L’heure du thé : géochimie de l’eau et lessivage … · 2016-09-01 · A Molarité, normalité et concentration 37 ... Convertissez vos résultats en molarité et molalité?

L’heure du thé : géochimie de l’eau et lessivage

Géochimie Environnementale

6GCH410

L. Paul Bédard, ing. Ph.D

10 septembre 2007

2

Remerciements : Je tiens à remercier les professeurs Michael Higgins,Jacques Carignan, Alain Rouleau et Sonia Tanguay pour leur aide précieuse.De plus, je tiens à remercier mes premiers "cobayes" dont Julie Laberge pourleurs commentaires constructifs.

Table des matières

1 Introduction 7

2 Les mesures et les questions 92.1 Échéancier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2 Les manipulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.3 Les questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.4 Le rapport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3 L’échantillonnage de l’eau 13

4 Le pHmètre 154.1 Le pHmètre Accumet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.2 La température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.3 Le pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.3.1 Étalonnage de l’électrode de pH . . . . . . . . . . . . . 154.3.2 Mesure de pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.4 Le Eh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.4.1 La théorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5 Le TSDmètre 195.1 Le TSD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195.2 La conductivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6 L’oxygène dissout 216.1 Oxygènomètre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

6.1.1 Utilisation de l’oxymètre Hanna . . . . . . . . . . . . 216.2 Hach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6.2.1 Le matériel nécessaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3

4 TABLE DES MATIÈRES

6.2.2 Protocole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

7 L’alcalinité 257.1 Le matériel nécessaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257.2 Protocole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257.3 Un exemple de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

8 Le chlore 298.1 Le matériel nénessaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298.2 Protocole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

9 Les nitrates 319.1 Le matériel nénessaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319.2 Protocole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

10 Les sulfates 3310.1 Le matériel nécessaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3310.2 Protocole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

11 Les phosphates (phosphore réactif) 3511.1 Le matériel nécessaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3511.2 Protocole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

A Molarité, normalité et concentration 37

B Classification des eaux minérales 39

Liste des tableaux

2.1 Horaire des laboratoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2 Teneur des analytes dans les feuilles de thé (µg/g) . . . . . . . 11

3.1 Conditions de conservation des échantillons d’eau . . . . . . . 14

7.1 Matériel nécessaire à la mesure de l’alcalinité . . . . . . . . . 277.2 Teintes à obtenir pour la mesure de l’alcalinité totale . . . . . 277.3 Calcul des carbonates et des bicarbonates . . . . . . . . . . . . 27

B.1 Classification des eaux minérales . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5

6 LISTE DES TABLEAUX

Chapitre 1

Introduction

Ce laboratoire sert d’analogue à des échantillons d’eau pris en milieu na-turel et aux effets du lessivage dans la matière organique. Il s’agit de mesurerles paramètres de base d’eau embouteillée, de thé infusé avec ces eaux, etde thé mais cette fois avec l’eau acidifié. L’exercice permet de simuler unéchantillonage d’eaux variées, l’effet de leur passage dans des feuilles, et avecune eau acide (pluies acides, résidus miniers, etc.). Nous croyions qu’il estintéressant de doser l’eau en bouteille pour avoir une idée que de ce que l’onboit. De plus, en faisant du thé, il est possible de quantifier certains élémentschimiques gagnés ou perdus dans la boisson.

Le but des derniers chapîtres est de fournir une aide en français à l’utilisa-tion des appareils (Accumet, Hanna et Hach (prononciation : hacrhrhr)).Il ne remplace en rien les manuels de géochimie de l’eau ni ceux de Hach. Ilne décrit que les manipulations courantes faites à l’UQAC.

