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Eléments liés à la potabilité de l’eau I. Les chlorures Origine naturelle - Rég

Eléments liés à la potabilité de l’eau I. Les chlorures Origine naturelle - Régions sédimentaires - Intrusion des eaux de mer NaCl humaine - Pollution industrielle - Excrétions humaines - Eau usée - Déneigement des route CaCl2 Normes et interprétations  La connaissance du taux des chlorures d’une eau renseigne à la fois sur le taux de minéralisation de celle-ci et sur la possibilité d’une pollution.  Dans les eaux d’alimentations, les teneurs en Cl- rencontrées le plus souvent de l’ordre de 15-40 mg/l.  Norme Algérienne NA 6360 eaux de consommation: valeur guide: 200 mg/l, CMA: 500 mg/l.  Le gros inconvénients des chlorures est la saveur désagréable qu’ils communiquent à l’eau à partir de 250 mg/l, surtout lorsqu’il s’agit de chlorures de sodium.  Ils sont aussi susceptibles d’amener une corrosion dans les canalisations et les réservoirs, en particulier pour les éléments en acier inoxydable, pour lesquels les risques s’accoissent à partir de 50 mg/l. De plus, au-delà de la concentration maximale admissible, ils présentent un effet nocif pour les plantes. principe Réactions mise en jeu Conditions opératoires Méthode de Mohr Les chlorures sont dosés en milieu neutre par une solution de nitrate d’argent AgNO3 N/10 en présence d’un indicateur coloré: chromate de potassium K2CrO4 de couleur jaune. La fin de la réaction est indiqué par la formation d’un précipité rouge de chromate d’argent Ag2CrO4. AgNO3 + Cl− (eau) → AgCI (précipité blanc) + NO3− 2AgNO3+K2CrO4 (soluble jaune) →Ag2CrO4 (peu soluble rouge brique) +2KNO3 Cette méthode n’est applicable que si le pH de l’eau est entre 6,5 et 7,5 (milieu neutre). Si le milieu est acide le complexe Ag2CrO4 devient soluble et il est impossible de détecter la fin du dosage (pas de coloration). Si au contraire le milieu est basique on aura formation d’hydroxyde d’argent AgOH . Calcul Soit n la chute de burette en AgNO3 (N/10) On exprime le taux des chlorures en méq/L, mg Cl- /L, mg NaCl / L 1L AgNO3 1N → 1eq →58.5g NaCl→ 35.5g Cl- 1ml AgNO3 N/10→0.1méq →5.85mg NaCl → 3.55mg Cl- n ml AgNO3 N/10 → n 0.1méq → n 5.85mg NaCl→n 3.55mg Cl- La prise d’essai est de 100ml, donc pour 1000ml on a : Chlorures en mg/l de Cl-= n x 3.55 x 1000 / 100 = n x 35.5 mg Cl- / L Chlorures en mg/l de NaCl= n x 5.85 x 1000 / 100 = n x 58.5 mg NaCl / L Chlorures en méq/l = n x 0.1 x 1000 / 100 = n méq / L principe Réactions mise en jeu Méthode de charpentier- Volahrd Les chlorures d’un volume connu d’eau sont dosés en milieu acide par une solution de nitrate d’argent AgNO3 N/10 en excès (10 ml), l’excès d’AgNO3 est dosé en retour par une solution de thiocyanate de potassium KSCN de même titre en présence d’un indicateur: alun de fer ammoniacal (Fe3+ ). La fin de la réaction est indiquée par la formation d’un complexe rouge de thiocyanate ferreux [FeSCN]2+. AgNO3 + Cl- → AgCl (précipité) + AgNO3 (excès) + NO3− AgNO3 (excès) + KSCN → AgSCN (précipité) +KNO3 KSCN + Fe3+ → [Fe (SCN)]2+ (rouge) + k+ II. Les matieres organiques • Ce test est appelé encore indice permanganate ou coefficient d’oxydabilité de l’eau (oxydabilité permanganique de l’eau). • Il a pour but une évaluation globale des matières organiques contenues dans l'eau. • C'est un test à caractère conventionnel, l'oxygène consommé est utilisé pour la réduction du KMnO4, on parle ici d'une évaluation et non d'un dosage car la nature chimique des composés est très diverse. Définition L’indice permanganate d’une eau est la concentration en masse d’oxygène en relation avec la quantité d’ions permanganate consommée par un échantillon d’eau, dans des conditions définies. Il est exprimé en mg/L d’oxygène. Origine  Une origine naturelle: décomposition des matières végétales et animales s’infiltrant ainsi dans les eaux souterraines et de surface.  