L`eau

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Enseignement d’exploration
Thème 2
Utilisation des ressources naturelles
L’eau
Problématique générale:
Des millions d’hommes, dans les pays défavorisés, meurent encore chaque année pour avoir bu
de l’eau non potable.
Avoir de l’eau potable chez soi, comment est-ce possible ?
Document d’introduction :
Les eaux de source et les eaux minérales
Les dénominations "eau de source" ou "eau minérale" sont strictement réglementées en Europe.
Issues de nappes d’eaux souterraines non polluées, profondes ou protégées des rejets dus aux
activités humaines, les eaux dites de source sont des eaux naturellement propres à la
consommation humaine. Les seuls traitements qu’il est permis de leur appliquer, afin d’éliminer
les éléments instables que sont les gaz, le fer et le manganèse, sont l’aération, la décantation et
la filtration. Les eaux naturellement gazeuses, qui contiennent du gaz carbonique dissous,
peuvent également être re gazéifiées avant d’être embouteillées. Ces eaux de source sont en
général consommées au niveau régional car leur transport en augmenterait trop le coût. Il existe
une centaine de telles sources en France.
Les eaux minérales, quant à elles, sont des eaux de source ayant des propriétés particulières :
elles ont des teneurs en minéraux et en oligo-éléments susceptibles de leur conférer des vertus
thérapeutiques et leur composition est stable dans le temps. Comme les eaux de source, elles
ne peuvent être traitées. Une fois mises en bouteilles, ces eaux voyagent beaucoup et sont
même exportées.
En France, une eau ne peut être qualifiée de minérale que si elle a été reconnue comme étant
bénéfique pour la santé par l’Académie Nationale de Médecine.
Toutes les eaux minérales ne sont pas de qualité identique, puisque la qualité d’une eau brute
dépend de la nature des sols dans lesquels elle a voyagé. Il existe donc autant d’eaux minérales
qu’il y a de sources, soit plus d’un millier en France qui possède 70 marques d’eaux minérales.
Si certaines ne sont guère plus minéralisées que les eaux de source, d’autres sont très riches en
sels minéraux.
www.cnrs.fr : les eaux de source et les eaux minérales
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/potable/sourceMin.html
Problématique n°1 :
Différencier les différentes eaux buvables de notre quotidien.
Objectifs :
 Trouver le goût de quelques eaux.
 Identifier des ions présents dans les eaux que l’on boit.
 Dureté des eaux.
Quelles eaux buvons-nous ?
Qu’est ce qui les différentie (origine, goût, contenue) ?
Identification des goûts, nous n’avons pas goûté les eaux, nous avons recherché d’après la
composition des étiquettes les saveurs possibles.
Exemple : L’eau St Yorre riche en chlorure de sodium, on peut imaginer qu’elle a un goût salé.
Toutes les eaux minérales naturelles ont un goût propre qui dépend de leur composition
minérale. L'équilibre entre les minéraux, leur concentration respective confère à l'eau minérale
naturelle une saveur et une signature caractéristique de son terroir.
Evian
Eau
robinet
des Aucun goût chlore
Goûts
eaux
Riche en …
bicarbonate
du Eau
St Yorre
distillée
Aucun goût Légèrement
salée
Bicarbonate
Sodium
chlorure
Volvic
Courmayeur
Terreux, fer Pas de goût particulier
Bicarbonate sulfate
silice
Réponse
Il faut savoir que l’eau minérale est différente de l’eau sucrée. Pour tester les goûts gustatifs nous
avons remarqué différents goûts comme salé, amer, acidulé, javel, fer, ou aucun goût.
Quel est le contenu des eaux ?
Recherche par différentes réactions.
Tableau de résultats :
Ions a identifier
Chlorure (incolore)
Magnésium
(incolore)
Calcium(incolore)
Sodium (incolore)
Potassium
(incolore)
Sulfate (incolore)
formules
ClMg2+
réactifs
Nitrate d’argent
Hydroxyde de sodium
résultats
Précipité blanc
Précipité blanc
Ca2+
Na+
K+
Oxalate d’ammonium
Teste flamme
Teste flamme
Précipité blanc
Orange
Violet
SO4 2-
Chlorure de baryum
Précipité blanc
nitrate(incolore)
NO3 -
Fer II (vert pale)
Fer III (rouge pale)
Carbonate
(incolore)
Fe 2+
Fe3+
CO3 -
Cuivre métallique en sol.
acide
Hydroxyde de sodium
Hydroxyde de sodium
HCl et eau de chaux
Vapeur rousse
Précipité vert
Précipité rouille
Trouble de l’eau de chaux
Différentes illustrations de nos tests :
Grâce à différents testes comme le montre le tableau ci
dessus ainsi que les résultat de ses tests. Nous avons
identifié les différents ions contenus dans différentes
eaux comme St Yorre, Volvic, Evian ….
La photo ci contre retrace l’expérience. On observe la
réaction du fer II qui provoque un précipité vert , le fer
III qui provoque un précipité rouille , le chlorure qui
provoque un précipité blanc et le tube transparent
représentent le tube témoin .
Précipité blanc, identification des
ions magnésium et calcium
Test à la flamme = on trempe un papier filtre dans une solution saturée en sel de sodium ou de
potassium (recouvert de cristaux). On fait sécher le papier à l’étuve qui sera par la suite prêt.
Vidéo sur le test à la flamme :
On peut observer lors de la combustion que la flamme devient
orange se qui nous permet d’identifier l’ion sodium.
On peut observer lors de la combustion que la flamme devient violette ce qui
nous permet d ‘identifier l’ion potassium.
Dureté des eaux :
Protocole expérimental :
Pour tester la dureté de l’eau nous avons mis de la liqueur de savon dans différentes eaux à
tester puis nous avons mesuré la hauteur mousse. Puis nous l’avons comparé.
Hauteur de la
mousse (cm)
Nature de l’eau
Eau distillé
6
Eau du robinet
1.5
douce
dure
Volvic
5
douce
Evian
4
Courmayeur St Yorre
1.5
3
douce
dure
moyenne
Il est aisé de reconnaître la nature de son eau : Avec une eau douce, le savon mousse et on a du
mal à se débarrasser du savon. Au contraire, une eau dure (calcaire) élimine très vite le savon et
même donne des mains un peu rêches après lavage. Cette méthode a l’avantage d’être rapide
mais reste peu précise même en utilisant une échelle de dureté.
Une eau dure présente certains inconvénients domestiques : Elle est responsable du dépôt de
calcaire dans les canalisations (phénomènes d'entartrage des tuyaux) et les dispositifs industriels
et ménagers utilisant l'eau chaude (la vaisselle, les verres, équipements électroménagers – fer à
repasser, machine à laver…-).
.
Voici une carte de la France sur la dureté de l’eau :
Problématique n°2 :
Comment mettre en œuvre une
mesure de la qualité de l’eau
potable.
Objectifs :
 Déterminer la concentration d’une espèce par suivi de conductivité.
Pour savoir si une eau est de bonne qualité il faut mesurer le pH et la conductivité de l’eau.
La conductivité de l’eau :
eaux
Eau distillée Eau du robinet
Conductivité 0.01mS
0.68mS
(mS)
Le pH de l’eau:
Eaux
Eau distillée Eau du robinet
pH
7.10
7.5
St Yorre
6.07mS
Evian
0.48mS
St Yorre
6.6
Evian
7.2
Ces eaux satisfont à des critères de potabilités habituels.
Volvic
0.22mS
Volvic
7
Coumayeur
2.25mS
Courmayeur
7.1
Contrex
2.14mS