- Connaître trois techniques de séparation : décantation, filtration, distillation.
- Savoir quelle technique choisir selon le type de mélange à séparer.
- Comprendre comment ces techniques sont enchaînées pour rendre l'eau potable.
Document 1 — La décantation, une technique observée depuis l'Antiquité
Il y a environ 3500 ans, des peintures retrouvées dans une tombe égyptienne montrent déjà des scènes de clarification de l'eau : les Égyptiens versaient l'eau trouble du Nil dans de grandes jarres, parfois avec des cristaux d'alun, et la laissaient reposer sans y toucher.
Au bout de quelques heures, les particules de terre et de sable en suspension, plus denses que l'eau, se déposaient au fond de la jarre : c'est la sédimentation. Il ne restait plus qu'à verser doucement, sans agiter, l'eau devenue claire dans un autre récipient, en laissant le dépôt au fond : c'est la décantation.
Cette technique ne fonctionne pas seulement pour séparer un solide non dissous d'un liquide. Elle permet aussi de séparer deux liquides non miscibles (qui ne se mélangent pas), comme l'huile et l'eau : les deux liquides, de densités différentes, se placent naturellement en deux couches superposées, et on peut alors les séparer l'une de l'autre.
Au bout de quelques heures, les particules de terre et de sable en suspension, plus denses que l'eau, se déposaient au fond de la jarre : c'est la sédimentation. Il ne restait plus qu'à verser doucement, sans agiter, l'eau devenue claire dans un autre récipient, en laissant le dépôt au fond : c'est la décantation.
Cette technique ne fonctionne pas seulement pour séparer un solide non dissous d'un liquide. Elle permet aussi de séparer deux liquides non miscibles (qui ne se mélangent pas), comme l'huile et l'eau : les deux liquides, de densités différentes, se placent naturellement en deux couches superposées, et on peut alors les séparer l'une de l'autre.
1. L'eau du Nil, avant traitement, est-elle un mélange homogène ou hétérogène ? Justifie.
2. Quelle propriété physique des particules explique pourquoi elles se déposent au fond de la jarre ?
3. Cite deux types de mélanges différents que l'on peut séparer par décantation.
Document 2 — Une station de traitement, plusieurs techniques enchaînées
L'eau prélevée dans une rivière n'est pas un corps pur : c'est un mélange, avec des particules en suspension, parfois du sable, des végétaux, ou de petits organismes. Pour la rendre potable, une station de traitement des eaux fait appel à plusieurs techniques de séparation, l'une après l'autre.
On commence par la décantation : on ajoute un produit qui fait s'agglomérer les petites particules entre elles, pour former des flocons plus gros et plus denses, qui se déposent alors plus facilement au fond d'un grand bassin. Puis vient la filtration : l'eau décantée traverse un lit de sable très fin, qui retient les dernières particules solides. Le liquide obtenu après le filtre s'appelle le filtrat ; ce qui reste piégé dans le sable est le résidu.
Dans les régions du monde qui manquent d'eau douce, on utilise parfois une troisième technique, la distillation (ou une technique voisine, l'osmose inverse), pour transformer de l'eau de mer en eau potable, en séparant l'eau du sel qui y est dissous.
On commence par la décantation : on ajoute un produit qui fait s'agglomérer les petites particules entre elles, pour former des flocons plus gros et plus denses, qui se déposent alors plus facilement au fond d'un grand bassin. Puis vient la filtration : l'eau décantée traverse un lit de sable très fin, qui retient les dernières particules solides. Le liquide obtenu après le filtre s'appelle le filtrat ; ce qui reste piégé dans le sable est le résidu.
Dans les régions du monde qui manquent d'eau douce, on utilise parfois une troisième technique, la distillation (ou une technique voisine, l'osmose inverse), pour transformer de l'eau de mer en eau potable, en séparant l'eau du sel qui y est dissous.
1. Dans une station de traitement, la décantation est-elle réalisée avant ou après la filtration ? Pourquoi, à ton avis ?
2. Comment appelle-t-on le liquide obtenu à la sortie du filtre de sable ?
3. Quelle technique permet de produire de l'eau potable à partir d'eau de mer ?
1
~1450 av. J.-C.
Premières traces représentées de clarification de l'eau par décantation, en Égypte.
2
VIIIe siècle
Jabir ibn Hayyan perfectionne l'alambic et la distillation des liquides miscibles.
3
XIXe siècle
Les premiers grands filtres à sable sont construits pour alimenter les villes en eau potable.
4
Aujourd'hui
Les stations de traitement enchaînent décantation, filtration et désinfection.
La permet de séparer un solide non dissous (ou deux liquides non miscibles) grâce à une différence de .
La retient les particules solides grâce à un filtre : le liquide obtenu est le , ce qui reste sur le filtre est le .
La permet de séparer deux liquides miscibles grâce à une différence de température d'.
La retient les particules solides grâce à un filtre : le liquide obtenu est le , ce qui reste sur le filtre est le .
La permet de séparer deux liquides miscibles grâce à une différence de température d'.
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