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8 CHAPITRE 1. INTRODUCTION

Chapitre 2

Les mesures et les questions

2.1 Échéancier

Tab. 2.1 – Horaire des laboratoiresSemaine Manipulation À remettre10 sept. échantillonnage d’eau sur le terrain observations et me-

sures de terrain17 sept. goût et mesure des paramètres de base données et réponses

aux questions 1a, b, etc

24 sept. préparation des solutions (thé) un sourire1 oct. pas de lab.8 oct. Action de grâce15 oct. absorption atomique tableau des données19 oct. rapport final

2.2 Les manipulations

1. Goutez les eaux en bouteille et du robinet et notez vos observations(couleur, odeur, goût, etc.)

2. Mesurez le pH, Eh, température, TSD, oxygène dissout, avec les diffé-rents appareils.

9

10 CHAPITRE 2. LES MESURES ET LES QUESTIONS

3. Dosez l’alcalinité, le chlore, les nitrates, les sulfates et les phosphatesavec le colorimètre Hach.

4. Fabriquez du thé avec les eaux en bouteilles (200 ml), du robinet etdistillée (infusion à 20˚C).

5. Refaites du thé mais en ajoutant 1 ml d’acide sulfurique

6. Diluez vos solutions 10, 100 et 1000 dans 1

7. Mesurez par absoption atomique le Mn, Ca, K, Fe et Na

8. Lavez vos fioles jaugées.

9. Faites les graphiques adéquats pour répondre aux questions.

2.3 Les questions

1. Sciences fondamentales(a) Faîtes le lien entre le TDS et le goût des eaux ?

(b) À partir de quelle teneur en sel, détectez-vous les sels au goût ?

(c) Détectez vous la dureté au goût ?

(d) Convertissez vos résultats en molarité et molalité ?

(e) Faites un bilan de masse et commentez.

(f) Quels sont les effets de l’acidification des eaux sur le lessivage ?

(g) Comparez vos résultats avec les teneurs indiquées sur les bou-teilles, calculez une erreur relative et expliquez les différences ?

2. Ingénierie(a) Classez vos eaux selon différentes normes (européenne (annexe B),

québécoise) ?

(b) En terme d’utilisation domestique : lavage du linge, savonnageetc. ; quelles sont vos recommendations sur ces eaux ?

(c) En terme d’utilisation industrielle : corrosion, réactivité, pH, etc. ;quelles sont vos recommendations sur ces eaux ?

(d) Quelles sont vos recommentations pour une consommation domes-tique de ces eaux (n’oubliez pas les impacts sur la santé) ?

(e) Si vous travailliez à la conception d’une usine d’épuration deseaux ; quelles seraient seraient les aspects à tenir compte si l’eaudevait circuler au travers d’un dépôt de feuilles mortes (utilisez leTableau 2.2) ?

2.4. LE RAPPORT 11

Tab. 2.2 – Teneur des analytes dans les feuilles de thé (µg/g)

Ca Na K Fe Mn162 179 6410 315 718

2.4 Le rapport

Vous devez rédiger le rapport comme si vous étiez un consultant à qui unclient demandait votre expertise sur ces eaux.

12 CHAPITRE 2. LES MESURES ET LES QUESTIONS

Chapitre 3

L’échantillonnage de l’eau

Les conditions d’échantillonnage et de conservation sont critiques pourla qualité des résultats. Les contenants et mode d’échantillonnage peuventaffecter sérieusement les résultats. Les échantillons devraient Ítre pris le plusprès possible de la source (i.e. tuyau, résurgence, etc.). Le contenant devraitÍtre remplis le plus lentement possible pour minimiser les bulles d’air et laturbulence. De plus, il ne devrait pas y avoir d’air ou de bulles d’air dansle contenant. Le contenant doit Ítre rincé avec l’eau à échantillonner deuxà trois fois. Dans le cas d’échantillon pris à partir d’un robinet ou d’unepompe, il faut laisser écouler l’eau suffisamment longtemps pour obtenir del’eau qui n’a pas résidé dans la tuyauterie longtemps. Les échantillons d’eaureprésentatifs d’un cours d’eau sont particulièrement difficile à obtenir. Il fautéchantillonner à différentes localisations, profondeurs, et périodes.

Idéalement les contenants sont fait de polypropylène ou de polyéthylène,ces contenants offrent le meilleur rapport qualité/prix. Il est nettement pré-férable d’analyser les échantillons le plus rapidement après leur échantillon-nage. Ceci est d’autant plus vrai que les teneurs en métaux sont faibles. Destechniques de préservation sont couramment utilisées telles que l’acidificationet le refroidissement (Tableau 3.1).

