Compte rendu tp Détermination de la dureté de l’eau minérale

Détermination de la dureté de l’eau minérale

1. Introduction

La dureté totale d’une eau est définie par la quantité d’ions calcium Ca+2 (dureté calcique) et magnésium Mg+2 (dureté magnésienne) présents dans cette eau. Elle s’exprime en °TH (degré hydrotimétrique). Les eaux courantes sont caractérisées par des degrés hydrotimétriques français échelonnés entre 0 et 50.

Certaines eaux minérales possèdent une forte teneur en ions de calcium et de magnésium, ce qui est au contraire recherché car ces ions confèrent à l’eau des propriétés diététiques.

Le but de ce TP est de déterminer la dureté de l’eau minérales.

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1. Réponses aux questions

1. Diagrammes de prédominance
2. Placer les pH de travail (pH=10)

[pic 2]

1. Les valeurs de [Mg2+] et [Ca2+] sur les bouteilles :

[Mg2+] =74 mg/L soit C=rho/M= (74*10-3) /24,3 = 3,045 * 10-3 M = 3,045 mM

[Ca2+] = 468 mg/L soit C= (468*10-3) /40 = 0,0117 M = 11,7 mM

Donc degré TH= 10* ([Mg2+] +[Ca2+]) = 10*(3,045+ 11,7) = 147,45 TH

1. Les équilibres de précipitation :

Mg2+ + 2OH-         Mg(OH)2-    ;          PKs = 9.2[pic 3]

Ca2+ +2OH-        Ca(OH)2-     ;           PKs = 5.62[pic 4]

1. Calculer les pH de début de précipitation :

• Pour Mg

  Mg2+                         2OH-                                   Mg(OH)2

74.5mg/L                  [OH-]                                     0

74.5mg/L-Y               [OH-]-2Y                               Y

Ks = [Mg2+] × [OH-]2

[Mg2+] = 74.5mg/L = (0.0745 g/L) / (24 g /mol) = 3.1 × 10-3 M    ;   avec MM(Mg)=24g/mol)

PKs = 9.2                 Ks = 10-9.2 [pic 5]

[OH-]  = (10-9.2 / 3.1×10-3 )1/2 = 4.51×10-4 M

pOH = 3.3                pH = 14– 3.3                pH = 10.7[pic 6][pic 7]

• Pour Ca (même raisonnement que pour Mg )

Ks = [Ca2+] × [OH-]2

[Ca2+] = 486mg/L = 0.0117 M ; avec MM(Ca) = 40g/mol

PKs = 5.26               Ks = 10-5.26[pic 8]

[OH-]= (10-5.26 / 3.1×10-3)1/2 = 0.0216 M

POH = 1.67             pH =14-1.67              pH = 12.33[pic 9][pic 10]

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