Lycée · 15 min

Pluies acides et pH des lacs

Suivez le $\ce{SO2}$ d’une cheminée jusqu’à un lac acidifié, puis voyez comment le calcaire neutralise l’acidité.

Objectif

Expliquer pourquoi la pluie propre a un pH ≈ 5,6, pourquoi la pluie polluée descend à ≈ 4, et pourquoi la géologie décide quels lacs souffrent.

Matériel et réactifs

Schéma à deux scénarios : formation et dépôt des acides, puis lac tamponné par le calcaire ou chaulé.

Procédure

Ouvrez le premier scénario et suivez les flèches de la cheminée au lac : le $\ce{SO2}$ est émis, oxydé en $\ce{H2SO4}$ , puis tombe en pluie acide.
Notez les pH sur le nœud pluie : comparez la pluie polluée à la pluie propre.
Passez au second scénario : suivez comment le $\ce{CaCO3}$ du lit du lac ou le $\ce{Ca(OH)2}$ ajouté neutralise l’acide.

À observer

La pluie en contact avec l’air pur est déjà légèrement acide (pH ≈ 5,6) car le $\ce{CO2}$ dissous donne de l’acide carbonique.
Les lacs sur granite ou sable s’acidifient facilement ; ceux sur calcaire résistent car $\ce{CaCO3 + H+ -> Ca^{2+} + HCO3^-}$ consomme l’acide entrant.

Explication

La combustion du charbon et du pétrole émet $\ce{SO2}$ et $\ce{NO_{x}}$ ; dans les nuages, $\ce{SO2}$ est oxydé (par $\ce{O3}$ , $\ce{H2O2}$ , radicaux) en $\ce{H2SO4}$ et $\ce{NO_{x}}$ en $\ce{HNO3}$ , abaissant le pH de la pluie à 4 ou moins. Le pH étant logarithmique, un lac passant de 5,6 à 4,2 devient environ 25 fois plus acide — les œufs de poisson échouent et $\ce{Al^{3+}}$ est lixivié des sols. Le calcaire et le chaulage restaurent le tampon carbonate : $\ce{HCO3^-}/\ce{CO2}$ maintient le pH vers 6–7.

Chimistes associés

Svante Arrhenius

Sujets liés

Aérosols, pluies acides Pollution de l’air, de l’eau et des sols

Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.