Dureté, alcalinité de l'eau : BTS Domotique 2011.

La dureté. La dureté de l'eau est essentiellement due à la concentration des ions calcium Ca2+ et magnésium Mg2+. Elle est caractérisée par son T.H ( titre hydrotimétrique). Elle est déterminée en dosant l'eau étudiée avec l'EDTA ( noté Y4- ) qui forme avec les ions calcium et magnésium un complexe coloré [MY]2- selon la réaction suivante : Y4- + Mg2+-->[MY]2-. On utilise le noir ériochrome T ( N.E.T ) comme indicateur coloré pour repérer l'équivalence du dosage de l'ensemble des cations Ca2+ et  Mg2+. Le titre hydrotimétrique français est donné par la relation T.H = 10 c. c : concentration molaire des cations Ca2+ et  Mg2+ exprimée en mmol/L. On verse un volume V= 50 mL d'eau dans un erlenmeyer contenant une solution tampon à pH = 9 et quelques gouttes de N.E.T. On dose avec l'EDTA de concentration c1=1,0 10-2 mol/L. Le volume versé à l'équivalence vaut V1 = 14,3 mL. Calculer la concentration c. n(EDTA) = c1V1=1,0 10-2 *14,3 =0,143 mmol. n(EDTA) =n(cations) = cV ; c = c1V1/ V = 0,143 / 50 =2,86 10-3 mol/L ~ 2,9 mmol/L. Déterminer le T.H de cette eau. T.H = 10 c = 10*2,86 ~ 29. Que peut-on conclure quant à la qualité de cette eau ? T.H qualité de l'eau <15 eau douce 15<T.H >35 eau dure >35 eau très dure. Cette eau est dure. . L'alcalinité. Pour une eau de pH inférieur à 8,3, l'alcalinité est liée essentiellement à la présence d'ion hydrogénocarbonate HCO3-. Elle est caractérisée par son T.A.C. Le T.A.C d'une eau correspond au volume ( exprimé en mL ) d'acide chlorhydrique de concentration 2,0 10-2 mol/L en ion oxonium H3O+ nécessaire pour doser 100 mL d'eau, en présence de vert de bromocrésol. On verse un volume V1 =100 mL d'eau dans un erlenmeyer et on y ajoute quelques gouttes de vert de bromocrésol. On dose cet échantillon avec une solution d'acide chlorhydrique de concentration c =5,0 10-2 mol/L. Le volume versé à l'équivalence vaut VE = 13,6 mL. Décrire le changement de couleur de l'indicateur coloré au moment de l'équivalence. couleur de la forme acide zone de virage couleur de la forme basique jaune 3,8 ; 5,4 bleu Avant l'équivalence les ions oxonium sont en défaut et le pH de l'eau est supérieur à 5,4. L'eau se trouve dans l'erlenmeyer, la couleur de la solution est donc bleue. Après l'équivalence, les ions oxonium sont en excès ; le pH est inférieur à 3,8 : la couleur de la solution est jaune. Ecrire les équations relatives à chaque couple acide / base mis en jeu. H3O+ / H2O : H3O+ =  H2O + H+. H2CO3 / HCO3- : HCO3- + H+ =H2CO3. Ecrire l'équation de la réaction de titrage. H3O+ + HCO3- =   H2O +H2CO3. Déterminer le T.A.C de cette eau. n(H3O+) = cVE =5,0 10-2 *13,6 10-3 = 6,8 10-4 mol. Volume correspondant d'acide chlorhydrique de concentration 2,0 10-2 mol/L : T.A.C = 6,8 10-4 / 2,0 10-2 =3,4 10-2 L = 34 mL. .

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