Les éléments fondamentaux des eaux naturelles Flashcards
Les eaux naturelles, du fait de leur contact avec l’atmosphère et leur cheminement dans le sol, contiennent un certain nombre d’éléments dissous : ___________, __________, ___________, ____________, ______________.
o Des cations tels que Ca, Na, K, Mg, Fe;
o Des anions tes que Cl, SO, CO, HCO 3-, NO;
o Des gaz dissous, essentiellement CO2 et O2;
o Des colloïdes SiO2.
Caractéristiques d’une eau salubre: __________, _________, __________, __________, ____________.
- Sans agents pathogènes;
- Sans gout;
- Inodore;
- Incolore;
- Faible concentration en produits chimiques.
Les éléments fondamentaux d’une eau sont liées à sa ________ et non à sa __________.
qualité;
potabilité
Les éléments fondamentaux d’une eau sont au nombre de 06: ________, ________, ________, ________, ________, _________.
CO2 sous toutes ses formes (H2CO3, HCO3-, CO32-), Ca2+ , H+ , OH-
L’étude de la répartition du CO2 et de ses dérivés est appelée communément ______________ ou ____________________.
carbonatation de l’eau;
chimisme carbonique.
L’équilibre calco-carbonique explique la tendance de l’eau à _______ et à __________.
entartage
agressivité
Le dioxyde de carbone est un gaz __________ soluble dans l’eau qui peut se trouver sous 3 formes : __________, __________, ___________.
faiblement;
- Sous forme de molécules : CO2 (aq) noté parfois CO2, H2O, qui vite se dissout en acide carboniques H2CO3=CO2 libre;
- Sous forme d’ions Hydrogénocarbonate= bicarbonate : HCO3-;
- Sous forme d’ions Carbonate : CO3 2-.
Le système calco-carbonique met en jeu simultanément 3 phases : ___________, ___________, _____________.
- Une phase gazeuse (l’atmosphère);
- Une phase liquide (l’eau) ; lieu de toutes les réactions chimiques;
- Une phase solide constituée par le dépôt de tartre en cours de formation.
La dissolution du CO2 dans l’eau obéit à ______________.
Loi de Henry
La loi de Henry stipule: _______________________.
La quantité de gaz susceptible de se dissoudre dans l’eau est proportionnelle à la pression partielle Px de ce même gaz dans l’atmosphère à T° constante.
[CO2]dissous = K PCO2
Les carbonates de la roche calcaire sont transformés en _______________________ qui s’ionisent immédiatement dans l’eau.
hydrogénocarbonates (=bicarbonates)
L’équilibre calcocarbonique représente l’équilibre entre __________ et ____________.
Calcium et composés de l’acide carbonique
Ca(HCO3)2 ↔ Ca2+ + 2 HCO3
__________________________est une réaction qui sert de pivot à l’ensemble du système H2O -CO2 -Ca CO3 responsable des propriétés agressives ou incrustantes de l’eau.
Ca CO3 + CO2 + H2O ↔ Ca(HCO3)2 soluble.
Ca CO3 + CO2 + H2O ↔ Ca(HCO3)2 soluble obéit à la loi de _________________.
LECHATEULIER
La loi de Lechateulier stipule _______________________.
Tout déséquilibre d’une réaction chimique entraine son déplacement dans le sens qui s’oppose à la cause qui l’a initié.
Ca CO3 + CO2 + H2O ↔ Ca(HCO3)2 soluble
Pour une même T°, une diminution de la concentration en CO2 tend à déplacer la réaction ______________ en faveur de _________________.
de la droite vers la gauche
formation de calcaire
Ca CO3 + CO2 + H2O ↔ Ca(HCO3)2 soluble
Une augmentation de la concentration en CO2 tend à déplacer la réaction en faveur de la _________________.
dissolution du calcaire
Dans une eau, CO2 total devisé en ________ et _________.
libre;
salifié ou lié
Le CO2 libre est _________ et _________.
agressif et équilibrant
Le CO2 combiné existe sous forme de _______ ou ________.
- CO2 Totalement combiné :CO2 présent sous forme de carbonates CO3 2-;
- CO2 semi-combiné CO2 présent sous forme d’hydrogénocarbonates HCO3-.
Les bicarbonates et carbonates se lient dans l’eau au _____, _____, ____mais surtout au ____ à cause de son abandonne.
Ca2+ et Mg2+ et Na+;
Ca2+
CO2 équilibrant empêche: ________________ et _______________.
- La dissociation des bicarbonates HCO3- et leur précipitation sous forme de carbonates dibasiques;
- La dissolution des carbonates de Calcium.