13

14 CHAPITRE 3. L’ÉCHANTILLONNAGE DE L’EAU

Tab. 3.1 – Conditions de conservation des échantillons d’eauParamètre Préservation ConservationpH aucune immédiatementPhosphore (élémental) refroidir à 4 C̊ 48 heuresTurbidité refroidir à 4 C̊ 48 heuresCouleur refroidir à 4 C̊ 48 heuresNitrates refroidir à 4 C̊ 48 heuresSulfures refroidir à 4 C̊ ; acétate Zn

+ NaOH → pH > 97 jours

Alcalinité refroidir à 4 C̊ 14 joursAmmoniaque refroidir à 4 ;̊ H2SO4 →

pH < 228 jours

Ammoniaque refroidir à 4 ;̊ H2SO4 →

pH < 228 jours

Sulfates refroidir à 4˚ 28 joursPhosphore (total) refroidir à 4 ;̊ H2SO4 →

pH < 228 jours

Chlorure aucune 28 joursFluorures aucune 28 joursDureté HNO3 → pH <

2, H2SO4 → pH < 26 mois

Métaux HNO3 → pH < 2 6 mois

Chapitre 4

Le pHmètre

4.1 Le pHmètre Accumet

C’est un appareil fragile, soyez prudent ; surtout avec les électrodes. Ily deux électrodes avec le pHmètre soit une de pH et de température etune autre de Eh (ou plus précisemment de potentiel d’oxydoréduction. Lesélectrodes se composent d’une petite bulle de verre poreux qui est fragile,évitez de frapper l’électrode.

4.2 La température

Il suffit de brancher l’électrode de pH (connecteurs BNC et 3.5 mm) etde mesurer la température. La mesure est notée lorsque le voyant du béchers’éteint. La température est en degrés celcius.

4.3 Le pH

4.3.1 Étalonnage de l’électrode de pH

1. Mettre l’appareil sous tension avec l’électrode branchée

2. Appuyer sur mode

3. Appuyer sur setup pour faire changer les options.

4. Appuyer sur enter pour sélectionner votre option.

15

16 CHAPITRE 4. LE PHMÈTRE

5. Trouver l’écran Measure, appuyer sur setup deux fois et appuyer surenter pour vider la mémoire tampon.

6. Appuyer sur std pour accéder au à l’écran d’étalonnage.

7. Plonger l’électrode dans une solution pH tampon offerte par le menu(2, 4.7, 10 ou 12).

8. Appuyer une nouvelle fois sur std pour amorcer la séquence. Une foisla mesure stabilisée, le pHmètre retournera au menu Measure.

9. Répéter les trois étapes précédentes pour étalonner avec une nouvellesolution tampon d’un autre pH. Il est préférable d’étalonner avec plusd’une solution. Le phmÍtre Accumet vous permet cinq solutions tam-pons différentes.

4.3.2 Mesure de pH

1. Appuyer sur auto si ne n’est pas fait.

2. Plonger l’électrode dans la solution (l’eau à mesurer).

3. Lire le pH après quelques secondes d’attentes.

4.4 Le Eh

La mesure du potentiel d’oxydoréduction (Eh) se mesure avec une élec-trode ORP (Oxydo-Reduction Potential). Cette électrode se branche sur lepHmètre HachOne et le bouton mV du pHmètre doit Ítre appuyé pour faireune lecture mV. L’électrode doit Ítre remplie d’une solution de KCl saturéeen Ag/AgCl. Le niveau de la solution de KCl doit Ítre toujours 3 cm plushaute que le liquide mesuré. Pour remplir, il suffit d’utiliser la petite bou-teille (No. de catalogue 50280) et de remplir par le petit trou en haut del’électrode.

Brancher l’électrode au pHmètre (en mode mV). Placer l’électrode dansla solution et attendre que la lecture se stabilise. Noter le potentiel d’oxydo-réduction.

4.4.1 La théorie

Tout comme le transfert d’ion hydrogène entre les composés chimiquesdétermine le pH, le transfert d’électrons entre les composés chimiques déter-

4.4. LE EH 17

mine le potentiel d’oxydo-réduction (ORP). Il est mesuré en volts, millivoltsou Eh (1 Eh = 1 mV). L’oxydation se fait lorsqu’un composé perd un électronet la réduction se produit lorsqu’un composé gagne un électron. Il doit y avoirréduction lorsqu’il y oxydation et vice versa. Le potentiel d’oxydo-réductionmesure la tendance d’une solution à perdre ou à gagner des électrons lorsquesoumis à une modification par l’ajout d’un nouveau composé. Une solutionavec un fort potentiel aura tendance à gagner des électrons du nouveau com-posé (oxydation).

