Cours de Physique et de Chimie
1 ESL

Fiche de synthèse

thème : nourrir l’humanité
samedi 27 décembre 2014 par Corentin GARRAULT

Pour qu’une plante se développe, elle doit recevoir chaque jour de l’énergie et de la matière.

CAH

Pour s’enrichir en carbone, hydrogène et oxygène, une plante a recours à la synthèse chlorophyllienne. Pour acquérir les éléments autres que le carbone, l’hydrogène et l’oxygène, les plantes grâce à leurs racines, vont les chercher dans le sol sous forme d’ions.

Un sol est partagé en deux zones : la terre arable et la roche mère. L’argile et l’humus, présents dans le sol, s’associent pour former le complexe argilo-humique (C.A.H).

L’eau, qui est présente dans la terre arable, peut dissoudre une partie des ions qui s’y trouvent pour donner une solution ionique, que l’on appelle la solution de sol. La connaissance du pH (présence des ions H+) de la solution de sol est une donnée indispensable pour les cultivateurs.

Engrais
Très peu de végétaux sont capables d’assimiler le diazote (N2) contenu dans l’air et les sols sont pauvres en ions nitrate ; donc, pour avoir de belles récoltes, il est nécessaire d’apporter de l’azote aux plantes que l’on veut faire pousser. On le fait en utilisant des engrais azotés, mais leur utilisation excessive n’est pas sans danger (par exemple : pollution des nappes phréatiques = problème de potabilité de l’eau).

Pour apporter les éléments phosphore (P) et potassium (K), on doit utiliser des engrais phosphatés et potassiques.

Produits phytosanitaires
Les agriculteurs doivent aussi utiliser des produits phytosanitaires pour protéger leurs cultures de tout ce qui pourrait nuire à leur développement : autres plantes, insectes, champignons, bactéries, virus…

Les différents types d’eaux

L’eau est l’élément indispensable pour la survie sur la Terre. Les hommes utilisent, pour leurs besoins journaliers de l’eau de source, de l’eau du robinet et de l’eau minérale (attention à ne pas en abuser dans certains cas). L’eau de source (potable) et l’eau minérale (à effets thérapeutiques) sont des eaux qui peuvent être bues sans qu’elles aient à subir de traitement, contrairement à l’eau du robinet (potable).

Critères de potabilité
Toutes les eaux potables renferment de nombreux ions. Certains sont utiles, voire indispensables, mais d’autres ions ne doivent exister, dans l’eau, qu’à de très faibles quantités. Pour savoir, ce que l’on peut trouver dans une eau potable et en quelle quantité on peut le rencontrer, il existe des critères physicochimiques de potabilité.

Traitement de l’eau
Pour rendre potable, une eau puisée dans un cours d’eau, il faut lui faire subir toute une série de traitements : décantation, floculation, filtration, ozonisation ou chloration,….


Dureté d’une eau
Toutes les eaux du robinet ne sont pas identiques ; certaines possèdent une « dureté » nettement supérieures à d’autres (eau riche en ions magnésium : Mg2+ et calcium : Ca2+). Une eau ne doit être ni trop douce, ni trop dure.

Conserver les aliments
Un produit naturel s’oxyde lorsque des atomes d’oxygène viennent se fixer sur sa molécule. Par exemple, les aliments rancissent lorsque le dioxygène de l’air vient se fixer sur les doubles liaisons des acides gras ou de leurs esters.

Quand on expose les aliments à la lumière, il peut se créer des radicaux libres qui vont entraîner un rancissement plus rapide, car ces radicaux libres réagissent très vite sur le dioxygène de l’air.

Pour conserver les aliments, il faut éviter la prolifération des micro-organismes et, pour cela, il faut les priver d’eau, de nourriture (ce qui risque d’être difficile…), de chaleur et de dioxygène ou encore utiliser un conservateur.

Pour les priver d’eau, on pratique le séchage qui consiste à éliminer toute l’eau que contenait l’aliment. La lyophilisation est une technique plus moderne de séchage, mais comme elle est très coûteuse, elle est encore peu utilisée.

Pour conserver les aliments, on peut aussi les maintenir en immersion dans de l’alcool (fruits) ou du vinaigre (cornichons). Il existe aussi des anti-oxygènes ou anti-oxydants (comme la vitamine C) qui permettent de ralentir l’oxydation des aliments.

Une émulsion
Il s’agit d’un mélange de deux liquides non miscibles dont l’un se mélange dans l’autre en formant des petites gouttes. Pour qu’une émulsion soit stable, il faut que les petites gouttes soient entourées de molécules créant un « lien » entre les deux liquides. Il s’agit de molécules tensioactives. Dont une extrémité est hydrophile (aime l’eau) appelée « tête » et dont l’autre extrémité est hydrophobe (ou encore lipophile) appelée « queue » et qui ira se loger dans la goutte de corps gras. Ce qui formera une micelle (voir le schéma) permettant la stabilisation de l’émulsion (d’autant plus vrai que les micelles sont petites).


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