Les fourmis détiennent-elles la clé du carburant du futur ? |
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Nouvelle-Calédonie 2013 (remplacement) - Exercice 1 - 5 points |
D’après le communiqué de presse de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) du 30 novembre 2010 (Journaliste : Lionel Pousaz)
L’hydrogène est souvent désigné comme le futur remplaçant des carburants fossiles. Il est facilement produit à partir d’énergie électrique. Écologique et performant, il n’en présente pas moins de nombreux inconvénients. Extrêmement inflammable, il doit être stocké dans d’encombrantes bouteilles pressurisées. Autant d’obstacles à son utilisation, que les scientifiques de l’EPFL et leurs confrères du Leibniz-Institut für Katalyse ont levés, en stockant l’hydrogène sous la forme d’acide formique. Grâce à un catalyseur et au CO2 présent dans l’atmosphère, les scientifiques ont transformé l’hydrogène en acide formique.
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Toutes les questions sont indépendantes.
1. L’acide formique dans les nouvelles chaines énergétiques Données
1.1. Donner trois arguments qui indiquent que l’acide formique serait plus avantageux que l’hydrogène dans les véhicules du futur.
Les fourmis se défendent en mordant avec leurs mandibules et, pour certaines espèces, en projetant de l’acide formique dans la morsure. La réaction avec l’eau des tissus occasionne des brûlures.
La digestion des aliments dans l’estomac nécessite un milieu acide de pH environ égal à 2. Chez la plupart des mammifères, ce pH est atteint grâce à la production d’acide chlorhydrique dans l’organisme. En revanche, l’appareil digestif du tamanoir est différent en raison de son régime alimentaire : il mange jusqu’à 30 000 fourmis par jour !
2.2.1. Quelle est l’espèce prédominante du couple acide formique / ion formiate dans l’estomac des tamanoirs ? Justifier. 2.2.2. La concentration en acide formique apporté dans l’estomac du tamanoir est-elle égale, inférieure ou supérieure à 10–2 mol·L-1 ? Justifier. 2.2.3. Proposer une hypothèse justifiant le fait que les tamanoirs n’ont pas besoin de produire d’acide chlorhydrique pour leur digestion. |
Annexe | |
Chaîne des conversions d’énergie et des transformations chimiques
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