La mesure se fait en déterminant la différence de potentiel entre uneélectrode indicatrice inerte en contact avec la solution et une électrode deréférence stable relié à la solution par un pont de sel. L’électrode indicatricesert de plateforme pour le transfert d’électrons du ou vers de la cellule de réfé-rence. La cellule de référence est composée d’un standard d’oxydo-réductionde potentiel connu. La base de référence est une électrode d’hydrogène stan-dard et auquel une valeur arbitraire de 0.0 mV a été assignée.

18 CHAPITRE 4. LE PHMÈTRE

Chapitre 5

Le TSDmètre

La mesure du TSD (Total des Solides Dissous ; TDS en anglais : TotalDissolved Solids C’est l’appareil le plus facile à utiliser dans le sytème Hach.Il suffit essentiellement de submerger la sonde sous l’eau, de choisir l’échelleet de noter la mesure. Il faut cependant s’assurer qu’il n’y a pas de bullesd’air dans la sonde.

5.1 Le TSD

Avant d’utiliser la sonde, elle doit Ítre bien mouillée. Il faut donc laissertremper la sonde quelques minutes avant son utilisation si elle est sèche.

1. Appuyer sur Power

2. Appuyer sur CND (conductivité et s’assurer que le voyant LO BAT

n’apparaît pas.

3. Sélectionner la fourchette de conductivité ; si elle est inconnue utiliserla plus haute (i.e. 20).

4. Insérer la sonde dans la solution et s’assurer qu’il n’y a pas de bulles.

5. Si la lecture se retrouve dans le 10 % inférieur de la fourchette de valeurs(i.e. inférieur à 2 si le bouton 20 est appuyé), choisir la fourchetteinférieure.

6. Si la teneur est supérieure à la capacité de l’appareil, l’écran affichera1 et des espaces blancs.

7. Rincer la sonde avec de l’eau distillée entre chaque mesure.

19

20 CHAPITRE 5. LE TSDMÈTRE

8. La mesure sera en µ S/cm ou mS/cm selon le choix de valeurs (200, 2ou 20).

5.2 La conductivité

1. Appuyer sur Power

2. Appuyer sur CDN et s’assurer que le voyant LO BAT n’apparaît pas.

3. Sélectionner la fourchette de conductivité ; si elle est inconnue utiliserla plus haute (i.e. 20).

4. Insérer la sonde dans la solution et s’assurer qu’il n’y a pas de bulles.

5. Si la lecture se retrouve dans le 10 % inférieur de la fourchette de valeurs(i.e. < 2 si le bouton 20 est appuyé), choisir la fourchette inférieure.

6. Si teneur est supérieure à la capacité de l’appareil, l’écran affichera 1et des espaces blancs.

7. Rincer la sonde avec de l’eau distillée entre chaque mesure.

8. La mesure sera en mg/L ou g/L selon le choix de valeurs (200, 2 ou20).

Chapitre 6

L’oxygène dissout

6.1 Oxygènomètre

6.1.1 Utilisation de l’oxymètre Hanna

– S’assurer que la membrane de l’électrode est humide, et que cette der-nière est remplise d’électrolyte.

– Mettre l’oxymètre sous tension (ON )– COND devrait apparaitre dans l’écran pour vous informer que l’élec-

trode est en “conditionnement” i.e. préparation pour la mesure.– Une fois le COND disparu, l’instrument est prÍt à l’étalonnage– Idéalement, une attente de 5-10 supplémentaire assure de meilleurs ré-

sultats– Enlever le bouchon de protection de l’électrode– Appuyer sur CAL et — apparaitra à l’écran et un petit CAL dans le

bas.– L’instrument va s’étalonner à la teneur de saturation.– Après une minute, 100% va apparaitre à l’écran avec un petit sample

indiquant que l’instrument est étalonné et prÍt.– Attention : Si vous devez utiliser l’oxymètre dans des eaux salées ou

encore en altitude il y a des facteurs de correction disponibles dans lemanuel de l’instrument.

