Océan - Séance I.9 Emissions de CO2 et acidification des océans

Résumé

Les élèves montrent, par une expérience, que les émissions de CO2 entraînent  une acidification des océans.

Notions

· Le CO2 émis peut se dissoudre dans l'eau

· cette dissolution entraine une acidification de l'eau

Modalités d’investigation

Expérimentation

Matériel

Pour la classe :

· un pH-mètre ou un kit de mesure de pH pour piscine

Pour chaque groupe :

· 1 ou 2 paille(s)

· Un petit récipient

· De l’eau

· Du vinaigre, du jus de citron, du soda (type « coca-cola »)

· (facultatif) de l’eau de chaux

Lexique

Acidité, pH, dioxyde de carbone, pollution

Durée :

1 h

A propos du matériel

Cette séance nécessite un matériel spécifique, certes, mais peu onéreux : un pH mètre numérique peut être commandé pour 7 euros, et un kit de mesure de pH pour piscine pour 12 euros.

Le papier pH est encore moins cher (1 euro)… mais nous le déconseillons car il n’est pas assez sensible pour cette expérience.

Question initiale

L’enseignant revient sur ce qui a été vu précédemment, en particulier le fait que les activités humaines émettent du CO2 et que ce CO2 est responsable du changement climatique (au besoin, projeter la Fiche 6). Il évoque une autre conséquence, en expliquant que le CO2 peut aussi rendre les océans plus acides.

Il demande aux élèves des exemples de liquides acides (vinaigre, jus de citron), puis introduit un nouveau matériel : un pH-mètre ou un kit d’analyse de pH pour piscine, en fonction du choix effectué. Il prend le temps de laisser les élèves manipuler ce matériel avec des liquides « connus » : eau, vinaigre, soda, jus de citron… Les élèves font alors le lien entre l’acidité et le chiffre indiqué par l’appareil.

Note pédagogique

  • Attention, si le choix a été fait d’utiliser un kit d’analyse pour piscine, il est préférable de ne pas utiliser de liquide coloré (type soda), car la couleur du liquide fausse la lecture.

La classe cherche alors collectivement quelle expérience elle pourrait faire pour montrer que lorsqu’on met de l’eau en contact avec du CO2, son acidité change. Si les élèves ont déjà travaillé sur le thème de la respiration, ils peuvent proposer de souffler dans l’eau avec une paille, car l’air expiré est riche en CO2.

Expérimentation (par groupe)

Chaque groupe réalise l’expérience conçue collectivement, et constate en effet que le pH de l’eau diminue lorsque l’on souffle dans la paille. Par exemple, pour 100 ml d’eau, un élève qui souffle régulièrement pendant 2 ou 3 minutes peut faire diminuer le pH d’une unité. Souffler quelques secondes suffit à abaisser le pH de 0,3… ce qui est très facile à observer, tant avec le pH-mètre qu’avec le kit pour piscine.

Au début de l’expérience, le pH est 7,6. Après avoir soufflé dans la paille pendant 2-3 minutes, le pH est descendu à 6,6.
Classe de CM1 de Sabine Lanoé (Paris)


Classe de CE2-CM1-CM2 de Céline Pagard (Méru)

  
L’utilisation de ce kit pour piscine est très simple : on place l’eau dans la colonne de droite (celle de gauche sert à mesurer la concentration en chlore, ce qui est inutile ici), et on ajoute 5 gouttes de liquide réactif. On mélange et on lit le pH en comparant la couleur de la solution à celle de référence.
Classe de CM2 de Christelle Merci (Pugnac)
 

Il peut être nécessaire, suivant les classes, de montrer que l’air expiré contient bien du CO2. Cela peut être fait très facilement, à l’aide d’eau de chaux, qui se trouble en présence de CO2.

Mise en commun et conclusion

La mise en commun permet de replacer cette expérience dans son contexte, à savoir que le CO2 présent dans l’atmosphère entraine une acidification des océans.

Note scientifique :

  • Il convient cependant de préciser que l’acidification réelle est plus faible que celle obtenue dans cette expérience. Depuis la révolution industrielle, le pH des eaux superficielles des océans est passé de 8,25 à 8,14.

La classe élabore une conclusion collective, notée dans les cahiers d’expériences. Par exemple : les activités humaines, en émettant de grandes quantités de CO2 depuis la révolution industrielle, entrainent une acidification des océans.

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte ESA SHOM Expéditions TARA Editions Le Pommier