Valorisation du dioxyde de carbone |
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Afrique 2017 - Exercice 3 - 5 points |
Une usine sidérurgique du sud de la France, située en bordure de mer, produit chaque année 4 millions de tonnes d’acier. Cette production s’accompagne de l’émission de 8 millions de tonnes de dioxyde de carbone. Un des objectifs de la COP 21 est de réduire de 24 % l’émission de CO2 dans le secteur de l’industrie. Pour contribuer à cet objectif, on cherche à capter le CO2 émis lors de la production d’acier pour le stocker ou à le valoriser afin d'éviter son rejet dans l'atmosphère. Un site voisin de marais salants en reconversion, de surface disponible 6000 hectares, pourrait être exploité. Le CO2 émis serait utilisé dans la culture intensive d’une microalgue naturellement présente sur ce site, la Dunaliella salina.
La croissance des microalgues est optimale pour une concentration massique en chlorure de sodium (Na+(aq) + Cl-(aq)) égale à 106 g·L-1. Celle-ci peut être corrigée par ajout de chlorure de sodium NaCl solide ou d’eau. On cherche à déterminer la teneur en chlorure de sodium de l’eau de mer qui alimente les bassins du marais salant et la masse de chlorure de sodium à ajouter éventuellement. Protocole de détermination de la teneur en chlorure de sodium de l’eau de mer : Diluer 10 fois un échantillon d’eau de mer prélevé à l’entrée du marais salant. Introduire un volume V = 10,0 mL de la solution obtenue dans un erlenmeyer de 150 mL et ajouter quelques gouttes d’une solution contenant des ions chromate CrO42-(aq). Verser progressivement, sous agitation, des volumes connus d’une solution de nitrate d'argent (Ag+(aq) + NO3−(aq)) de concentration molaire C’ = 5,00·10−2mol·L−1. Les ions argent réagissent prioritairement avec les ions chlorure pour former un précipité blanc de chlorure d'argent. L’équation de la réaction support du titrage est la suivante : Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)
Lorsque pratiquement tous les ions chlorure ont disparu, les ions argent ajoutés réagissent ensuite avec les ions chromate en donnant une coloration rouge. Cette couleur rouge apparaît lorsqu’on a versé 11,5 mL de solution de nitrate d’argent dans la solution analysée.
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