21

22 CHAPITRE 6. L’OXYGÈNE DISSOUT

6.2 Hach

6.2.1 Le matériel nécessaire

– Une bouteille BOD 60 mL.– Cylindre gradué 50 mL– Titrateur numérique– Erlenmeyer 250 mL– Dissolved Oxygen 1 reagent powder pillow (981-99).– Dissolved Oxygen 2 reagent powder pillow (982-99).– Dissolved Oxygen 3 reagent powder pillow (987-68).– Sodium thiosulfate titration cartridge 0.2 N (22675-01)

6.2.2 Protocole

1. Récupérer l’eau dans un bouteille BOD 30 mL en laissant l’eau déborderpendant deux à trois minutes. Ce test doit être fait tout de suite ;il ne peut attendre.

2. Ajouter le contenu d’une enveloppe Dissolved oxygen 1 et une Dis-

solved oxygen 2

3. Recouvrir immédiatement avec le bouchon de façon à ne pas laisserentrer d’air.

4. Inverser la bouteille plusieurs fois pour bien mélanger. Un floculé brunva se former s’il y a de l’oxygène dissout et blanc s’il n’y a pas d’oxyxène.

5. Laisser reposer jusqu’à ce que le floculé quitte la demi supérieure de labouteille.

6. Inverser la bouteille encore quelques fois et recommencer l’étape précé-dente.

7. Enlever le bouchon ajouter le contenu d’une enveloppe Dissolved

Oxygen 3

8. Remettre le bouchon sans ajouter d’air et inverser la bouteille plusieursfois.

9. Mesurer précisemment 20 mL de cette solution dans un erlenmeyer.

10. Placer la cartouche de sodium thiosulphate 0.2 N dans le titrateuret chasser les bulles d’air en tournant le bouton.

11. Remettre le compteur du titrateur à zéro.

6.2. HACH 23

12. Titrer jusqu’à ce que la solution passe du jaune à incolore.

13. Lire le compteur et multiplier par 0.1 pour obtenir la concentrationd’oxygène dissout en mg/L.

24 CHAPITRE 6. L’OXYGÈNE DISSOUT

Chapitre 7

L’alcalinité

C’est la mesure des carbonates (CO3) et des bicarbonates (HCO−

3 ). Cetteméthode est approuvé par l’EPA (USA).

7.1 Le matériel nécessaire

– Bromocresol green-methyl red indicator powder pillows

(943-99)– Phenolphtalein indicator powder pillow (942-99)– eau distillée et déminéralisée– Acide sulfurique 0.16 N (14388-01) ou 1.6 N (14389-01)– titrateur numérique– agitateur magnétique et plaque agitatrice– erlenmeyer 250 mL– cylindre gradué ou pipette approprié

7.2 Protocole

1. Choisir un volume d’échantillon correspondant à l’alcalinité attendue(Tableau 7.1) et la cartouche d’acide sulfurique H2SO4 ayant la bonneconcentration.

2. Insérez la cartouche d’acide dans le titrateur.

25

26 CHAPITRE 7. L’ALCALINITÉ

3. En faisant pointer le titrateur vers le haut, tournez le bouton jusqu’àfaire couler quelques gouttes d’acide et chasser les bulles d’air.

4. Remettre le compteur du titrateur à zéro.

5. Mesurez le volume d’échantillon selon le tableau 1 à l’aide d’un cylindregradué ou d’une pipette et transférez dans un erlenmeyer de 250 mL.

6. Si nécessaire complétez le volume jusqu’à 100 mL avec de l’eau distillée.

7. Ajoutez une pochette de phenolphtaleine indicator powder etmélangez. Note : l’utilisation d’un agitateur magnétique et d’une plaquemagnétique est recommandée.

8. Titrez avec le titrateur jusqu’à ce que la solution redevienne incolore , sielle s’est teinté rose lors de l’ajout de phenolphtaleine indicator

powder.

9. Notez les chiffres du titrateur.

10. Calculez l’alcalinité :

mg/L CaCO3 =

chiffre titrateur • facteur multiplicateur du Tableau 7.1

11. Ajoutez une pochette de bromocresol green-methyl red indi-

cator powder pillow à l’erlenmeyer et agitez.

