Brevet 2022 Amérique du Sud : la physique-chimie et l'acidification des océans

La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes, part d'un problème environnemental. Les activités humaines rejettent d'énormes quantités de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Ce gaz se dissout dans l'eau des océans, où il est transformé en acide carbonique. Le texte donne trois valeurs de pH à retenir : 8,3 il y a 21 000 ans, 8,2 au début de l'ère industrielle et 8,1 aujourd'hui.

Les questions clés

La question 1 est une question de cours : une solution est acide si son pH est inférieur à 7, basique s'il est supérieur à 7, et neutre pour un pH égal à 7. La question 2 s'appuie directement sur ce rappel. Le pH des océans diminue, donc l'eau s'acidifie. Mais 8,1 reste supérieur à 7 : l'eau des océans est toujours basique.

La question 3 décrit une expérience en trois étapes. L'élève mesure le pH d'une eau salée, injecte du dioxyde de carbone, puis mesure de nouveau le pH. Il veut montrer que la dissolution de ce gaz fait baisser le pH. La première mesure sert de référence pour comparer. On calcule ensuite la masse volumique d'une eau de mer artificielle : la masse de la solution vaut 13,0 + 3,0 + 497,0 = 513,0 g pour un volume de 500,0 mL, soit 1,026 g/mL.

La question 4 étudie une expérience proposée par une revue : un morceau de corail est placé dans de l'eau de mer, et un autre dans de l'eau de mer vinaigrée de pH égal à 4. Seul le second diminue et produit des bulles de gaz, signe d'une transformation chimique. Il faut enfin expliquer pourquoi cette expérience exagère la réalité.

Les pièges à éviter

Le premier piège est de confondre « s'acidifier », qui décrit une évolution, et « être acide », qui décrit un état. Pour la masse volumique, il ne faut pas diviser la seule masse d'eau par le volume : les solides dissous comptent aussi. Les bulles qui apparaissent autour du corail ne sont pas une ébullition, c'est un nouveau gaz qui se forme. Enfin, à la question 4.2, répondre seulement « ce n'est pas la même eau » ne suffit pas.

Nos conseils

Cite toujours les valeurs du texte, puis compare-les entre elles et à 7. Pour interpréter une expérience, décris d'abord ce que tu observes, puis dis ce que cela prouve, en utilisant la situation témoin. Pour critiquer l'expérience, compare le pH de 4 du vinaigre au pH de 8,1 des océans, et l'origine de l'acidité : le vinaigre d'un côté, le dioxyde de carbone dissous de l'autre. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec les calculs et les méthodes.