Eau et ressource : Comment adoucir l`eau

Spécialité TS
THEME : L' EAU
Eau et ressource :
Comment adoucir l'eau ?
Document 1 : carte de la dureté en °TH
Document 2 : Argumentaire d'un
installateur d'adoucisseur d'eau
Pourquoi adoucir l'eau ?
Des traces blanches encrassent vos
équipements et les parois de votre douche.
Votre peau est irritée ? Vos robinets
crachotent . Votre eau est calcaire...
Le calcaire dans ma région :
La teneur en calcaire d'une eau se mesure
en fonction de la quantité d'ions calcium et
magnésium dissous qu'elle contient. Plus
cette quantité est importante, plus l'eau est
dite calcaire ou dure.
Pour connaître
exactement la dureté de votre eau, reportez
vous à la carte ci-contre.
Plage de valeurs du titre hydrotimétrique :
7à
25 à supérieur
TH
0à7
15 à 25
15
42
à 42
(°f)
très
moyennement
douce
dure très dure
Eau
douce
dure
A partir d'une dureté de l'eau de 18°f, la
pose d'un adoucisseur est nécessaire, audelà de 27°f, elle est indispensable !
La solution anticalcaire pour votre maison:
l'adoucisseur d'eau !
Document 4 : principe d'un adoucisseur
Document 3 : Le titre
hydrotimétrique (T.H.)
Encore appelé dureté de l'eau,
est l’indicateur de la minéralisation
de l’eau. Elle est surtout due aux
ions calcium et magnésium.
La dureté s’exprime degré français
(symbole °f ou °TH) en France.
1 °TH correspond à 10- 4 mol.L-1
soit 4 milligrammes de calcium ou
2,4 milligrammes de magnésium
par litre d’eau.
Il s'agit d'un échange d'ions: lors du traitement les ions
calcium et magnésium sont fixés alors que les ions sodium
sont libérés. Lorsque la résine est saturée, le traitement
s'interrompt (voir schéma de gauche): il faut alors la
régénérer; c'est le rôle du sel que l'on ajoute régulièrement
dans l'adoucisseur (schéma de droite).
Pratique expérimentale :
Expérience n° 1 : Etude de l'indicateur de fin de réaction : le NET
1)
2)
3)
4)
Introduire 2 mL de solution tampon imposant pH =10 dans trois tubes à essais numérotés 1 , 2 et 3.
Ajouter quelques gouttes de NET dans chacun : la couleur doit être franche.
La tube 1 servira de témoins, conservez le.
Dans les tubes 2 et 3 , ajouter 1 mL d'une solution de sulfate de magnésium ( C = 0,01 mol.L -1) : des ions
complexes [Mg(NET)]2+ se forment.
5) Dans le tube 3 ajouter l'EDTA goutte à goutte, jusqu'à l'observation du changement de coloration.
Expérience n° 2 : Dosage des ions Ca2+ et Mg2+ dans l'eau du robinet. Détermination de la dureté.
1) Remplir la burette graduée avec la solution d'EDTA dont la concentration est C 2 = (0,010 ± 0,001) mol.L-1
2) Prélever un volume V1 = 10,0 mL d'eau du robinet et la verser dans l'erlenmeyer.
3) Y ajouter 20 mL de la solution tampon de pH = 10 puis la solution de NET en volume suffisant pour obtenir une
couleur franche.
4) Réaliser un premier titrage grossier en versant l'EDTA de 1 mL en 1 mL.
En déduire un encadrement à 1 mL près du volume équivalent.
5) Réaliser alors un titrage précis afin de déterminer le volume équivalent au dixième de millilitre près.
6) A l'aide de la fiche méthode, déterminer la concentration en ion alcalinoterreux noté M2+ (pour Ca2+ et Mg2+) dans
l'eau du robinet.
7) En déduire une valeur de la dureté de l'eau du robinet et la comparer aux données du document 1.
Expérience n° 3 : Au Lycée, l'eau dite distillée est ,en fait, produite par un déminéralisateur;
Recueillir 10 mL de cette eau fraîchement produite et chercher à vérifier l'efficacité de la station de déminéralisation.
Travail à faire :
A partir des documents et du travail expérimental conduit, rédigez un compte rendu dans lequel vous expliquerez ce
qu'est la dureté de l'eau et où vous exposerez votre évaluation de la dureté de l'eau du robinet testée.
Vous exposerez ensuite en quelques lignes l'intérêt d'un adoucisseur, son principe et comment vous avez pu contrôler son
efficacité sur l'eau du robinet .
Fiche méthode :
Réaliser un titrage volumétrique
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THEME : L' EAU
But d'un titrage
:
Il s'agit de déterminer la concentration d'une espèce chimique en solution.
Transformation servant de support au titrage
réactif titré + réactif titrant
a R1
+
:
produits
b R2
c P1 + d P 2
Schéma du montage :
Définition de l’équivalence d’un titrage :
Exploitation :
1) Ecrire l'équation chimique support du titrage
a R1
+
b R2
c P1 + d P 2
2) En déduire la relation à l'équivalence en tenant compte des nombres stœchiométriques.
nI R
n R
= I
a
b
3) Exploiter cette relation en fonction du problème posé : on rappelle : n = C.V