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Sols et plantes

1 Les sols

1.1 Définir les conflits d'intérêts

• Il faut distinguer la terre arable du sous-sol. La terre arable est la partie du sol dans laquelle les plantes développent leurs racines.
• De quoi est composée la terre arable ? Principalement de matière minérale (près de 45%): en grande majorité du sable, de l'argile et du calcaire.
  • Le sable s'apparente à la Silice SiO2, le calcaire au carbonate de Calcium CaCO3
  • Les argiles sont eux composés de nombreux

Cations : ions chargés positivement (K+, Ca2+…)

Anions : ions chargés négativement (Cl-, …)

1.2 Les tests de reconnaissance des ions

Protocole : ajouter quelques gouttes de réactif à une solution à tester d'environ 2 mL.

Ions caractérisés par un précipité

Ions caractérisés par un dégagement gazeux

Electroneutralité des composés ioniques : Qu'ils soient solides ou en solution, les composés ioniques sont électriquement neutres, ils sont en fait formés d'anions et de cations dont les charges s'annulent.

Dissolution d'un composé ionique solide: lorsqu'on le dissout dans l'eau, les ions le constituant sont libérés et se dispersent.

L'équation bilan de la dissolution est alors CationxAniony (Composé solide) -> x Cation + y Anion

1.3 Le pH

Le pH est une grandeur comprise entre 0 et 14, elle indique en partie la concentration de la solution en ions H+

On mesure le pH à l'aide d'un pH-mètre qui indique la valeur du pH de la solution, ou bien avec du papier pH qui se colore différemment suivant le pH de la solution, ou avec du BBT (Bleu de Bromothymol) qui lui aussi prend des couleurs variées selon les pH.

A une température de 25°C, une solution est :

• Basique si son pHest supérieur à 7
• Neutre si son pH vaut 7
• Acide si son pH est inférieur à 7

Plus le pH est élevé, moins la concentration de la solution en ions H+ est forte.

2 Les besoins des plantes

2.1 La composition des végétaux

Une plante contient

• De l'eau
• De la matière sèche, composée elle-même de :
  • 9 Macro-éléments dont le carbone, l'oxygène, l'azote
  • d'oligo-éléments tels le cuivre et le zinc, présents à l'état de traces

2.2 Les plantes ont besoin pour leur existence et leur croissance d'éléments nutritifs

Où les trouvent-elles ?

• Dans l'air: c'est le cas du Carbone et de l'Oxygène obtenus à partir du CO2
• Dans le sol sous forme d'eau et d'ions

Equation bilan de la synthèse chlorophyllienne :
n CO2 + n H2O -> CnH2nOn + n O2

3 Les engrais

3.1 Pourquoi utilise-t-on des engrais ?

Pour apporter aux sols les éléments qui lui font défaut et donc pour augmenter les rendements des cultures.

Les engrais apportent principalement :

• de l'azote N
• du phosphore P
• du potassium K

Les engrais peuvent être "simples" s'ils ne comportent qu'un seul élément fertilisant, ou bien "composés" s'ils contiennent 2 ou 3 des éléments fertilisants (N, P, K).

La formule d'un engrais est donnée sous la forme de 3 chiffres compris entre 0 et 100

Elle se lit (teneur massique de l'engrais en azote, 0.44 ´ teneur massique de l'engrais en phosphore, 0.83´ teneur en massique de l'engrais en potassium).

Pour retenir on mémorisera la forme (N, P, K).

Danger!! La teneur massique dépend des coefficients qui ne sont pas les mêmes pour l'azote, le potassium et le Phosphore

3.2 Fabrication d'un engrais azoté : le nitrate d'ammonium NH4NO3

• On procède en plusieurs étapes à partir de l'ammoniac NH3
• La synthèse de l'ammoniac N2 +3H2 2 NH3
• Synthèse de l'acide nitrique. Elle se fait en 3 étapes :
  • Passage au monoxyde d'azote
    4 NH3 + 5O2 -> 4 NO + 6H2O
  • Passage au dioxyde d'azote
    2 NO + O2 -> 2NO2
  • Passage à l'acide nitrique
    3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO
• Etape finale
  NH3 + HNO3 -> NH4NO3

Enfin sachez que engrais et autres produits phytosanitaires participent grandement à la pollution de eaux. Il faut les utiliser avec mesure et prudence.