Dosage des ions ammonium dans un bassin naturel

TS-Physique-Chimie
Partie : agir
e
Thème :défis du XXI siècle
TP n°12
Dosage des ions ammonium (NH4+)
dans un bassin naturel (investigation)
Binôme : …………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
I.
DOCUMENTS MIS A DISPOSITION DU CANDIDAT
Document 1 : Approche écologique
Un bassin naturel doit respecter des normes strictes afin que la vie aquatique s’y développe
normalement. Parmi les normes à respecter, celles relatives à la concentration en ions ammonium
dans le bassin. Dans la présente manipulation, on se propose de vérifier cette concentration dans un
échantillon d’eau de bassin naturel.
Document 2 : Extrait des normes d’une eau de bassin naturel
Voici pour différents paramètres la fourchette de valeurs entre lesquelles la vie aquatique va pouvoir
se développer dans de parfaites conditions.
Paramètres
mini
O2 dissous
pH
maxi
> 5 mg/L
6,5
NH3 (ammoniaque)
optimal
7,5 - 8,5
9,5
-
0 mg/L
-
NH4 (ions ammonium)
-
< 1 mg/L
-
NO2 (nitrites)
-
< 0,05 mg/L
-
NO3 (nitrates)
-
< 15 mg/L
(50 norme)
-
Température
3°C
-
28°C
Conductivité
-
-
< 700 μS/cm
+
-
II.
EXPERIENCE PRELIMINAIRE
Document 3 : Évolution de la teneur en dioxygène dissous dans l’eau en fonction de la
température
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1. Concentration du réactif titrant
Pour titrer les ions ammonium dans l’eau de l’échantillon, on utilise une solution aqueuse d’hydroxyde
+
-2
-1
de sodium (Na (aq) + HO (aq)) de concentration molaire en soluté apporté cb = 8,0 x 10 mol.L (solution
-1
fille). Cette solution doit être préparée à partir d’une solution mère de concentration c0 = 0,20 mol.L ,
seule dont dispose au laboratoire.
2. Préparation de la solution fille (20 min conseillées)
Proposer un protocole expérimental permettant de préparer 50,0 mL de solution fille à partir de la
solution mère dont vous disposez, en précisant le matériel à utiliser pour cette préparation et en
effectuant les calculs nécessaires.
APPEL N°1
III.
Appeler le professeur pour lui présenter le protocole, puis réaliser la dilution après
son accord
TITRAGE CONDUCTIMETRIQUE
1. Protocole du titrage conductimétrique : (35 min conseillées)
Prélever Veau = 200,0 mL de l’eau à analyser et les introduire dans un bécher de 250 mL.
Verser, dans la burette graduée, la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration molaire
mol L préparée précédemment.
Mettre en place le dispositif de dosage et introduire la sonde du conductimètre (après l’avoir
-1
étalonné autour de 1,4 mS.cm ) dans l’eau de l’échantillon.
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Faire un schéma légendé du dispositif du titrage dans le cadre ci-dessous (à gauche):
APPEL N°2
Appeler le professeur pour lui présenter votre dispositif de titrage
ou en cas de difficulté
Verser la solution aqueuse d’hydroxyde de sodium mL par mL jusqu’à 20 mL dans l’eau à analyser
(eau du bassin) et mesurer les conductivités.
Remplir le tableau suivant :
Vb (mL)
-1
mS.cm )
Vb (mL)
-1
mS.cm )
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
13
14
15
16
17
18
19
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Tracer le graphe de  en fonction de Vb sur le quadrillage (ci-dessus, à droite).
APPEL N°3
Appeler le professeur pour lui présenter le graphe
ou en cas de difficulté
2. Concentration en ions ammonium (15 min conseillées)
L’équation de la réaction entre les ions ammonium
et les ions hydroxyde
s’écrit :
À partir du graphe  = f(Vb) et de l’équation ci-dessus, déterminer en détaillant les différentes étapes
du raisonnement la concentration massique cm en ions ammonium dans l’eau de l’échantillon.
-1
Données : masses molaires, en g.mol : M(N) = 14,0 ; M(H) = 1,0.
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La concentration massique cm en ions ammonium déterminée précédemment est-elle une cause du
déséquilibre du milieu aquatique constaté ?
Justifier la réponse.
3. Analyses complémentaires au laboratoire (durée conseillée : 15 min)
Parmi les paramètres (listés document 2) influençant l’équilibre du milieu aquatique, quels sont ceux
qui ne pourraient pas faire l’objet d’une mesure sur l’échantillon dont vous disposez ?
Justifier la réponse.
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