12. Poursuivre la titration avec l’acide sulfurique jusqu’aux teintes indi-quées au (Tableau 7.2).

13. Calculez l’alcalinité totale :

mg/L CaCO3 total =

chiffres du titrateur • facteur multiplicateur du Tableau 7.1

14. Calculez les autres paramètres avec le tableau 7.3.

15. L’alcalinité HCO−

3 ainsi obtenue est en mg/L de CaCO3. Il faut laconvertir en mg/L de HCO−

3 . Étant donné que :

CaCO3 + H2O + CO2 ⇒ Ca2+ + 2 • HCO−

3

Pour chaque molécule de CaCO3 il y aura 2 molécules de HCO−

3 . Lerapport des poids moléculaires est de :

2HCO−

3

CaCO3

=2 • (1.01 + 12.01 + (16 • 3))

40.08 + 12.01 + (16 • 3)= 1.22

La valeur obtenue devra ainsi Ítre multipliée par 1.22.

7.2. PROTOCOLE 27

Tab. 7.1 – Matériel nécessaire à la mesure de l’alcalinitémg/L CaCO3 volume éch. (mL) cartouche multiplicateur

10-40 100 0.16 0.140-160 25 0.16 0.4

100-400 100 1.6 1.0200-800 50 1.6 2.0

500-2000 20 1.6 5.01000-4000 10 1.6 10.0

Tab. 7.2 – Teintes à obtenir pour la mesure de l’alcalinité totale

Teinte Alcalinité terminaisongris-bleu verdâtre léger approx. 30 mg/L pH 5.1

violet-gris léger approx. 150 mg/L pH 4.8rose léger approx. 500 mg/L pH 4.5rose léger silicates ou phosphates présents pH 4.5

– rejet industriel ou système complexe pH 3.7

Tab. 7.3 – Calcul des carbonates et des bicarbonatesRésultats de ti-

trationhydroxyde = carb. = bicarb. =

1Alc. phenol. =

00 0 Alc. tot

2Alc. phenol. =

Alc. totAlc. tot 0 0

32 Alc. phenol.

< Alc. tot0 2 Alc. phenol.

Alc. tot - 2 Alc.

phenol.

42 Alc. phenol.

= Alc. tot0 Alc. tot 0

52 Alc. phenol.

> Alc. tot

2 Alc. phenol. -

tot0 -

28 CHAPITRE 7. L’ALCALINITÉ

7.3 Un exemple de calcul

Un échantillon a une alcalinité phénolphtaléine de 170 mg/L de CaCO3 etune alcalinité totale de 250 mg/L de CaCO3. Quelles sont les concentrationsde l’alcalinité d’hydroxyde, carbonate et de bicarbonate ?

1. L’alcalinité phénolphtaléine n’égale pas zéro ; donc passage à la ligne 2du Tableau 7.3.

2. L’alcalinité phénolphtaléine n’égale pas l’alcalinité totale (170 mg/Lversus 250 mg/L) ; donc passage à la ligne 3 du Tableau 7.3.

3. L’alcalinité phénolphtaléine multiplié par 2 égale 340 mg/L. Étantdonné que cette dernière est supérieure à l’alcalinité totale ; donc pas-sage à la ligne 5 du Tableau 7.3.

4. L’alcalinité hydroxyde égale : 340 − 250 = 90mg/L d’alcalinité hy-droxyde.

5. L’alcalinité carbonate égale : 250−170 = 80 mg/L ; 80∗2 = 160 mg/Ld’alcalinité carbonate.

6. L’alcalinité bicarbonate est de zéro mg/L.

7. Vérification :

90 mg/L Alc. Hydrox.

160 mg/L Alc. Carb.

+ 0 mg/L Alc. Bicarb.

250 mg/L

8. Vérification faite.

Chapitre 8

Le chlore

8.1 Le matériel nénessaire

– DPD Total chlorine reagent (14064-99)– Bouchon de caoutchouc– Bouteilles de 10 mL

8.2 Protocole

1. Inserer le module 52.01 dans le colorimètre DR/700.

2. Appuyer sur I

O

3. Après 2 secondes, l’affichage va montrer 525 nm et le module 52.01.

4. Après 2 secondes, l’affichage va montrer le numéro de programme, lesunités de concentration, la position décimale et le zéro. Si nécessaireappuyer sur ⇑ jusqu’à ce que le numéro de programme 52.07.1 soitaffiché.