Le CO2 agressif est capable de _____________________.
dissoudre le carbonate de calcium jusqu’à l’équilibre
Si CO2 libre dissous > CO2 équilibrant l’excès du CO2 constitue l’_____________.
acide carbonique agressif
Si CO2 libre dissous > CO2 équilibrant: ____________________, __________________.
- La réaction se déplace dans le sens de la production du bicarbonate de calcium;
- L’eau est alors agressive car elle tend à dissoudre le carbonate de calcium.
L’intérêt de connaitre la carbonatation de l’eau: ______________, ___________, _______________.
- La teneur en CO2 et ses dérivés a une influence sur le pH;
- La répartition des différentes formes de CO2 dans l’eau détermine son acidité/ alcalinité.
- L’acidité/ alcalinité de l’eau sont responsables des propriétés agressives/ entartantes de l’eau.
L’Eau agressive se caractérise par _______________ et _______________.
- Présence de CO2 libre en excès qui constitue le CO2 agressif;
-Attaque le calcaire CaCO3 pour le solubiliser sous forme de bicarbonates HCO3- (de Ca ou de Mg).
Eau entartrante se caractérise par _____________ et ____________.
- Teneur en CO2 équilibrant est insuffisante;
- Tendance à déposer du calcaire (tartre).
Précaution de prélèvement d’une eau à analyser: ____________, ___________, _____________, _______________, ____________.
- Procéder à la détermination au niveau du point d’eau, sinon :
- Récipient en verre borosilicaté qui ne doit céder d’alcalinité ou d’acidité à l’eau;
- Conserver le prélèvement à basse T°;
- Eviter toute agitation;
- L’analyse doit se faire dans les 24h qui suivent le prélèvement.
Toute solution de pH inférieur à 7,0 à __°C est considérée comme acide et inversement.
25
L’acidité d’une eau correspond à la présence d’_____________ et/ou d’______________.
anhydride carbonique libre (CO2 dissous);
acides forts libres
La présence de CO2 libre se caractérise par un pH compris entre __ et __.
4,5 et 8,3
La présence d’acides forts libres se caractérise par un pH _____.
< 4,5
Dans les eaux naturelles, l’acidité est presque entièrement attribuable à la présence de _____________________provenant de ___________________ et _________________.
gaz carbonique provenant de la dissolution du CO2 atmosphérique et de la respiration des êtres vivants aquatiques
Les acides forts caractérisent les ________________________.
eaux et les rejets d’origine industrielle
La mesure de l’acidité de l’eau repose sur ____________ et _____________.
- L’acidité carbonique libre : due au CO2 libre;
- L’acidité forte = Titre en Acides forts TAF : attribuée aux acides forts.
L’acidité d’une eau est mesuré par ___________, c’est la quantité de _____ nécessaire pour élever le pH de cette eau jusqu’à une certaine valeur choisie par convention en présence d’un ______________.
volumétrie;
base;
indicateur coloré
Les indicateurs colorés utilisés dans la mesure de l’acidité d’une eau: _______________, ______________.
Hélianthine: Rouge < 3,1 , zone de virage (orange) , >4,4 jaune
Phénolphtaléine: < 8,2 , zone de virage (Rose très pâle) , > 10 Brun
Le principe du dosage direct du CO2 dissout (libre): ______________________________.
En fin de réaction, on obtient un pH de ________.
Réaction mise en jeu: _________________
Neutraliser la première fonction de cet acide pour former l’ion hydrogénocarbonate à l’aide d’une solution titrée de soude NaOH (N/50) en présence d’un indicateur coloré la phénolphtaléine jusqu’à apparition d’une coloration rose pâle.
pH = 8.3
H2CO3 + OH- -> HCO3- + H2O
Une eau agressive tend à _____________________.
être corrosive et attaquer et oxyder les métaux
Pour protéger les conduites de corrosion on dépose une _______________ sur leurs paroi pour obtenir une eau légèrement incrustante pendant un certain moment.
mince couche de CaCO3
Le dosage en retour du CO2 a pour principe: ________________________________.
Le CO2 libre de l’eau est neutralisé par un léger excès d’une solution de NaOH. Cet excès est ensuite dosé en retour par une solution d’acide titrée (HCl) en présence d’un indicateur coloré phénolphtaléine. Un essai à blanc est réalisé
L’alcalinité de l’eau est une mesure de la capacité de l’eau à ________________ pour arriver à un état de référence.
absorber des protons H+
La plupart des eaux naturelles ont un pH compris entre 4,5 et 8,3 et leur alcalinité est attribuable essentiellement aux ___________, __________ et _______________.
bicarbonates, carbonates et aux hydroxydes
Les origines de l’alcalinité d’une eau: ___________, ____________, ___________.
