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Problème 4
L'étiquette d'une bouteille d'eau minérale
indique la concentration massique (mg/L) des principaux ions
présents :
calcium ( 10,4) ; nitrate ( 4,0) ; sulfate ( 6,7 ) ;
magnésium ( 6,0) ; sodium ( 8,0) ;
hydrogénocarbonate ( 64,0) ; potassium ( 5,4) ;
chlorure ( 7,5)
- Donner la formule de chacun de ces ions.
- Calculer leur concentration en mol/L.
- Vérifier l'électroneutralité de
l'eau, compte tenu de la précision des
mesures.
- Donner la définition de la dureté de
l'eau.
- Calculer le degré hydrotimétrique de
cette eau ( 1°TH correspond à 10-4
mol/L d'ion calcium).
Préciser les inconvénients d'une eau dure
dans les usages domestiques.
Ca : 40 ; K : 39 ; N : 14 ; S : 32 ; Mg : 24 ; Na : 23 ;
Cl : 35,5 ; O : 16 ; H : 1 g/mol.
corrigé
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ion
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calcium Ca2+
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nitrate NO3-
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sulfate
SO42-
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magnésium
Mg2+
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sodium Na+
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hydrogénocarbonate
HCO3-
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potassium K+
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chlorure Cl-
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titre massique g/L
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10,4 10-3
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4,010-3
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6,7 10-3
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6,0 10-3
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8,0 10-3
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64 10-3
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5,4 10-3
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7,5 10-3
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masse molaire M (g/mol)
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40
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62
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96
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24
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23
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61
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39
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35,5
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concentration molaire (mol/L)
titre massique /M
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10,4 10-3 / 40
=2,6 10-4
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4,010-3 / 62
=6,45 10-5
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6,98 10-5
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2,5 10-4
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3,48 10-4
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1,05 10-3
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1,38 10-4
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2,11 10-4
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électroneutralité de
l'eau :
2[Ca2+]+2[Mg2+]+[Na+]
+[ K+]=
5,2 10-4 + 5
10-4 +3,48 10-4 +1,38 10-4
=1,5 10-3.
[NO3-]+2[SO42-]
+
[HCO3-]+[Cl-]=6,45
10-5 + 13,96 10-5+1,05 10-3
+ 2,11 10-4 =1,47 10-3comparable
à 1,5 10-3.
La dureté d'une eau est
donnée par la concentration totale en ion calcium et
en ion magnésium :
[Ca2+] +
[Mg2+] = 5,1
10-4 mol/L
On définit le titre
hydrotimétrique (°TH) par : 1° TH =
10-4 mol/L.
degré hydrotimétrique de cette
eau : 5,1 °TH
Les inconvénients d'une eau dure dans les
usages domestiques :
Un lavage inefficace : l'eau dure
empêche le savon de mousser.
Les dépôts de calcaire
dans la plomberie d'eau chaude.
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