Phytoremédiation, Bac général
Asie 2026.
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La phytoremédiation est une technique qui offre une alternative pour réhabiliter des terrains
agricoles. Elle utilise des cycles de culture de plantes spécifiques pour dépolluer un sol
contaminé. Souhaitant cultiver sa vigne selon les principes de l'agriculture biologique, un
viticulteur sème des plantes « phytoextractrices » afin de diminuer la quantité en cuivre
présente dans son sol.
L'objectif de cet exercice est de déterminer le nombre de cycles de culture des plantes que
doit réaliser le viticulteur pour atteindre la teneur limite en cuivre acceptable pour
l'agriculture biologique.
Données :
Masse molaire du cuivre : M(Cu) = 63,5 g-mol-1
- Teneur limite maximale en cuivre dans un sol pour l'agriculture biologique selon
l'Union européenne : mt = 150 mg par kg de terre
- Masse de cuivre extraite par les plantes par cycle de culture : me = 90 mg par kg de
terre
Protocole d'analyse
- Un échantillon de 1 kg de terre contenant le cuivre est immergé dans 1 L d'eau. Après
filtration, on obtient 1 L d'une solution notée S0.
On prélève un volume V1 = 50,0 mL de la solution S0 que l'on place dans un erlenmeyer.
On y ajoute une solution d'iodure de potassium en excès. Il se forme un
précipité d'iodure de cuivre Cul(s) selon l'équation de réaction :
2 Cu2+(aq) + 4 l-(aq) --> 2 Cul(s) + l2(aq)
- Le diode I2(aq) formé par la réaction précédente est titré par une solution de thiosulfate
de sodium (2 Na+ (aq), S203 2-(aq)) de concentration en quantité de matière
c2 = 2,0 x 10-2 mol-L-1.
L'équation de la réaction support du titrage s'écrit : I2(aq) + 2 S203 2-(aq) --> 2 I -(aq) + S406 2-(aq).
Le volume de solution titrante versé pour atteindre l'équivalence est Véq = 15,0 mL.
Q1- Définir l'équivalence d'un titrage.
A l'équivalence, les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoéchiométriques.
Q2- Déterminer, en justifiant, l'oxydant et le réducteur intervenant lors du titrage du diode
I2(aq) +2e- --> 2 I -(aq)
I2 est l'oxydant qui se réduit.
2 S203 2-(aq) --> 2e - + S406 2-(aq).
S203 2-(aq) est le réducteur qui s'oxyde.
Q3- Donner, à l'équivalence, la relation entre la quantité de matière de diode n1(I2) et la
quantité de matière des ions thiosulfate nE (S203 2-).
nE (S203 2-) = 2n1 (I2)
Q4- Écrire la relation entre la quantité de matière de diode formée n1 (I2) et celle des ions
cuivre n0 (Cu2+) présents dans le volume V1. On pourra utiliser un tableau
d'avancement.
n1 (I2) = 0,5 n0 (Cu2+)
Q5- En déduire que la valeur de la quantité de matière d'ions cuivre contenue dans le
volume Vi est n0 (Cu2+) = 3,0 ×10-4 mol.
n0 (Cu2+)= 2 n1 (I2)=nE (S203 2-) = c2 Véq =2,0 10-2 x 15,0 10-3= 3,0 10-4 mol dans 50 mL de solution S0.
3,0 10-4 x 1000 / 50 = 6,0 10-3 mol / L..
Q6- Calculer la valeur de la masse m(Cu2+) de cuivre présent dans 1 kg de terre viticole
analysée.
m(Cu2+) =6 10-3 M(Cu) = 6 10-3 x63,5 =0,38 g = 380 mg de cuivre dans 1 kg de terre..
Q7- Déterminer la valeur du nombre minimum Nmin de cycles de culture à réaliser pour
atteindre la teneur limite en cuivre pour l'agriculture biologique.
380-150 = 230 mg de cuivre en excès.
230 / 90 =2,6 ~ 3.
Il faudra 3 cycles de culture.
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