Cours 1 Flashcards
Fraction eau douce vs eau salée
2.5% vs. Eau salée 96.5%
Informations générales sur l’eau douce
Très petite fraction de l’eau sur la planète (2.5%)
Nous en sommes très dépendant
Source de problème politique dans certains pays
Les sources d’eaux souterraines non renouvelable sont en train de diminuer rapidement
Quelles sont les propriétés de l’eau
Molécule bipolaire
Angle de 104,45 entre les deux hydrogènes =léger déséquilivre dans la position des électrons
Bon solvant
Tendance des molécules à s’agréger dans une sorte de <>, structure 3D qui est fluide
Liens covalents H-C, liens hydrogènes H-H
Glace
Arrangement structural optimal, structure cristalline, molécules espacées (=faible densité, la glace flotte sur l’eau)
Eau liquide (cristal liquide)
Molécules agrégés en <>, taille des grappes décroit avec l’augmentation de la T (cela change la densité de l’eau)
Anomalie de densité de l’eau
Une fois que l’eau est passée de l’état solide à l’état liquide, la taille des grappes décroît avec l’augmentation de la T
->augmentation de la densité=grappes deviennent plis compactée jusqu’à 4 degrés
Par contre, l’expansion thermique due à l’agitation des molécules augmente avec T, plus chaud que 4 degrés.
Relation parabolique entre T et densité
Voir graphique parabolique notes de cours
Il faut 30x plus d’énergie pour mélanger des masses d’eau de 24 et 25˚C, plutôt que des masses d’eau similaires, mais avec des T de 4 et 5˚C.
Plus on chauffe, plus la densité diminue, suivant une courbe parabolique positive
Chemochline
Grandient chimique très prononcé –> stratification chimique créé des changements de densités dans l’eau
Fetch
Axe le long duquel le vent va parcourir
Stratification thermique
Grandient de température très prononcée, créant des couches de densité et température
Epilimnion
Couche de surface des lacs et des réservoirs stratifiés thermiquement
Eau moins dense
Metalimnion
Couche intermédiaire dans un lac ou un réservoir stratifié thermiquement
Diminution rapide de la température avec la profondeur. (variation de T est d’au moins 1˚C / m)
Aussi appelé thermocline
Hypolimnion
Couche de fond des lacs et des réservoirs stratifié thermiquement
Eau plus dense, froide et relativement stagnante
Pourquoi les lacs lacs commencent-ils à geler en surface plutôt qu’en profondeur?
La courbe de densité de l’eau montre un cas particulier …….
Expliquer le cas du Lac Nyos. Quel à été la solution?
21 août 1986, 4 villages morts, le lac a « explosé »
Émission de 1km2 de CO2=morts par suffocation
Lac profond (+de 200m) et stratifié -> le lac a différentes couches qui ne se mélangent pas à cause de différentes densités d’eau (le mélange d’eau des lacs dépend grandement de sa morphologie).
Cette stratification donne comme résultat l’accumulation de grandes qtés de CO2
Suite à un mix de l’eau = éruption limnique
Solution: Dégazer le lac avec évent artificiel (paille en pvc) jusqu’aux profondeurs. Cette méthode à qd même des limites.
Éruption limnique
Le mélange rapide de l’eau profonde sursaturée en CO2 avec les couches supérieures du lac
Pression réduite a permis au CO2 stocké de faire bouillonné hors de la solution
Limnologie
Étude des lacs
Conséquence des liens hydrogènes dans la molécule d’eau
Forte viscosité = point ébullition à 100 Celcius
Sans les liens il n’y aurait que de la vapeur sur Terre
Forte tension superficielle (supérieur a tous les fluides sauf le Mercure) => neuston, insectes qui peuvent vivre à la surface de l’eau
Neuston
Ensemble des organismes dont la physiologie dépend de l’interface air-eau et en particulier du film de matière organique caractéristique de cette interface
Conséquence de la polarité de l’eau
Excellent solvant de gaz et d’ions (solution et transport)
Gaz dissous et leur origine
Méthane (CH4) : activité bactérienne
Sulfure d’hydrogène (H2S) : activité bactérienne
Gaz carbonique (CO2) : atmosphère, respiration
Azote (N2) : atmosphère, activité bactérienne
Oxygène (O2) : atmosphère, photosynthèse
Loi de Henry
Loi qui explique la dissolution des gaz dans l’eau
La qté de gaz dissous dans l’eau = Pression partielle du gaz (Pt) x Constante de solubilité (k) du gaz à une T donnéews
C=kPt
si Pt et/ou K augmentent, on pourra dissoudre plus de gaz (en profondeur, p.ex.)
Par contre, les conditions d’équilibre sont rares dans la vie réelle car les taux de production ou de consommation des gaz dépassent souvent les taux d’échange avec l’atmosphère
Expliquer l’équilibre carbonate-bicarbonate-CO2
CO2 : ne suit pas la lois de Henry !
- quand le CO2 se dissout dans l’eau, une petite fraction (<1%) s’hydrate et forme de l’acide carbonique (H2CO3) ->ions H+. La concentration relative des forment dépend du pH de l’eau.
H2O + CO2 H2CO3
- une partie de l’acide carbonique se dissocie en bicarbonate et ions H+
H2CO3 HCO3 - + H+
- deuxième dissociation : carbonate + un autre proton
HCO3 - CO3 2- + H+
Voir graphique dans notes de cours
H2CO3 peut se lier avec le Ca et déplacer l’équilibre => plus de CO2 peut diffuser dans l’eau
Par quoi peut être utilisé les formes de carbonates suivants: H2CO3 et HCO3-
Par la plupart des plantes.
De fort taux de photosynthèse peut pousser le pH à fluctuer fortement durant le cycle journalier dans les lacs peu tamponnés
