Utilisation du calcimètre de Bernard

Etape 1 : monter le calcimètre
	Un calcimètre permet de mesure le volume de CO2 dégagé par action de l'acide chlorhydrique (HCl) sur le carbonate de calcium (CaCO3) d'un échantillon de sol ou de roche. On peut fabriquer un calcimètre avec : - une ampoule - un tube gradué de 100 cm3 - un erlenmeyer de 100 cm3 - un petit tube en verre environ deux fois moins haut que l'erlenmeyer - deux bouchons à 1 trou adaptés au tube gradué et à l'erlenmeyer - 1,5 m de feuille anglaise Prévoir : - une balance à 0,01g pour peser l'échantillon. - un portoir pour le petit tube - une grosse pince à dissection - un peu de pate à modeler (non attaquée par l'acide) - une pipette graduée - HCl assez concentré
Etape 2 : Préparer la mesure Préparer une solution saturée de NaCl (environ 1/4 de litre) ; la verser jusqu'à mi hauteur de l'ampoule. Remarque : si on utilise de l'eau non salée, une partie du CO2 dégagé va se dissoudre dans l'eau et le résultat sera faussé.
	Tarer la balance puis peser l'échantillon Attention ! Si la masse de CaCO3 est supérieure à 0,4g, le volume de CO2 dégagé sera trop important pour être mesuré.
	Placer dans l'erlenmeyer :l'échantillon. Coller une boulette de pâte à modeler sous le petit tube. A l'aide d'une pipette, verser dans le tube de l'HCl assez concentré. A l'aide d'une grosse pince, mettre en place le tube dans l'erlenmeyer. Boucher l'erlenmeyer
	Modifier la hauteur de l'ampoule de manière à ce que l'eau salée soit au même niveau dans l'ampoule et le tube gradué. Le contenu de l'erlenmeyer sera alors à la pression atmosphérique. Noter le niveau. Remarque : si on souhaite avoir un niveau 0 dans le tube, il faut utiliser un bouchon à 2 trous sur l'erlen ; le second trou est traversé par un petit tube en verre relié à 5 cm de feuille anglaise portant une pince de Mohr. Ouvrir la pince de Mohr, compléter l'eau salée jusqu'au niveau 0, fermer la pince de Mohr
Etape 3 : la mesure
	Incliner l'erlenmeyer afin de faire couler l'acide sur l'échantillon. Reposer l'erlenmeyer et attendre la fin de l'effervescence. Remarque : pour une mesure précise, il convient d'attendre un rééquilibrage de la température avec celle de l'air ambiant (réaction exothermique).
	La pression dans le tube gradué est alors supérieure à la pression atmosphérique. Il convient de rétablir la pression atmosphérique en descendant l'ampoule jusqu'à obtenir le même niveau dans l'ampoule et le tube.
	Le CO2 dégagé est maintenant à pression atmosphérique : on peut faire la mesure
Ouvrir l'erlenmeyer ; ajouter un peu d'acide sur l'échantillon.Vérifier que l'acide était bien en excès et que tout le CaCO3 a été attaqué.
Etape 4 : le calcul de la teneur en CaCO3
CaCO3 + 2 HCl ---> CaCl2 + H2O + CO2 Si l'acide HCl est en excès, son action sur une mole de CaCO3 (100g/mol) libère une mole de CO2 (22,4 l soit 22400 mL). Connaissant le volume de CO2 dégagé (niveau final - niveau initial), faire un produit en croix pour calculer la masse de CaCO3 attaqué. Connaissant la masse de CaCO3 et la masse de l'échantillon, faire un produit en croix pour calculer le pourcentage de CaCO3 dans l'échantillon. A.N. sur l'exemple ci-dessus (roche n° 5) Masse de l'échantillon = 0,54 g Niveau initial = 0 mL Niveau final = 44 mL

Masse de CaCO3	Volume de CO2	x = (44 x 100) / 22400 x = 0,20
100 g	22400 mL
x g	44 mL

Masse de CaCO3	Masse de roche	y = (0,20 x 100) / 0,54 y = 37,0
0,20 g	0,54 g
y g	100 g

100 g de roche n°5 contiennent 37,0 g de CaCO3 : cet échantillon de la roche n°5 contient 37 % de calcaire (bien entendu, il faudra faire plusieurs mesures et calculer une moyenne pour avoir un résultat plus significatif)