Problème 1: à propos de la salinité
L'eau des océans est en mouvement permanent. C'est un tapis roulant géant, à l'échelle du globe, d'eaux chaudes
ou froides. On connait une partie de ce tapis roulant: le Gulf Stream. L'évolution de cette circulation est sûrement
liée au réchauffement climatique et peut être étudiée grâce à des mesures de la salinité de l'eau. Les océans sont
donc sous surveillance. Le programme ARGO, par exemple, est lancé depuis plus de 10 ans environ 3000 bouées
enregistrent quotidiennement température et salinité de l'eau de mer en surface, au gré de leur errance sur tous
les océans.
I. Comprendre la notion de salinité :
L'eau de mer contient de nombreuses espèces chimiques dissoutes, la majorité d'entres elles est sous
forme d'ions. Sa salinité est définie comme la masse en grammes d'espèces chimiques dissoutes
contenues dans un kilogramme d'eau de mer. L'eau de mer de référence appelée «< eau de mer normale » à la
température de 15°C et à la pression atmosphérique normale de 1,0 bar, possède une salinité S de 35,0 g. kg¹¹
(35,0 g de sels dissouts pour 1 kg d'eaur de mer)
I. 1. La densité de l'eau de mer normale d est égale à 1,02597. En déduire la masse volumique de l'eau de mer
normale exprimée en kg.m. (1 point)
I. 2. Déterminer la masse de 1 m³ d'«< eau de mer normale ». Quelle est la masse d'espèces dissoutes dans un m³
de cette eau de mer? (1 point)
I. 3. Nous considérons que le taux de salinité de la Mer Morte çst de 34,2% (soit 34,2 g d'espèces chimiques
dissoutes dans 100 g d'eau de mer). Quelle est la masse de 15,0 mL d'eau de la Mer Morte? Donner l'ordre de
grandeur de cette masse en kg. (1 point)
Donnée : la masse volumique de l'eau de la Mer Morte est de 1240 g.L-¹.
I. 4. Considérons une eau de mer contenant 26,85 g de NaCl pour 1,0 kg d'eau de mer. Quelle est le pourcentage
massique en NaCl ? (0,5 point)
I. 5. A partir du tableau ci-dessous, déterminer la proportion d'ions chlorure Cl pour 34,482 g (au total) de sels
dissouts. Faire de même pour les ions sodium Na*. (1 point)
Ion
Chlorure (CI)
Sodium (Na)
Magnésium (Mg)
Calcium (Ca)
Potassium (K)
Bicarbonate (CO)
Acide borique (HBO)
Strontium (S)
Fluorure (F)
Masse d'ions (g) dans
1 kg d'eau de mer
18,980
10,556
1,272
0,400
0,380
0,140
0,026
0,013
0,001
Total
34,482
Tableau 1. Ions majoritaires dans l'eau de mer. Source: adapté de H. U. Sverdrup, M. W. Johnson, R. H. Fleming, The
Oceans (Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1942).
I. 6. 100 g d'« eau de mer normale» dont la densité est de 1,02597 représentent quel volume ? En déduire la
concentration massique totale en espèces chimiques dissoutes (exprimée en g/L). (2 points)
I. 7. Proposer une explication à l'évolution de la salinité des eaux de surface montrée dans le document
/ (en fin de sujet) pour les latitudes comprises entre 60° et 20° sud. (2 points)