Préparation d'une solution

Préparation d'une solution
au carbonate de calcium
pour sportif

1. Rôle de l'ion Ca²⁺ dans notre organisme

L'ion calcium Ca²⁺ est connu comme élément chimique nécessaire à la formation de notre squelette. Il est aussi un élément important, connu des grands sportifs, car nécessaire à la contraction musculaire.

Nous nous proposons ici de réaliser une boisson pour sportif moyen, permettant un apport suffisant de cet ion calcium.

Une fois ingéré, le carbonate de calcium est transformé grâce a l'acide de l'estomac en ion Ca²⁺ suivant l'équation chimique suivante :

CaCO₃ + 2H₃O⁺ → CO₂ + 3H₂O + Ca²⁺

la masse consommée quotidienne d'ion Ca²⁺ pour un sportif moyen est d'environ 2,4 g.

2. Calcul de la masse nécessaire de carbonate de calcium

a) Recherchez dans un tableau des éléments chimiques, la masse molaire atomique du calcium.

b) Déduire des informations précédentes la quantité de matière quotidienne de Ca²⁺ nécessaire à notre sportif ?

c) L'équation chimique nous montre qu'une molécule de CaCO₃ donne un ion Ca²⁺.
2 molécules de CaCO₃ donneront 2 ion Ca²⁺, etc
Par conséquent, on peut écrire que :
1 mole de CaCO₃ donnera 1 mole d'ion Ca²⁺
En déduire la quantité de matière quotidienne de CaCO₃ que nous devrons introduire dans la boisson.

d) Calculez la masse molaire moléculaire du carbonate de calcium à partir des masses molaires atomique du calcium, du carbone, et de l'oxygène.

e) Vous pouvez maintenant en déduire la masse de carbonate de calcium à verser dans notre boisson.

f) nous décidons de conditionner notre solution en flacon de 33 cL. Quel est alors la concentration molaire de carbonate de calcium ?

3. Réalisation pratique de la boisson

Le carbonate de calcium est presque insoluble dans l'eau. Par contre la présence de dioxyde de carbone dans cette eau augmente de façon importante la solubilité du carbonate de calcium.
Le dioxyde de carbone sera introduit sous forme gazeuse dans la solution.

En tenant compte de ces remarques, écrire un protocole de réalisation de notre boisson.