. titrante versée)] donnant les variations de la conductance G [respectivement de la conductivité σ] en fonction du volume de solution titrante versée.

1 : Friedrich Wilhelm Georg Goldrausch (1840-1910) est un physicien allemand qui étudia la conductivité des électrolytes et contribue à la compréhension de leur comportement.

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Pour appuyer notre étude, nous souhaitons réaliser un dosage par étalonnage*¹ pour évaluer la concentration de plomb que les chlorelles ont absorbées.

Dosage par étalonnage :
Le dosage par étalonnage n'a pas été concluant et utilisable puisqu'il y avait de l'Evian dans les solutions.
De ce fait, nous ne pouvons pas déterminer précisément la quantité de plomb qu'ont ingéré les chlorelles.

Par conséquent, nous avons effectué un dosage conductimétrique*1 .

Dosage conductimétrique :
Il s'avère que lui aussi, de par les concentrations en plomb trop faibles (10μg/L) des solutions filles et le conductrimètre pas assez performant pour de telles concentrations, a affiché des résultats incohérents et non-exploitables.

Cependant, nous avons essayer avec la concentration en plomb de la solution mère (2,5g/L).*2

*1 : voir partie 14.        *2 : voir partie 15.        *³ : voir partie 16.

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12. Interprétation des résultats des dosages :

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12. Interprétation des résultats des dosages :

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Nous pouvons constater visuellement*¹ et numériquement*² que le plomb a un impact négatif sur les algues unicellulaires.
*1 : voir image 1.   *² : voir partie 11.1/1.2.

Image 1 : prise 2 semaines après création des solutions finales.

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5 semaines après création des solutions finales :

1er comptage : Erlenmeyer témoin                                       2ème comptage : Erlenmeyer 2
- carré n°1 : 167 chlorelles                                                           - carré n°5 : 43 chlorelles
- carré n°2 : 109 chlorelles                                                          - carré n°4 : 33 chlorelles
- carré n°3 : 124 chlorelles                                                          - carré n°3 : 26 chlorelles
- carré n°4 : 203 chlorelles                                                        - carré n°2 : 21 chlorelles
x̅ = (167 + 109 + 124 + 203) / 4 = 150,75                                           x̅ = (43 + 33 + 26 + 21) / 4 = 30,75
Il y a en moyenne 33,75 de cellule par mm³.                          Il y a en moyenne 30,75 de cellule par mm³.

1er comptage : Erlenmeyer 3                                                 4ème comptage : Erlenmeyer 4
- carré n°9 : 26 chlorelles                                                          - carré n°1 : 15 chlorelles
- carré n°8 : 28 chlorelles                                                          - carré n°2 : 21 chlorelles
- carré n°7 : 31 chlorelles                                                           - carré n°3 : 35 chlorelles
- carré n°6 : 11 chlorelles                                                           - carré n°4 : 18 chlorelles
x̅ = (26 + 28 + 31 + 11) / 4 = 24                                                    x̅ = (15 + 21 + 35 + 18) / 4 = 22,25
Il y a en moyenne 33,75 de cellule par mm³.                          Il y a en moyenne 22,25 de cellule par mm³.

# data[].attributes.body
Après création des solutions finales :

1er comptage : Erlenmeyer témoin                                                 2ème comptage : Erlenmeyer 2
- carré n°1 : 376 chlorelles                                                              - carré n°8 : 307 chlorelles
- carré n°9 : 247 chlorelles                                                              - carré n°7 : 149 chlorelles
- carré n°10 : 401 chlorelles                                                             - carré n°6 : 258 chlorelles
- carré n°4 : 278 chlorelles                                                              - carré n°3 : 334 chlorelles
x̅ = (376 + 247 + 401 + 278) / 4 = 325,5                                       x̅ = (307 + 149 + 258 + 334) / 4 = 262
Il y a en moyenne 325,5 de cellule par mm³.                            Il y a en moyenne 262 de cellule par mm³.

