Potentiel ionique et solubilité des cations dans l'eau

[invite772cf17c]

Bonjour.

Je révise la géologie pour mes concours en ce moment, et je bute sur un truc concernant l'altération des granites.

Pour ceux pour qui c'est du chinois, le granite est composé de minéraux silicatés. Outre le silicium, on trouve aussi de l'oxygène (silicate = oxyde de silicium), de l'aluminium (dans les feldspaths), du calcium, du sodium, du potassium (dans les feldspaths aussi), du fer et du magnésium (dans les micas et les pyroxènes). Tous ces éléments sont présents sous forme de cations (sauf l'oxygène) ; les minéraux du granite sont en fait des cristaux ioniques. Lors de l'altération, les réseaux cristalins sont détruits par l'eau.

Mais les différents ions ont des comportements différents dans l'eau. On définit donc le potentiel ionique p = Z/r (Z = nombre de charges ; r = rayon ionique). Si p est "petit", les ions sont juste solvatés, donc solubles. Si p est "moyen", la répulsion du cation est assez forte pour expulser un H de l'eau. Donc on a un truc du style : Fe³⁺, H₂O donne Fe(OH)₃ + 3H⁺. (c'est ce qui explique le K_s très petit de pas mal de précipités.)

Bon, et si p est "grand", le cation expulse le 2e H de la molécule d'eau. Ca forme donc un anion, chargé, donc soluble. En gros on a un truc du style : Si⁴⁺, H₂O donne Si(OH)₄, qui donne ensuite SiO₄H₃^-, puis SiO₄H₂^2-... et caetera... Ca, je veux bien, sauf que je l'ai jamais vu en chimie cette bestiole. Donc voilà, ca existe vraiment ? ca a des application en chimie ?

Merci !

Et puis tant qu'on y est, je sais pas si on utilise le potentiel ionique en chimie, mais en géole, on nous donne des valeurs (grosso modo entre 1 et 15). Mais on prend quoi comme unités pour le rayon ??? L'Angström ?

Merci, bonne soirée.

Josquin
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[invite0ff13efa]

Bonsoir,
tout ce que tu as décrit existe vraiment, heureusement qu'on t'apprend pas des trucs inexistants. On s'en dans beaucoup de réaction, j'ai pas d'idée comme ça, mais j't'assure qu'c'est utile. Pour les rayons, on prend souvent l'Änström, parfois le pm.

[invite772cf17c]

Merci pour cette confirmation !

Non, à part ça, je me permets toujours de mettre en doute les infos émanant de mes profs de bio/géol, par expérience ca foire très souvent d'un point de vue physique ou chimique... Donc voilà, merci !

Josquin

[Chalco]

Tu es dans un cas typique d'interdisciplinarité. Les disciplines (géologie, chimie, physique…) se sont développées chacune dans leur coin (là, j'exagère, bien sûr mais elles ont eu des développements parallèles, se rencontrant plus ou moins souvent, comme toutes parallèles dignes de ce nom). Elles ont donc développé des langages ou des approches différents pour parler des phénomènes rencontrés. Ce qui est intéressant, pour un transfuge, c'est de chercher ce qu'il y a de commun dans les approches différentes, ou encore ce que l'une pourrait apporter à l'autre ou inversement.
J'ai répondu à ton post parce que je pense qu'il serait meilleur pour toi de chercher à faire ce genre de synthèse plutôt que de trouver foireuses les explications de tes profs…

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite772cf17c]

Tu es dans un cas typique d'interdisciplinarité. Les disciplines (géologie, chimie, physique…) se sont développées chacune dans leur coin (là, j'exagère, bien sûr mais elles ont eu des développements parallèles, se rencontrant plus ou moins souvent, comme toutes parallèles dignes de ce nom). Elles ont donc développé des langages ou des approches différents pour parler des phénomènes rencontrés. Ce qui est intéressant, pour un transfuge, c'est de chercher ce qu'il y a de commun dans les approches différentes, ou encore ce que l'une pourrait apporter à l'autre ou inversement.
J'ai répondu à ton post parce que je pense qu'il serait meilleur pour toi de chercher à faire ce genre de synthèse plutôt que de trouver foireuses les explications de tes profs…

Merci bien pour ta réponse !

Attribuons mes assertions peu élogieuses envers mes professeurs à la fougue de la jeunesse ! C'était un peu méchant, c'est sûr !

Ce que j'essaie de faire, c'est justement de voir si les physiciens (j'y inclus les chimistes) ont des interprétations comparables avec celles des géologues. A la seule différence que souvent, les géologues (ou les biologistes d'ailleurs, je ne les mélange pas du tout, mais cette remarque peut s'appliquer indifféremment aux uns et aux autres) observent la nature, puis affirment des choses qu'ils pensent être vraies sans forcément avoir pris le soin de vérifier leur pertinence - parce qu'ils n'en ont pas toujours les moyens. La réalité semble coller au modèle, donc tout va bien ! Oui, mais si les gens qui étudient les phénomènes physiques dans leur globalité ont dit que ca n'allait pas, ca ne va pas ! Il n'y a pas à discuter ou à essayer par tout les moyens d'unifier des idées différentes. Si elles sont différentes, n'importe qui pourra dire qu'une seule au plus est vraie !

