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Le salage des routes

Publié le 01/04/2016

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Diapositive n1 (A) : Le sujet du TPE que nous allons vous présenter Noelia PAULS et moi, André MOUTINHO est le salage des routes en hiver. Diapositive n2 (A) : À propos de ce sujet nous nous posons principalement deux questions, la première étant, pourquoi met-on du sel lorsqu’il neige en hiver sur les routes ? On se demande aussi quel impact a ce salage sur l’environnement. Diapositive n3(A) : Au cours de notre exposé on s’appuiera sur le plan ci-contre, nous verrons dans une première partie la dissolution du sel dans l’eau et ses effets ce qui nous amènera à voir et à expliquer le mélange eutectique entre le sel et l’eau et dans une dernière partie nous verrons les effets du sel sur l’environnement. Diapositive n4(N) : Avant de commencer notre explication on veut ainsi définir qu’est ce que le sel : Le sel est composé principalement de chlorure de sodium, un composé chimique ionique formé par des cations Na+ (Sodium) et des anions Cl- (Chlore) Par extraction de la roche sel gemme ou halite on obtient le sel utilisé pour le salage. Sa solubilité est de 357 g/L dans l’eau et sa masse molaire vaut 58,44 g/mol Diapositive n5(N) : Le sel est un cristal car ses atomes forment une structure périodique et symétrique La maille cubique du sel contient : (À montrer au fur et à mesure) -un atome de chlore à chacun des 8 sommets de la maille - un atome de chlore au centre de chacune des faces - un atome de sodium au centre de la maille - un atome de sodium sur le milieu de chaque arrête Diapositive n6 (N): Notre première partie portera donc sur la dissolution du sel dans l’eau et ses effets. Diapositive n7(N): Dans un premier temps, on a dissout du sel dans l’eau. Pour cette expérience on a prit un réservoir de 1L d’eau distillée à 0C et au fur et à mesure on a ajouté 50 g de sel en prenant la température Diapositive n8(N) : On obtient le graphique suivant, on observe clairement que la température de l’eau descent proportionnellement à la quantité ajoutée de sel, de même lors...

« -Lors de la dissociation les molécules d’eau approchent des ions du cristal ionique et vont affaiblir les interactions.

Les ions chlorures vont être attirés par le côté positif de la molécule d’eau, les hydrogènes et le sodium par le côté négatif, l’oxygène.

- Lorsque la molécule d’eau entoure l’ion, c’est ion est dit hydraté, c’est la solvatation Diapositive 11(A) : La solution va devenir homogène, c’est la dispersion Ainsi on peut modéliser la dissolution du sel dans l’eau par l’équation suivante : NaCl(s)―› Na+ (aq) + Cl- (aq) : On passe de NaCl solide, a des ions sodium et chlorure aqueux. Ainsi, lors de la dissolution le sel va s’interposer entre les molécules d’eau et donc pour que l’eau se solidifie il faut une température plus basse que 0C Diapositive n12(A) : Mais pourquoi l’ajout de sel fait descendre la température du mélange ? Pour casser le cristal de sel il faut 3900 joules/mol, l’eau va fournir cette énergie et va donc ce refroidir.

Dans une 2 ème phase qui stabilise les ions il y aura libération d’énergie ce qui conduirait à un réchauffement, comme HT est supérieur à 0, l’eau va se refroidir, c’est une réaction endothermique. Diapositive n13 (N) Que se passe-t-il si le verglas est déjà formé ? À l’état solide, le contact entre se et neige est difficile mais le sel est hygroscopique, il absorbe l’humidité de l’air, il va se créer un couche liquide d’eau salée qui entrera en contact avec la glace et la fera fonde.

Comme c’est un processus lent on utilise de la saumure. Diapositive n14 (N) Afin de mettre en évidence l’abaissement du point de congélation de l’eau, nous avons pris 7 béchers avec différentes concentrations et nous avons vu à quelle température se formaient les premiers glaçons. Diapositive n15 (A) On obtient ainsi le graphique suivant, on observe que le point de congélation diminue proportionnellement à la concentration Diapositive n16 (A) Ainsi cette courbe représente la loi cryoscopique de Raoult qui détermine l’abaissement du point de congélation.

Ainsi si on calcule grâce à la loi l’abaissement du point de congélation d’une solution de 100g/L de NaCl on retrouve une valeur de 6.31 C, c’est une valeur presque pareil à celle que l’on a trouvé expérimentalement.

Diapositive n17 (N) Nous verrons dans une deuxième partie le mélange eutectique entre le sel et l’eau. Diapositive n18 (N) On réalise l’expérience suivante : nous avons 8 solutions de concentrations différentes et on observe à quelle température les premiers glaçons se forment et quand la solution est totalement solide.

Diapositive n19 (N) On obtient ainsi le diagramme de phase suivant.

On peut ainsi différencier 3 zones : en dessous de -21,6 C tout est solide quelle que soit la concentration.

Sépare par le solidus, nous avons deux zones liquide + Solide.

Et enfin, une zone complètement liquide.. »

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