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 : Prévoir : |
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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. |
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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. |
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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 |
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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. |
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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). |
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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. |
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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. |
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Etape 4 : le calcul de la teneur en CaCO3 | ||
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). A.N. sur l'exemple ci-dessus (roche n° 5) Masse de l'échantillon = 0,54 g |
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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) |