5. Remplir une bouteille de 10 mL jusqu’à la ligne 10 mL.

6. Ajouter une enveloppe DPD Total Chlorine Powder Pillow à l’échan-tillon.

7. Boucher la bouteille et agiter pour 20 secondes.

8. Attendre 3 minutes.

9. Remplir une bouteille de 10 ml avec l’échantillon (le blanc) et boucherla bouteille.

29

30 CHAPITRE 8. LE CHLORE

10. Placer l’échantillon dans le colorimètre.

11. Appuyer sur ZERO. Le colorimètre va compter à rebours jusqu’à 0.L’affichage va alors montrer 0.00 mg/L et le zéro va disparaitre.

12. À l’intérieur de 3 minutes, placer l’échantillon (avec le réactif) dans lecolorimètre.

13. Appuyer sur READ. Le colorimètre va compter à rebours jusqu’à 0 etafficher les résultats en mg/L de chlore total (Cl2)

Chapitre 9

Les nitrates

9.1 Le matériel nénessaire

– enveloppe de Nitraver 5 (14034-66)– Bouteilles de 10 mL– Bécher de 50 mL

9.2 Protocole

1. Insérer le module 50.01 dans le colorimètre DR/700.

2. Appuyer sur I

O


4. Remplir une bouteille de 10 mL jusqu’à la ligne 10 mL.

5. Ajouter une enveloppe Nitraver 5 Reagent Powder Pillow.

6. Agiter vigoureusement pendant 1 minute.

7. Laisser reposer pendant 5 minutes.

8. Remplir une bouteille de 10 mL avec l’échantillon (10 mL) pour servirde blanc.

9. Placer le blanc dans le colorimètre.

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32 CHAPITRE 9. LES NITRATES

10. Appuyer sur ZERO. L’appareil va compter à rebours jusqu’à zéro etl’affichage du zéro va disparaître.


12. Appuyer sur READ. L’appareil va compter à rebours jusqu’à zéro etaffichera le résultat en mg/L de nitrates

13. multiplier par 4.4 pour obtenir la concentration en mg/L de NO−

3 .

Chapitre 10

Les sulfates


– Sulfaver 4 Sulfate Reagent (21067-69)– Solution de référence de sulfate (21757-11)– Eau dé-ionisée– Colorimètre– Pipettes

10.2 Protocole

1. Installer le module 45.01 dans le colorimètre.

2. Appuyer sur I

O

3. L’affichage va montrer 450 nm et le module 45.01.

4. Après 2 secondes, l’affichage va montrer un numéro de programme etle zéro. Si nécessaire appuyer sur PROGRAM jusqu’à ce que le numérode programme 45.000 soit affiché.

5. Préparer une solution de référence en pipettant 4 mL de la solutionde sulfate (21757-11) dans une fiole jaugée de 100 mL. Mélanger eninversant 10 fois. Vous avez une solution de référence à 40 mg/L.

6. Remplir une bouteille de 10 mL avec la solution de référence. Couvrir.

7. Remplir une bouteille de 10 mL avec l’échantillon.

8. Remplir une bouteille de 10 mL avec de l’eau distillée le blanc.

33

34 CHAPITRE 10. LES SULFATES

9. Ajouter une enveloppe de Sulfaver 4 dans chaque bouteille (3). Bienmélanger.



12. Appuyer sur CAL et ensuite sur ZERO

13. Le colorimètre va maintenant afficher 40.000

14. Placer l’étalon de référence 40 mg/L et appuer sur READ

15. Le colorimètre affichera la valeur de calibration.

16. Appuyer sur CAL et refaire le zéro

17. Relire l’échantillon de référence pour s’assurer que la valeur est bien de40 ± 0.1


19. Appuyer sur READ. L’appareil va compter à rebours jusqu’à zéro, etdonner le résultats en mg/L de sulfate (SO2−

4 ).

Chapitre 11

Les phosphates (phosphoreréactif)


– PhosVer 3 Phosphate Reagent (21060-69)– Colorimètre– Module 81.01

11.2 Protocole

1. Insérer le module 80.01 dans le colorimètre DR/700.

2. Appuyer sur I

O, l’affichage va montrer 810 nm et module 81.01.


