PARTIE 2.1. – T.P. N°3 : LE CYCLE BIOGÉOCHIMIQUE DU CARBONE

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N°3 : LE CYCLE BIOGÉOCHIMIQUE DU CARBONE Acquis : - Le cycle biogéochimique du carbone est l’ensemble des transferts de carbone C (= flux de C) se produisant constamment entre l’atmosphère (l’air), l’hydrosphère (les océans surtout), la lithosphère (les roches) et la biosphère (les êtres vivants). - Un réservoir de carbone est une partie de l’environnement servant au stockage du C pour une durée plus ou moins longue. Document 1 : Le cycle biogéochimique du carbone Roches carbonatées : calcaire CaCO3, … Roches carbonées : pétrole, charbon, gaz naturel (hydrocarbures : CxHy) Molécules organiques : molécules contenant au moins un atome de C lié à un atome d’H Combustions (incendies naturels ou d’origine humaine par déforestation) : glucose (C6H12O6) + 6O2  6CO2 + 6H2O + énergie. Diffusion du CO2 dissous dans l’eau vers l’atmosphère : CO2 (dissous dans l’eau)  CO2 (air). Altération des roches : ex.

: CaAl2Si2O8 (minéral silicaté) + H2O + 2 CO2  Ca2+ + Al2O3 + 2 SiO2 + 2 HCO3- (ions hydrogénocarbonates) Calcination des roches carbonatées (calcaire) : CaCO3 + O2  CO2 + H2O + ciment. Combustion des roches carbonées : charbon, pétrole, gaz naturel + O2  CO2 + H2O + énergie. Émission de gaz (CO2, CH4, …) lors des éruptions volcaniques. Fossilisation des coquilles et des squelettes calcaires en roches carbonatées (calcaire, …). Fossilisation de la matière organique morte en roches carbonées (charbon, pétrole, gaz naturel) : molécule organique  hydrocarbure CxHy Problème 1 : Quels sont les éléments intervenant dans le cycle du carbone ? 1°) D’après le document 1, listez les formes de carbone présentes dans le cycle du C, en distinguant C organique et C minéral. 2°) Identifiez les réservoirs de carbone. 3°) Calculez, en GtC, la masse de C total stocké dans l’ensemble de ces réservoirs de carbone (posez correctement le calcul). 4°) Attribuez les réactions correspondant aux flux de C ci-dessous au bon numéro (voir lignes vides sous le document 1).  Certaines fermentations (ex.

: fermentation alcoolique) : glucose (C6H12O6)  2CO2 + 2 éthanols + énergie.  Dissolution des carbonates : CaCO3 (carbonate de calcium) + H3O+  HCO3- + Ca2+ + H2O.  Dissolution du CO2 atmosphérique dans l’eau : CO2 (air)  CO2 (dissous dans l’eau) CO2 (air) + 2H2O  H3O+ + HCO3- (ions hydrogénocarbonates).  Photosynthèse (végétaux chlorophylliens continentaux) : 6CO2 + 6H2O + énergie lumineuse  glucose (C6H12O6) + 6O2.  Photosynthèse (végétaux chlorophylliens aquatiques) : 6CO2 + 6H2O + énergie lumineuse  glucose (C6H12O6) + 6O2.  Précipitation biochimique des carbonates (par les êtres vivants) : HCO3- + Ca2+ + H2O  CaCO3 (carbonate de calcium) + H3O+.  Précipitation géochimique des carbonates : HCO3- + Ca2+ + H2O  CaCO3 (carbonate de calcium) + H3O+.  Respiration cellulaire (tous les organismes vivants aériens) : glucose (C6H12O6) + 6O2  6CO2 + 6H2O + énergie.  Respiration cellulaire (tous les organismes vivants aquatiques) : glucose (C6H12O6) + 6O2  6CO2 + 6H2O + énergie. 5°) Identifiez le principal réservoir de C et le flux de C le plus important. 6°) Réalisez les expériences 1 à 4. Expérience 1 : a) Versez 2 mL (2 cm) d’eau de chaux dans un tube à essai. b) Soufflez dans l’eau avec une paille pendant 30 s. c) Notez le résultat. Expérience 2 : a) Versez de l’eau de chaux dans un récipient. b) Placez un morceau de calcaire dans un bécher. c) Versez de l’acide chlorhydrique HCl sur la roche. d).... »