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CHIMIE: HISTOIRE D’EAUX (ITEM : RECHERCHER, EXTRAIRE ET ORGANISER L’INFORMATION UTILE).
Réussi 
Niveau de réussite intermédiaire  Non réussi 
Document 1 - L’eau de l’Albien.
À Paris, trois fontaines proposent aux passants une eau, à l’origine ferrugineuse, vieille de 25 000 ans et issue de la nappe fossile de l'Albien :
l’eau de l’Albien. Cette nappe d’eau souterraine s'étend sous l'ensemble du bassin parisien à plus de 500 mètres de profondeur. Son volume est
estimé à environ 500 milliards de mètres cubes.
En 1994, la Ville de Paris a demandé la rénovation des forages anciens qui puisent dans cette nappe d’eau. A la suite de ces travaux, trois des
cinq puits ont été équipés de fontaines publiques : place Paul-Verlaine (13ème), square Lamartine (16ème) et square de la Madone (18ème). Dans
le 18ème arrondissement, la température de l’eau qui jaillit atteint 30°C. Voici ci-dessous sa composition en minéraux comparée à celle de l’eau du
robinet, établie par le Laboratoire d’Eau de Paris.
On qualifie ces eaux de ferrugineuses car elles sont naturellement riches en ions fer II. Une fois prélevées, ces eaux sont déferrisées (les ions
fer II sont enlevés de l’eau). Si ce n’est pas le cas, les ions fer II se transforment en quelques jours en ions fer III qui donnent un goût
désagréable à l’eau.
A l'origine, les puits de l’Albien creusés à Paris étaient artésiens lors de leur forage. Dans les puits ordinaires, l’eau ne s’élève pas : il faut aller la
chercher. Dans les puits artésiens, au contraire, l’eau jaillit et s’élève à une hauteur plus ou moins élevée (du point A au point B). Au point B, la
vitesse de l’eau s’annule et l’eauretombe sur le sol. C’est ce que le schéma ci-dessous illustre. C’est ensuite que l’eau est déferrisée.
D’après http://fr.wikipedia.org, http://www.puitsbernier.ca/
et http://www.eaudeparis.fr/
Composition en mg/L dans l’eau
ionique :
de l’Albien (puits)
Ca2+
50
Mg2+
5
Na+
10
SO4225
Fe2+
0,75
NO3<2
6
CpH
en mg/L dans l’eau
de Paris (robinet)
90
6
10
30
0
29
20
8
7
Tableau 1 - Composition en ions et pH de différentes eaux.
Figure 1 - Principe d’un puits artésien.
Document 2 - L’identification des ions en chimie.
Ion à identifier
Ion chlorure
Ion phosphate
Ion sulfate
Ion cuivre II
Ion fer II
Ion fer III
Formule de l’ion
C–
PO43 –
SO42 –
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Réactif utilisé
Solution de nitrate d’argent
Solution de nitrate d’argent
Solution de chlorure de baryum
Solution d’hydroxyde de sodium
Solution d’hydroxyde de sodium
Solution d’hydroxyde de sodium
Résultat du test
Précipité blanc qui noircit à la lumière
Précipité jaunâtre
Précipité blanc
Précipité bleu
Précipité vert
Précipité orangé
Document 3 - L’anémie ferriprive (d’après Wikipédia).
Le transport du dioxygène par le sang est rendu possible grâce à des cellules du sang appelées hématies. Ces hématies contiennent une molécule,
l’hémoglobine. L’hémoglobine, de couleur rouge, donne sa couleur au sang et contient des ions fer II de formule Fe2+, qui sont nécessaires au
transport du dioxygène.
Lorsque les réserves en ions fer II de l’organisme sont faibles, la synthèse de l’hémoglobine par l’organisme est insuffisante et l’individu peut
souffrir d’anémie dite ferriprive. L’anémie est à l’origine d’une fatigue généralisée, d’une pâleur et d’étourdissements.
