De l'osmose à l'osmose inverse

De l'osmose à l'osmose inverse

1) Principe de l’osmose

A) principe

B) La pression osmotique

C) expérience

2) Osmose inverse

3) module osmose

II) l'osmose inverse et le dessalement de l'eau de mer

A) Analyse de l’eau de mer

1) Nécessité de connaître la concentration en acide borique et en ions Cl-

2) Analyse expérimentale de l’eau de mer d’Ashkelon et comparaison avec les résultats du laboratoire de Véolia

a) Concentration en Cl-

b) Mesure du pH et calcul de la pression osmotique

B) Etape nécessaire au dessalement de l’eau de mer

1) Premier pass

2) Second pass pour enlever l’acide borique et les ions Cl-

3) Réajustement du pH et reminéralisation pour suivre les normes de potabilité et celles du client

1) Principe de l 'osmose

A)principe

L’osmose est le phénomène de diffusion qui se produit sous la seule influence de l’agitation moléculaire lorsque deux solutions de concentrations différentes se trouvent séparées par une membrane semi-perméable laissant passer le solvant mais non la substance dissoute. Le solvant traverse la membrane du milieu hypotonique (qui contient le moins de Substances dissoutes) vers le milieu hypertonique (contenant le plus de substances dissoutes). Ce phénomène s'arrête lorsque les deux liquides séparés par la membrane ont atteint la même concentration.

B) La pression osmotique

C) Expérience

EXPERIENCE MISE EN EVIDENCE DE LA PRESSION OSMOTIQUE mise en évidence du phénomène d’osmose dans le cadre d’une étude plus poussé sur le dessalement de l’eau de mer par phénomène d’osmose.

Présentation de l’expérience : L’osmomètre de Dutrochet

INTRODUCTION

Comme son nom l'indique, un osmomètre est un appareil de mesure (suffixe mètre). Bien que sa conception soit simple, elle répond en réalité à des conditions de mesures limitant la marge d'erreur. Il est bon de montrer que parfois, la technologie expérimentale bien qu'aboutissant à des appareils apparemment simples, respecte des critères très précis notamment pour réduire à la fois la marge des erreurs de lecture, exploiter au mieux les données à mesurer et, quand cela est possible, faciliter la mise en œuvre de l'appareillage. L'osmomètre de Dutrochet est un appareil de mesure pour lequel, il est aisé de montrer les rapports entre apparence et fonctionnalité.

Le matériel utilisé

La partie centrale de l'appareil en verrerie est une ampoule ouverte à sa base, surmontée d'une colonne relativement fine mais qui ne fait pas intervenir les phénomènes de capillarité. La base de l'ampoule peut montrer une collerette de façon à pouvoir fixer une membrane de façon, à la fois, résistante et étanche : la régularité du bord de cette collerette sera un gage de cette étanchéité.

Une membrane, c'est-à-dire une surface relativement fine par rapport à son étendue, est installée de façon bien tendue, à la base de l'ampoule. Il va être possible en changeant le type de membrane à la base de l'appareil de pouvoir faire des mesures comparatives de diverses membranes en respectant les mêmes conditions de mesure notamment la surface de membrane active puisqu'on utilise la même ampoule donc la même section.

Un cristallisoir suffisamment grand (de section très supérieure à celle de la colonne de l'osmomètre).

Un support est nécessaire. Il consiste en un pied lourd (stabilité oblige) tenant une tige verticale sur laquelle pourra (par une noix de serrage) être positionné un bras de potence horizontal terminé par une pince large de serrage de la colonne surmontant l'ampoule.

Description du phénomène.

• État initial commun à toute mesure

L'ampoule contient une solution donnée de concentration molaire connue dont le niveau supérieur sera ajusté au mieux à la base de la colonne (plutôt légèrement au-dessus qu'au dessous). Le cristallisoir contient une autre solution, d'un même soluté ou non, de concentration molaire connue voire de l'eau distillée (solution de concentration molaire nulle). L'ampoule de l'osmomètre est immergée dans la solution du cristallisoir en ajustant les niveaux liquidiens à la base de la colonne de façon à ce que les pressions hydrostatiques de part et d'autre de la membrane soient équilibrées. Le niveau des liquides à l'état initial doit être marqué sur la colonne : mesure h = 0.

• Expérience : déroulement et interprétation

État initial

Dans l'ampoule, une solution de sulfate de cuivre de concentration molaire connue se retrouve confrontée à de l'eau distillée au travers de la membrane. Le niveau h0 correspondant à celui de l'eau dans le cristallisoir et à celui de la solution de sulfate de cuivre dans l'osmomètre (qui ont été ajustés pour équilibrer les pressions hydrostatiques de part et d'autre de la membrane) est indexé avec précision.

Phase 1

Le niveau de la solution s'élève dans la colonne. L'élévation du niveau est de plus en lente au cours du temps. Le ralentissement de l'élévation du niveau aboutit à une stabilisation à une hauteur hS. Aucune coloration n'apparaît dans le liquide du cristallisoir (ou tout au moins, qui ne serait pas

...