1er comptage : Erlenmeyer 3                                                        4ème comptage : Erlenmeyer 4
- carré n°9 : 204 chlorelles                                                             - carré n°5 : 110 chlorelles
- carré n°8 : 289 chlorelles                                                             - carré n°4 : 255 chlorelles
- carré n°7 : 314 chlorelles                                                              - carré n°3 : 302 chlorelles
- carré n°6 : 76 chlorelles                                                               - carré n°2 : 178 chlorelles
x̅ = (204 + 289 + 314 + 76) / 4 = 220,75                                      x̅ = (110 + 255 + 302 + 178) / 4 = 211,25
Il y a en moyenne 33,75 de cellule par mm³.                         Il y a en moyenne 22,25 de cellule par mm³.

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Nous avons utilisé les QS10-10 Lames Kovas Quadri slide pour effectuer les comptages.

Comment précéder :

1. Avant de remplir le puits il faut agiter impérativement la culture car les cellules se déposent !

2. Remplir un puits numéroté sans déborder !

3. Compter au microscope quatre carreaux, puis réaliser une moyenne*¹.

*¹ comment faire la moyenne : Y est le nombre de cellules comptées.
x̅ = (Y1 + Y2 + Y3 + Y4) / 4

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9. Ajout de chlorelles dans les solutions : (Science de la Vie et de la Terre) 

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9. Ajout de chlorelles dans les solutions : (Science de la Vie et de la Terre) 

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Nous avons choisi d'utiliser les chlorelles par défaut. En effet au laboratoire de SVT on ne disposait que d'algues unicellulaires vivant en eau douce, d'où le choix de l'Evian dans les solutions.
Nous avons ajouté aux 175 mL de chaque solution obtenue, un quart des 100 mL des chlorelles mises à notre disposition à l'origine.
(voir partie 4. "protocole envisagé")

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Objectif : obtenir du carbonate de plomb.

- Tout d'abord, on dissout du nitrate de plomb dans de l'eau :
PbNO3(s)    →    Pb²⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq)

- Ensuite, on dissout du carbonate de sodium dans de l'eau :
Na₂CO3 (s)    →    2Na⁺⁽aq) + CO₃ ²⁻(aq)

- Puis, on mélange les deux solutions obtenues, un précipité blanc de carbonate de plomb apparaît.

- Par la suite, on filtre la solution obtenue, on la lave à l'eau pour éliminer les ions nitrate et sodium.

- Pour finir, on la place à l'étuve (appareil de chauffage).

- Désormais, nous possédons du carbone de plomb PbCO3 (s).

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Objectif : préparer une solution de carbonate de plomb de concentration en ion Pb2+ égale à 10μg/L (limite de qualité pour la teneur en plomb dans l'eau depuis le 25/12/2013).

Solution 1 : mà peser = C x V x M    ; ［Pb²⁺］=  C    ;    Smère = 2,5 g/L
mà peser = 2,5 g
V = 1 L
PbCO3 (s) → Pb²⁺(aq) + CO₃ ²⁻(aq)

Solution 2 : Cmère x Vmère = Cfille x Vfille
Cm mère x Vmère = Cm fille x Vfille

On a fait deux dilutions successives :

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5. Création des solutions de Pb2+ : (Physique-Chimie)

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5. Création des solutions de Pb2+ : (Physique-Chimie)

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Image 1 : Récupération du carbonate de plomb PbCO₃, qui a été créé auparavant (Dissolution*¹⁾.
Image 2 : Masse totale de PbCO3 obtenue.
Image 3 : Masse de PbCO3 contenue dans la solution mère.
Image 4 : Homogénéisation de la solution mère grâce à l'agitateur magnétique (Evian + PbCO₃).
Image 5 : Dilution*².
Image 6 : Dilution*².
*¹ voir partie 6.   *2 voir partie 7.