4. Remplir avec l’échantillon une bouteille de 10 mL jusqu’à la ligne 10mL.

5. Ajouter une enveloppe PhosVer 3.


7. Remplir avec l’échantillon une bouteille de 10 mL jusqu’à la ligne 10mL : le blanc.

35

36 CHAPITRE 11. LES PHOSPHATES (PHOSPHORE RÉACTIF)


9. Appuyer sur ZERO et l’appareil va faire un compte à rebours jusqu’àzéro et le voyant zéro va disparaître.


11. Appuyer sur READ et l’appareil va faire un compte à rebours jusqu’àzéro.

12. Affichage du résultat en mg/L de phosphate (PO4)

13. Pour convertir en mg/L P2O5 multiplier par 0.747.

14. Pour convertir en mg/L P multiplier par 0.326.

Annexe A

Molarité, normalité etconcentration

molarité = Nb mole/ 1 litre de solutionainsi une solution 1M de HCl anhydre correspond à 33.461 g de HCl (unemole) dissout dans un litre d’eau et une solution de 0.5M de H2SO4 corres-pond à 0.5 × 98.074 g de H2SO4 anhydre dans un litre d’eau.

La normalité sert à exprimer la concentration d’un réactif qui est l’équi-valent d’un autre réactif participant à la réaction. La réaction doit alorsÍtre spécifiée. Dans un exemple de neutralisation acide-base :

HCl + NaOH → H2O + NaCl

il faut qu’un équivalent de solution d’acide hydrochlorique soit mélangé avecun équivalent d’hydroxyde de sodium en solution pour la réaction soit com-plète. Dans le cas présent c’est la masse de réactif en grammes qui réagitavec une mole d’hydrogène. Donc une solution 1N de HCl réagira avec unesolution de 1N NaOH (1 mole pour 1 mole) ainsi une solution 1M est égaleà 1N pour la réaction précédente.

Par contre dans la réaction acide-base :

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

l’acide sulfurique, bien que partiellement ionisée dans la solution, peutcontribuer deux ions hydrogène à la réaction. Alors une solution 1N devient

37

38 ANNEXE A. MOLARITÉ, NORMALITÉ ET CONCENTRATION

équivalente à une solution 0.5M de H2SO4.

Lorsqu’il faut travailler à de faibles concentrations (mg, µg ou ng d’unélément par L de solution) la notation mg/L, µg/L ou ng/L est appropriée.Ce n’est pas le cas de ppm ou ppb

Annexe B

Classification des eaux minérales

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40 ANNEXE B. CLASSIFICATION DES EAUX MINÉRALES

Tab. B.1 – Classification des eaux minérales

AComposés dissouts Code TDS (mg/l) Conductivité

(µS/cm)Concentration minérale trèsfaible

TDS 1 <50 < 77

Concentration minérale faible TDS 2 50-500 77-769Concentration minérale intermé-diare

TDS 3 500-1 500 769-2 308

Concentration minérale forte TDS 4 >1 500 >2 308B

Classe de salinité Code ChloruresTrès oligohaline G <5Oligohaline g 5-30Douce F 30-150Douce-saum‚tre f 150-300Saum‚tre B 300-1 000Saum‚tre-salée b 1 000-10 000

CDureté Code Dureté

(Ca+Mgen meg/l)

Très doux * 0-0.5Doux 0 0.5-1Modérément dure 1 1-2Dure 2 2-4Très dure 3 4-8Extrèmement dure 4 8-16Extrèmement dure 5 16-32Extrèmement dure 6 32-64Extrèmement dure 7 64-128Extrèmement dure 8 128-256Extrèmement dure 9 >256

41D

Les quatre principaux groupes distingués et le type d’eauComposés dissouts Classes de salinité DuretéConc. minérales très faibles G,g (très) oligohaline *-0 (très) douceConc. minérales faibles G, g, F (très) oligohaline-

douce*-4 (très) douce - extrèm.

dureConc. minérales interm. G, g, F,

f, B(très) oligohaline-saum‚tre

*, 2-6 (très) douce - extrèm.dure

Conc. minérales fortes G, F, f,B, b

Oligohaline-saum‚tre-salée

2-9 (très dure)

Tiré de van der Aa, M. 2003. Classification of mineral water types andcomparison with drinking water standards. Environmental Geology 44 : 554-563.

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L’heure du thé : géochimie de l’eau et lessivage … · 2016-09-01 · A Molarité, normalité et concentration 37 ... Convertissez vos résultats en molarité et molalité?