Acidité des sols, Bac général Asie 2026.
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Exercice 1 - Acidité des sols (9 points)
Les propriétés chimiques d'un sol jouent un rôle prépondérant dans la production agricole
et la biodiversité. Ainsi, la variation du pH d'un sol peut être à l'origine d'un déséquilibre
dans sa composition minérale et organique, entraînant un mauvais développement des
plantes.
Dans une première partie, on étudie des espèces responsables du pH d'un sol. Puis on
s'intéresse au chaulage des sols, technique agricole utilisée pour rectifier l'acidité d'un sol.
Partie 1 - pH d'un sol
Le pH d'un sol est dû, entre autres, à la présence d'acides organiques issus de la
biodégradation de la matière organique. L'acide fulvique, dont la représentation topologique
est donnée ci-dessous est l'un d'entre eux.
Q1 - Identifier les familles associées aux groupes caractéristiques qui y sont entourés.
On les choisira parmi la liste suivante : acide carboxylique, alcool, aldéhyde, amide,
cétone, ester.
Q2- Préciser la famille qui contribue à l'acidité de la molécule.
Acide carboxylique.
La dissolution du dioxyde de carbone atmosphérique CO2(g) dans l'eau des précipitations
entraîne la formation d'espèces acides et basiques dans les sols qui influent sur leur acidité.
Données :
- Couples acido-basiques et pKa associé
?
H2CO3 aq / HCO3- aq pKA1
HCO3- aq / CO32- aq pKA2
La figure suivante représente le diagramme de distribution des espèces acido-basiques H2CO3 aq / HCO3- aq et CO32- (aq) obtenu par simulation informatique.
Q3- Donner la formule des espèces 1, 2 et 3 mentionnées sur le diagramme de
distribution.
Q4- Préciser, en justifiant, le terme qualifiant le comportement acido-basique de
l'espèce 2.
HCO3- est susceptible de céder un proton H+. C'est un acide.
HCO3- est susceptible de gagner un proton H+. C'est une base.
HCO3- est amphotère.
Q5- Donner l'expression littérale de la constante d'acidité Ka1.
Ka1 = [H3O+aq] [HCO3-aq) / [H2CO3 aq] c°)
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Q6- En déduire la relation pH = pKA1 + log ( [HCO3-aq) / [H2CO3 aq])
log Ka1 = log log [H3O+aq] ) + log ([HCO3-aq) / [H2CO3 aq]).
-log Ka1 =- log log [H3O+aq] ) - log ([HCO3-aq) / [H2CO3 aq]).
pKa1 = pH - log( ([HCO3-aq) / [H2CO3 aq]).
pH = pKA1 + log ( [HCO3-aq) / [H2CO3 aq])
Q7- Estimer la valeur de pKA1 en utilisant la figure. Vous justifierez la réponse à partir
de la relation démontrée précédemment.
Si [HCO3-aq) = [H2CO3 aq], alors pH = pKa1 =6,4.
Terre de prédilection pour les hortensias bleus, la terre de Bruyère a un pH proche de 5.
Q8- Indiquer, en justifiant, l'espèce acido-basique issue du carbone atmosphérique
prédominante dans la terre de Bruyère.
A pH < pKa1, H2CO3 aq prédomine.
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Partie 2 - Chaulage d'un sol
Les sols acides peuvent s'avérer néfastes pour la culture de certaines plantes. Le chaulage
des sols consiste à réguler le pH des sols en utilisant de la chaux éteinte, ou hydroxyde de
calcium, de formule chimique Ca(OH)2.
Document - Titrage de l'acidité
Pour déterminer la quantité de chaux à ajouter au sol trop acide, on utilise une courbe de
titrage de l'acidité. Pour cela, on réalise une solution aqueuse S d'hydroxyde de calcium
en dissolvant une masse m = 0,250 g d'hydroxyde de calcium Ca(OH)2(s) dans un volume
V = 200 mL d'eau.
On prépare différentes solutions contenant :
- 100,0 g d'un échantillon test de terre de bruyère ;
différents volumes de la solution aqueuse S contenant une quantité de matière n
d'ions calcium ;
- de l'eau.
La courbe de titrage est tracée en mesurant le pH de ces solutions en fonction de la
quantité de matière n d'ions calcium.
Données :
- Produit ionique de l'eau Ke = 1,00 x 10-14 à 25 °C.
Masse molaire de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 : M = 74,0 g-moL-1
- 1 ha = 1,00 x 104 m2
- 1 tonne = 1,00 x 103 kg
Q9- Écrire l'équation de la réaction modélisant la dissolution de Ca(OH)2(s) dans l'eau.
Cette transformation est considérée comme totale.
Ca(OH)2(s) --> Ca2+aq + 2HO-aq.
Q10- Montrer que la valeur de la concentration en ion hydroxyde de la solution aqueuse S d'hydroxyde de calcium est [HO-] = 3,38 ×10-2 mol L-1.
n =m / M =0,250 / 74,0 =3,38 10-3 mol.
[HO-] = 2n / V = 3,38 10-3 / 0,200 =3,38 ×10-2 mol L-1.
Q11- En déduire la valeur du pH de la solution S.
pH = 14 +log(,38 ×10-2)=14-1,47=12,5.
La masse Mc (en tonnes) d'un sol à chauler se calcule à partir de la relation suivante :
Mc = 1,4 x S x e où :
- S est la superficie de la parcelle à chauler (en m2) ;
- e est l'épaisseur de la couche de sol à considérer (en m).
Un agriculteur souhaite chauler une parcelle de 1,00 ha en épandant de l'hydroxyde de
calcium sur 10,0 cm de profondeur afin d'amener le pH de son sol à 6,50.
Q12- Déterminer la valeur de la masse d'hydroxyde de calcium m(Ca(OH)2) nécessaire
pour atteindre le pH désiré.
Mc = 1,4 x 104 x0,10 =1,4 103 tonnes.= 1,4 109 g = 1,4 107 x100 g.
Quantité de matière d'hydroxyde de calcium : 2,5 x1,4 107 =3,5 107 mmol =3,5 104 mol.
3.5 104 x M =3,5 104 x74 =2,59 106 g ~2,6 tonnes.
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