- Terrains traversés : le passage par des régions siliceuses ou calcaires;
- Les rejets urbains ou industriels;
- Dans les eaux de distribution, la concentration en OH- est faible, l’alcalinité de l’eau est constituée par des hydrogénocarbonates.
La mesure de l’alcalinité d’une eau repose sur ________________ et _______________.
Titre alcalimétrique simple (TA);
Titre alcalimétrique complet (TAC).
Titre alcalimétrique simple (TA) se caractérise par __________, __________, _________, __________.
o Mesure des bases fortes;
o Correspond à la somme des concentrations des ions carbonates CO32- et des ions hydroxydes OH- ;
o Titrés en présence de phénolphtaléine;
o TA = [CO32-] +[ OH-].
Titre alcalimétrique complet (TAC) se caractérise par: ___________, ____________, _____________.
o Mesure des bases fortes et des bases faibles (bicarbonates);
o Titrée en présence d’hélianthine;
o TAC= [HCO3-]+[CO32-] +[ OH-].
Le TA de l’eau est mesurée par la quantité d’acide nécessaire pour baisser son ph jusqu’à ___en présence d’un indicateur coloré ; ______________.
8,3
phénolphtaléine
La TAC de l’eau est mesurée par la quantité d’acide nécessaire pour baisser son pH jusqu’à ___en présence d’un indicateur coloré : ____________.
4,5
Hélianthine
Dans les eaux de distribution, la concentration en __________est faible, l’alcalinité de l’eau est constituée par des _____________ou par un mélange de ______________.
hydroxydes;
hydrogénocarbonates;
carbonates/ hydrogénocarbonates.
Pour une eau de distribution ne contenant que des hydrogénocarbonates (cas le plus fréquent) : TA= ______, TAC = ________.
TA= 0, TAC = HCO3-
Si le pH d’une eau est supérieure à 8.3: ____________________.
l’acidité totale est nulle
Si le pH est compris entre 4,5 et 8,3 : __________________________.
la teneur en acides forts est nulle on passe directement à la détermination des acides faibles.
Si le pH est < à 4,5: ____________________________________.
On titre les acides fort jusqu’à un pH de 4,5 puis on poursuit le titrage des acides faibles jusqu’au pH 8,3.
La Dureté d’une eau est ___________________________.
somme des [+] cations métalliques (Ca et Mg) à l’exception de ceux des métaux alcalins et ions d’H
Types de dureté d’eau: ____________, ___________, ___________, ____________, _______________, _____________.
- Totale : [Ca] + [Mg] = permanente (carbonaté) + temporaire (non carbonaté);
- Calcique : teneur globale en sels de Ca;
- Magnésienne : teneur globale en sels de Mg ;
- Carbonaté : teneur en hydrocarbonate + carbonate de Ca et Mg ;
- Permanente non carbonatée : teneur en sulfate et chlorure de Ca et Mg (après ébullition) ;
- Temporaire : D. Totale – D. Permanente.
Une eau dure à pH élevé a les avantages suivants: ___________, ___________, ____________.
- Réduction de la corrosivité;
- Effet tampon des bicarbonates donc prévention des variations de pH;
- Protection des conduits (corrosions).
Une eau dure à pH élevé a les inconvénients suivants: ______________, __________, ___________, ____________, _____________, ______________.
- Consommation de savon;
- Entartrage des chaudières;
- Incrustation des conduits;
- Perturbation des procédés industriels;
- Augmentation de la température de cuisson;
- Le Calcium favorise la formation de calculs rénaux et le sulfate de Mg a des propriétés laxatives.
La dureté d’une eau est déterminé par _______________ et ______________.
Méthode empirique au savon;
Compléxométrie.
Principe de la méthode empirique au savon: ____________________________, ________________________.
- Formation de sels de Ca et Mg insolubles et précipitation des ions Ca2+ et Mg2+ en grumeaux;
- Le dosage est terminé après formation de mousse stable.
Principe de la complexométrie dans la mesure de la dureté d’une eau: ____________________________, _______________, _________________.
- Dosage des alcalinoterreux en milieu tamponné à pH=10 + Complexant II EDTA-Na2 + noir Eriochrome T (NET);
- Des sels ammoniacaux sont ajoutés pour empêcher la précipitation des ions Mg et Ca;
- Un chauffage est effectué au début à 70°C -80°C pour accélérer le processus de la réaction.
