PRECIPITATION BIOCHIMIQUE    DU CARBONATE DE CALCIUM

Motivation
  La précipitation biochimique du carbonate de calcium est évoquée à plusieurs reprises en 1éreS (sédimentologie) et en terminale S (stromatolites).Il est intéressant d'en faire une étude expérimentale. Ici, l'expérimentation a été envisagée puis réalisée à la suite d'une sortie géologique, les élèves cherchant à reconstituer les conditions de sédimentation dans le fossé de Limagne à l'Oligocène supérieur. C'est l'observation de stromatolites qui a motivé l'expérimentation.

Objectif
  Il s'agit d'obtenir , in vitro, en présence d'algues d'eau douce une précipitation visible de CaCO3. Des cyanobactéries (Oscillatoria) formant un voile à la surface de flaques d'eau temporaires peu profondes ont été observées mais l'expérimentation a été réalisée avec des Spirogyres.

Principe de l'expérimentation
  Il faut obtenir in vitro par l'intermédiaire de la photosynthèse le déplacement de l'équilibre entre hydrogénocarbonate de calcium et carbonate de calcium dans le sens de la précipitation du carbonate(sens 2).

Matériel nécessaire
-algues d'eau douce à forte activité photosynthétique (ici Spirogyres)
-eau de chaux , HCl, Ca CO3 .
-tubes à hémolyse, lampe.

Expérimentation
  -préparation du milieu : faire barboter du CO2 (action de HCl sur du CaCO3) dans de l'eau de chaux pour obtenir un trouble puis poursuivre de façon à faire juste disparaître les particules de CaCO3.

-préparation des tubes tube 1: eau de chaux 5ml (témoin) tube 2: eau  + spirogyres tube 3: eau de chaux + spirogyres

  -mise en route: les 3 tubes sont placés dans les mêmes conditions, favorables à la photosynthèse .Ils sont éclairés en permanence et fermés.

Suivi de l'expérience et résultats

Dans le tube 3: dégagement de dioxygène important, indicateur d'une photosynthèse très active.  Dans le tube 2, les algues ont une activité photosynthétique beaucoup plus faible.
Après une semaine, dans le tube 3, de nombreuses  particules blanches (trouble) sont repérables alors qu'elles sont beaucoup plus dispersées dans le tube 2 et absentes dans le tube 1.
Après 12 jours, des grains blanchâtres sont bien visibles dans le feutrage des algues du tube 3, aucune évolution significative n' est à signaler dans les 2 autres tubes. L'expérience est alors arrêtée, le contenu du tube 3 est observé à la loupe binoculaire puis au microscope .

Interprétation des résultats
 Dans le tube 3, il y a eu précipitation de carbonate de calcium identifié par le test de l'effervescence. La fixation par les algues (photosynthèse) du CO2 dissous dans l'eau  a suffisamment déplacé l'équilibre entre hydrogénocarbonate et carbonate dans le sens de la formation du carbonate de calcium insoluble pour que celui-ci soit facilement observable.

Travail réalisé par des élèves de 1èreS et TermS avec leurs professeurs Yveline et Jean Jacques AUCLAIR.