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Nous souhaitions créer quatre erlenmeyers :

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◆ Nous avons en tant qu’élèves de première S, mené à bien une expérience. Pour s’assurer que le plomb des lignes de pêches peut impacter sur la qualité de l’eau dans un biotope. En l’occurrence, celui de la côte basque.
Nous avons donc eu besoin de :

Matériel :
◆ Conductimètre + cellule
◆ 1 burette graduée
◆ 1 fiole jaugée
◆ 2 pots de yaourt en verre
◆ 1 bécher de 150 mL
◆ 4 erlenmeyers
◆ 1 barreau aimanté
◆ 1 agitateur magnétique
◆ 1 éprouvette graduée de 50 mL
◆ 1 pipette jaugée de 20.0 mL
◆ 1 propipette
◆ 1 balance
◆ Microscope
◆ QS10-10 Lames Kovas Quadri slide
◆ Pipettes
◆ Coton
◆ Marqueur
◆ Poubelle

Produits :
◆ Solution iodure de potassium de concentration 5.0 x 10⁻² mol/L
◆ 1 g de plomb solide
◆ 100 mL d'une solution de nitrate de plomb de concentration 2.0 x 10⁻² mol/L
◆ 100 mL de solution de chlorelles
◆ 1 bouteille d'Evian
◆ Eau distillée

Bureau :
◆ Papier absorbant
◆ Bidon de récupération des sels de plomb

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◆ Le plomb est une substance toxique, qui une fois ingéré à forte dose, s'accumule dans l'organisme et endommage de nombreux systèmes organiques chez l'humain. Il peut provoquer des intoxications aigües ou chroniques comme le saturnisme, les diarrhées, les amaigrissements et les paralysies. Les femmes enceintes et les enfants exposés et intoxiqués au plomb, peuvent souffrir de troubles du comportements et de retards mentaux.
◆ En ce qui concerne la faune et la flore, le plomb est peu toxique pour les plantes en général, hormis à forte dose. Par contre, pour les invertébrés, notamment ceux vivant en eau douce, il est très nocif.
Ce dernier altère les couleurs, ralentit la croissance, la reproduction, le développement embryonnaire, le comportement et provoque des anomalies morphologiques.
Il trouble aussi la respiration, la photosynthèse et freine l'absorption des aliments.
◆ L'utilisation du plomb s'est propagée à travers le monde. Les régions les plus infectées par ce métal en France, se trouvent le long du littoral de Provence-Côte d'Azur et les estuaires de la Seine et de la Loire.
Pour Biarritz : c'est au cap st Martin (le bout du phare), en pied de falaise mais aussi le rocher de la Vierge.
Pour Anglet : c'est à la digue de L'Adour et encore plus du côté de Tarnos.
◆ Il expose ainsi les êtres humains, la faune et la flore marine à de graves conséquences sur leur santé et engendre la pollution de l’environnement.

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Pourquoi le plomb ?
Tout simplement parce que c’est un des facteurs MÉCONNUS de la pollution des océans. Nous avons donc choisi d’aborder ce sujet non-relayé par les médias (à l’exception de Tom Flambeaux sur sa page Facebook, avec son challenge Plombkemon Go) afin de sensibiliser les industries et les pêcheurs sur l’impact du plomb de leurs lignes de pêches sur l'écosystème marin.

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1. Qu'est-ce que le plomb ? Ses origines et sa composition :

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1. Qu'est-ce que le plomb ? Ses origines et sa composition :

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◆Le plomb est le métal le plus anciennement connu. Des paléontologues ont pu retrouver des pigments présents sur les tombes préhistoriques (40 000 ans avant J.C).

◆ Le plomb est un élément chimique, de numéro atomique Z=82.
◆ C’est un métal qui n’est pas biodégradable.

◆Le plomb est exclu en 1948, dans les peintures au plomb et en 2000 dans les carburants, par contre il est toujours utilisé dans le secteur industriel.

◆La présence du plomb en milieu marin provient de sources anthropiques (c’est-à- dire, dû à l’existence humaine).

◆ Il se trouve en masse dans la croûte terrestre sous diverses formes, mais également dans tous les compartiments de minerai de zinc car le minerai de plomb est rare.

◆ La galène (un minéral), peut contenir 86,6 % de sa masse en plomb, ce qui fait d’elle, la source principale de plomb.

Où est-il produit et utilisé :
L'emploi du plomb a considérablement augmenté lors de la révolution industrielle du XIXème siècle. Il était utilisé dans les peintures au plomb, les canalisations, les fonderies mais il était aussi présent dans l'essence à partir de 1923.
En France, on peut également retrouver le plomb dans les activités industrielles ou sidérurgiques.