On doit toujours rechercher la cause d’une anémie, car elle peut être le signe d’une maladie plus grave. Mais en général, elle survient lorsque les
apports en fer sont insuffisants ou lorsque les réserves de l’organisme se sont trop rapidement épuisées (saignements). Il faut donc régulièrement
apporter du fer sous forme d’ions à l’organisme à travers l’alimentation, en mangeant par exemple de la viande dite rouge, en buvant de l’eau
ferrugineuse etc... Les besoins en fer d’un individu sont de l'ordre de 9 mg par jour chez l'homme et de 7 à 30 mg par jour chez la femme et l'enfant.
1. « Confronter l’information disponible à ses connaissance », « Extraire d’un document, d’un fait observé, les informations utiles », « Décrire le comportement d’une grandeur ».
Répondez à chacune des questions ci-dessous en cochant une ou plusieurs cases par ligne.
a) Parmi les ions présents dans l’eau de l’Albien, cochez ceux que vous avez appris à reconnaître expérimentalement cette année.
b)
c)
d)
 Ca2+
 C Mg2+
 Na+
 SO42 Fe2+
2+
Quelle est la masse en milligrammes d’ions magnésium Mg contenus dans un litre d’eau de l’Albien ?
 0,75
5
6
 10
D’après la figure 1 - Principe d’un puits artésien, l’énergie de position de l’eau qui passe du point A au point B :
 augmente
 reste constante
 diminue
D’après la figure 1 - Principe d’un puits artésien, l’énergie de mouvement de l’eau qui passe du point A au point B :
 augmente
 reste constante
 diminue
Épreuve commune de physique-chimie en fin de troisième – 2011-2012 – Académie de Paris
 NO3-
2. Proposer une expérience, un protocole. Extraire des informations.
L’eau de l’Albien contient, entre autres substances chimiques, des ions sulfate de formule SO42-. Rédiger le protocole qui permettrait de montrer au
laboratoire que cette eau contient des ions sulfate SO42-. Il est possible de faire un schéma pour compléter la réponse.
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3. Extraire d’un document, d’un fait observé, les informations utiles.
Au Laboratoire d’Eau de Paris, on réalise l’expérience représentée ci-dessous avec des tubes à essai contenant de l’eau de l’Albien.
a) En quelques phrases, justifier dans quel tube se trouvait de l’eau de l’Albien fraîchement
prélevée et dans quel tube se trouvait de l’eau de l’Albien prélevée il y a plusieurs jours.
Soude (Solution
d’hydroxyde de
sodium)
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Précipité
orangé
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b) L’eau de l’Albien est « déferrisée » avant d’être proposée au consommateur. Pourquoi ce
traitement est-il justifié ? Expliquer la réponse.
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c) En remarquant la valeur du pH de l’eau de l’Albien, peut-on affirmer que celle-ci contient
davantage d’ions HO- que d’ions H+? Expliquer la réponse.
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Précipité
vert
Tube n° 1
Tube n° 2
Figure 2 - Une expérience réalisée au
Laboratoire d’Eau de Paris.
Chaque tube contient soit
de l’eau de l’Albien fraîche,
soit de l’eau de l’Albien prélévée
il y a plus d’une semaine.
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L’eau de WATTWILLER jaillit d’une source artésienne en Alsace. Cette source est exploitée et l’eau est vendue dans le monde entier.
4. a) confronter l’information disponible à ses connaissances
Pour le chimiste, l’eau de WATTWILLER est-elle pure, comme le prétend l’étiquette ?
Expliquer la réponse.
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TOUTES LES EAUX
NE NAISSENT PAS EGALES
Minéralisation en mg/L
Calcium 288. Magnésium 20,1. Sodium 3,0.
Potassium 1,4.Bicarbonates 142.Chlorures 3,9.
Sulfates 678. Nombreux oligo-éléments dont
Fluor et Lithium. Résidu Sec à 180° : 1092.
AUTORISATION MINISTÉRIELLE DU 7 MARS 1995.
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4. b) Distinguer ce qui est établi de ce qui est à prouver ou à réfuter.
Est-ce qu'on pourrait fonder dans la ville de WATTWILLER un établissement de cure
thermale spécialisé dans le traitementde l'anémie ferriprive ? Expliquer la réponse.
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Document 4 - Détail de l’étiquette
de l’eau minérale de WATTWILLER.
Épreuve commune de physique-chimie en fin de troisième – 2011-2012 – Académie de Paris