FICHES RESSOURCES

● Document 1 : les eaux douces et les eaux dures Les eaux douces et dures sont classées selon les concentrations en différents éléments tels que les ions calcium (Ca2+), magnésium (Mg2+), hydronium (H3O+), hydrogénocarbonate ( -

3HCO ), carbonate

( -23CO ) et hydroxyde.

Les paramètres qui permettent de quantifier les différentes concentrations de ces principaux ions sont les suivants : - le titre alcalimétrique complet (TAC) correspond

aux teneurs en ions hydroxyde (OH-), hydrogénocarbonate ( -

3HCO ) et carbonate

( -23CO ) ;

- le titre hydrotimétrique (TH) qui détermine la somme des concentrations des ions magnésium et calcium ;

- le pH ; - la température.

● Document 2 : les eaux agressives et les eaux incrustantes Il existe un pH d’équilibre, où à température donnée les trois espèces chimiques ( -

3HCO , -23CO ,CO2)

coexistent dans l’eau : 2 -

3(aq)HCO = -23(aq)CO + H2O(ℓ) + CO2(aq)

- si le pH est supérieur au pH d’équilibre, les eaux ont tendance à déposer du carbonate de calcium CaCO3, elles sont dites entartrantes ;

- si le pH est inférieur au pH d’équilibre, les eaux ont tendance à dissoudre CaCO3, elles sont dites agressives.

Pour un pH donné, une eau peu minéralisée aura un pH < pHs (elle sera agressive), tandis qu’une eau plus minéralisée aura un pH > pHs (elle sera entartrante) ; ceci explique une certaine « corrélation » entre eau douce et eau agressive ou eau dure et eau incrustante, malgré des significations différentes.

● Document 3 : Détermination du TH de l’eau La dureté ou titre hydrométrique (TH) d’une eau correspond à la somme des concentrations en ions magnésium Mg2+

(aq) et calcium Ca2+(aq). Cette

concentration est généralement notée C et est exprimé en mmol.L-1. En France, la plupart des eaux ont une dureté exprimée en degré hydrométrique français exprimé en °f et défini par : 1 °f = 0,1 mmol.L-

1. Une eau dure contient beaucoup d’ions Mg2+(aq) et

Ca2+(aq).

Les ions Ca2+ et Mg2+ forment avec le NET (Noir d'Eriochrome T) en milieu basique un complexe qui est déplacé par l'EDTA (Ethylène Diamine Tétracétate).

Prélever 100 mL d'eau avec une fiole jaugée et transvaser dans un erlenmeyer de 250 ml.

Ajouter 30 gouttes de solution tampon K10 ammoniacal.

Ajouter 10 gouttes de NET. Remplir la burette avec la solution d’E.D.T.A

tamponnée de concentration molaire : C = 0,040 mol.L-1.

Effectuer le dosage. L’équivalence se traduit par un changement de couleur du rouge violacé au bleu.

Lire le volume sur la burette (VE). Le titre hydrométrique est déterminé par la relation :

TH = 4.VE

● Document 4 : Détermination du TAC de l’eau Le titre alcalimétrique complet (TAC) est lié à la concentration totale en ions hydrogénocarbonate ( -

(aq) 3HCO ), carbonate ( -23CO ) et hydroxyde (HO-).

Prélever 100 ml d'eau avec une fiole jaugée et les verser dans un Erlen de 250 ml.

Ajouter 10 gouttes de la solution d’hélianthine. Remplir la burette avec la solution d'acide

chlorhydrique de concentration molaire : C = 0,040 mol.L-1.

Effectuer le dosage. L’équivalence se traduit par un changement de couleur de la solution.

Lire le volume sur la burette (VE). Le titre alcalimétrique complet est déterminé par la relation :

TAC = 2.VE

● Document 5 : Graphique de Hallopeau et Dubin

A vous de jouer… Déterminer la nature agressive ou entartrante (incrustante) de l’eau du robinet

Elle s'obtient par la lecture du graphique de Hallopeau et Dubin. Un exemple est donné ci-dessous. 1- Déterminer le pH, la température, le TAC et le TH de l’eau du robinet. 2- Calculer le rapport TAC/TH. Déterminer le point 1 sur le diagramme auxiliaire à l’aide de la

température de l’eau et du rapport TAC/TH. 3- A partir du point 1, tracer une parallèle à la droite de saturation passant par le point

d'intersection entre la température et le ratio TAC/TH. Cette droite correspond à la droite d’équilibre.

4- Déterminer le point 2 à l'intersection de TAC (axe des abscisses) et le pH (axe des ordonnées) sur le grand graphique. Remarques :

- Ne pas oublier de multiplier par 10 votre valeur du TAC ; - Le report du pH sur le graphique se fait par les droites obliques (et non

horizontales). 5- Si le point se situe au-dessus de la droite d'équilibre, l'eau est entartrante, si elle se situe

sur la droite, l'eau est à l'équilibre, si le point se situe au-dessous de la droite d'équilibre, l'eau est agressive.

Exemple : On trouve une eau ayant : - pH = 6,8 ; - T = 15 °C ; - TH = 16 °f ; - TAC = 12 °f.

Cette eau est entartrante.

Diagramme auxiliaire

Droite de saturation

Point 1

Point 2