Je ne cherche pas à établir une hiérarchie entre les sciences, je suis d'ailleurs moi même "biologiste-géologue en herbe". Mais je pense qu'il faut garder à l'esprit que les phénomènes biologiques cellulaires, par exemple, ne sont qu'une branche de la chimie ; que la formation des chaînes de montagne n'est qu'une partie de la mécanique ; que la formation d'anions complexes dans l'altération des granite n'est que de la chimie (l'explication relève même d'un domaine où chimie et physique se rejoignent). Et ça, les biologistes et les géologues l'oublient souvent ! Certaines parties de la bio et de la géol ne sont que des branches de la physique, rien de plus ! Alors dans ces cas-là, on n'essaie pas de donner des explications "à la louche" comme on sait si bien le faire, mais on laisse faire les physiciens, ou alors on fait soi-même de la physique. Après si on fait des truc comme de la génétique poussée, de l'étude des comportements animaux... c'est autre chose, ca ne relève plus d'une autre science, c'est la bio dans toute sa grandeur et son originalité !

Voilà, je peux bien sûr me tromper, mais c'est en tout cas l'image que donne cette interdisciplinarité du point de vue d'un modeste étudiant en SVT bac+2. Un modeste étudiant à qui on apprend des choses contradictoires selon les cours, les unes étant démontrées (ou presque), les autres jetées en l'air avec parfois un manque de conviction et de logique absolument effrayants. Donc voilà, je me questionne !

Une dernière remarque : il me semble que le "parallélisme" des sciences auquel tu fais allusion est quelque chose de récent. Les grands scientifiques étaient jusqu'à il y a un siècle des grands scientifiques, et non des grands mathématiciens ou des grands physiciens, ou que sais-je. Aujourd'hui la spécialisation est extrême ; il existe des gens qui travaillent des années entières sur le gène ALXR29 (j'invente) qui code la couleur des gros orteils gauches des grenouilles hermaphrodites d'alaska ! Donc oui, aujourd'hui, les sciences sont séparées. Donc il faut justement faire un effort pour offrir aux futurs scientifiques une vision globale et cohérente des sciences. La globalité n'est pas mal abordée dans les cursus scolaires (quoique des améliorations soient toujours possibles). Pour la cohérence, il reste un long, très long chemin à parcourir, un chemin à reculons, vers les "pionniers", les newton, les euler, les leibnitz et autres huygens, qui eux savaient que les sciences étaient la science, une seule et même discipline ; divisée en branche certes, mais ne l'est-on pas dans une même famille ?

Voilà pour ce soir (il est tard, je vois). C'était mon credo, s'il vous a convaincu, envoyez-moi vos gosses quand je serai prof de SVT d'ici 3 ou 4 ans !!! lol ! Merci de m'avoir lu jusque là et bonne nuit.

Josquin

[Chalco]

Quand j'écris "Ce qui est intéressant… c'est de chercher …ce que l'une (approche) pourrait apporter à l'autre ou inversement" cela recoupe ce que tu écris : "on laisse faire les physiciens, ou alors on fait soi-même de la physique". Sur le fond, nous sommes donc d'accord. Tu critiques plutôt la manière dont sont faits les cours. D'une part, il arrive qu'ils ne soient pas très bien coordonnés (si je n'ai plus la fougue de la jeunesse, j'ai la prudence de l'expérience). D'autre part, ils doivent tenir dans un temps limité, ce qui oblige à la concision et empêche de repartir de la base, càd de la physique et donne justement l'impression de parallélisme. Les grands anciens ne se sont pas faits en un jour (au passage, ils constituent un des points de rencontre des parallèles) et c'est tout le travail de l'étudiant de se construire (et pas à reculons) un univers cohérent qui embrassera un univers plus ou moins large, selon ses capacités.
J'ai lu quelque part que le savant était un homme qui connaissait de plus en plus de choses sur un domaine de plus en plus étroit. J'ai toujours été étonné de voir combien les chercheurs pouvaient se passionner pour des sujets aussi étroits que le gène ALXR29, de chercher dans tous les domaines de la science des arguments pour conforter ou critiquer leurs idées et même à être près de se fâcher avec des collègues en cas de désaccord. En vieillissant, le chercheur peut réussir à s'entourer d'une équipe, et à avoir des chercheurs qui s'intéressent l'un au gène ALXR29, l'autre au gène ALXR30, l'autre au gène BLXR29 etc. et ainsi, il a l'espoir de savoir pourquoi tel machin code le rouge et tel autre le bleu.
Pour finir, je t'enverrais bien mes enfants, mais ils n'ont plus l'âge mais imagines que dans une dizaine d'années tu pourrais enseigner à mes petites filles. En tous cas, continues comme ça.
Amicalement?

[invite772cf17c]

Amicalement !

Finalement on est assez d'accord !

Bon courage à tes petites filles, et à plus.

Josquin