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Problème 1

Les diatomées produisent des glucides par photosynthèse : 6 COX2+6 HX2O→eˊnergie solaireCX6HX12OX6+6 OX2\ce{6CO2 + 6H2O ->[\text{énergie solaire}] C6H12O6 + 6O2}. (1.1) Durant ses cinq premières années, une baleine bleue gagne 75 kg par jour en mangeant du krill ; elle consomme dix fois cette masse de krill quotidiennement, et le krill consomme 10,0 kg de diatomées pour produire 1,0 kg de krill. En supposant que le gain de masse provient des glucides, calculer le volume de COX2\ce{CO2} aux CNTP (0 °C, 101 kPa) que les diatomées doivent fixer pour nourrir une baleine pendant cinq ans. (1.2) L'eau de mer contient 0.23 cm30.23\ \mathrm{cm^3} de COX2\ce{CO2} dissous par litre (24 °C, 101 kPa). (i) Quel volume d'eau faut-il traiter ? (ii) Quelle fraction du volume océanique (1.37×1018 m31.37\times10^{18}\ \mathrm{m^3}) faut-il pour 1000 baleines ? (1.3) Trois pour cent de la masse d'une baleine adulte de 9.1×1049.1\times10^{4} kg est de l'azote ; quelle masse maximale de NHX4X+\ce{NH4+} une baleine morte peut-elle libérer ? (1.4) Dix-huit pour cent de la baleine est du carbone, restitué à l'atmosphère en COX2\ce{CO2}, lequel est consommé par l'altération CaSiOX3(s)+2 COX2(g)+3 HX2O(l)→CaX2+(aq)+2 HCOX3X−(aq)+HX4SiOX4(aq)\ce{CaSiO3(s) + 2CO2(g) + 3H2O(l) -> Ca^{2+}(aq) + 2HCO3^-(aq) + H4SiO4(aq)}. Quelle masse de CaSiOX3\ce{CaSiO3} peut être altérée par le COX2\ce{CO2} de 1000 baleines mortes ?
Étape 1 sur 4 : Remonter la chaîne alimentaire
m(krill)=5×365×75×10=1.4×106 kg;m(diatoms)=1.4×107 kg CX6HX12OX6m(\text{krill}) = 5 \times 365 \times 75 \times 10 = 1.4\times10^{6}\ \mathrm{kg};\qquad m(\text{diatoms}) = 1.4\times10^{7}\ \mathrm{kg}\ \ce{C6H12O6}
Analyse

Une baleine mange 75×10=75075\times10 = 750 kg de krill par jour ; sur 5×3655\times365 jours cela fait 1.37×1061.37\times10^{6} kg. Chaque kg de krill exige 10 kg de diatomées, donc 1.4×1071.4\times10^{7} kg de glucides sont fixés.