Une origine humaine: pollution par les rejets industriels et les déjections humaines (urines et selles). • La concentration de ces matières organiques est faible dans les eaux profondes et elle est de quelques milligrammes dans les eaux de surface. • Elles sont présentes sous forme dissoute (carbohydrates) ou en suspension quand il s’agit d’une contamination d’origine végétale. Dosage :  Principe: • L’opération consiste à mesurer en milieu alcalin la quantité d’oxygène utilisée pour la réduction du KMnO4 par les matières organiques d’origine animale ou végétale contenues dans l’eau. • En milieu alcalin et à chaud les matières organiques sont oxydées pendants un temps donné (10 minutes) par une solution titrée de KMnO4 N/80 en excès. • L’excès de KMnO4 est dosé en retour par une solution de sel de MOHR (sulfate ferreux ammoniacal [FeSO4, (NH4)2SO4, 6H2O]de même titre (N/80) qui intervient avec son fer ferreux Fe 2+. • L’excès de sel de MOHR (solution réductrice) non oxydé est titré en double retour par une solution de KMnO4 N/80 (solution oxydante).  Réaction mise en jeu : -- Réduction du KMnO4 par le sel de MOHR: MnO-4 + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4 H2O -- Oxydation du sel de MOHR par le KMnO4 : 5(Fe2+ Fe 3+ + e-) 4- Interprétations:  Les résultats s’expriment en mg d’oxygène par litre et la classification suivante a été proposée :  Norme Algérienne 6360: valeur maximale admissible CMA: 3 mg/l.  Des teneurs élevées témoignent de la pollution de l’eau, de l’infiltration d’eaux usées ou de matières animales ou végétales en décomposition.  La présence de MO favorise le développement de parasites, champignons et des algues, ce qui met en danger la santé du consommateur.  Elles modifient aussi les caractères organoleptiques de l’eau notamment l’aspect, la saveur et l’odeur. III. Les phosphates 1-Dosage des orthophosphates: En milieu acide et en présence de molybdate d’ammonium, les orthophosphates forment un complexe phosphomolybdique jaune qui réduit par l’acide ascorbique donne un comlexe bleu qui se prête à un dosage spectrophotométrique à 690 nm par rapport à une gamme étalon préparée à partir d’une solution de KH2PO4. 2- Dosage des polyphosphates minéraux: • Les polyphosphates sont transformés par hydrolyse, en milieu acide, en orthophosphates et dosés sous cette forme. • Cette méthode détermine la somme des polyphosphates et de l’orthophosphate contenus dans l’échantillon. • La différence entre l’orthophosphate dosé avant et après hydrolyse donne la quantité de polyphosphates. • Les orthophosphates totaux seront dosé par spectrophotométrie comme décrit précédemmant. 3-Dosage des phosphates organiques: • Dans les conditions d’hydrolyse, la plupart des phosphates organiques ne sont pas libérés. • Pour les doser, il faut oxyder l’échantillon par une digestion plus énergique, sous l’action de l’acide perchlorique HClO4, du mélange sulfonitrique H2SO4 +HNO3 ou du persulfate d’ammonium (NH4)2S2O8. • Cette digestion oxydative libère les orthophosphates des pohophates organiques. • Les OP totaux seront dosés par colorimétrie comme précédemment. 4- Normes et interprétations: • Eau non traitée aux adoucisseurs < 1mg /l. • Eau traitée aux adoucisseurs <5 mg P2O5 /l (CMA). • Des teneurs élevées sont l’indice de contamination par les urines, les matières fécales ou le signe d’infiltration d’eaux résiduaires. 5- Intérêt du dosage des phosphates dans l’eau: Le phosphore contribue à l’eutrophisation (phénomène évolutif au cours duquel le milieu s’enrichit en matières nutritives d’une manière excessive et par conséquent en organismes vivants et en matières organiques diverses). Les conséquences de l’eutrophisation peuvent être par exemple : ► L’accroissement de la biomasse, notamment du plancton, accompagné d’une modification profonde de la faune, tant en quantité qu’en qualité. Cela peut aller jusqu'à l’élimination de certaines espèces, les espèces nobles disparaissant alors aux profils d’autres, indésirables. ► La modification des caractéristiques physico- chimiques et organoleptiques de l’eau. IV. Les composés azotés  Azote organique  Azote ammoniacal  Nitrates  Nitrites La détermination qualitative et quantitative des diverses formes d’azote constitue la partie la plus importante de l’analyse chimique de potabilité. • Chimiquement les formes de l’azote tendent toutes à se transformer plus ou moins rapidement en nitrates, puisque ceux-ci correspondent au degré d’oxydation max (+ V) et donc à la plus grande stabilité. • Ces diverses formes participent au cycle de l’azote. • L’azote organique et l’azote ammoniacal peuvent être mesurés ensemble par la méthode classique de KJELDAHL. Par convention la concentration de tous les dérivés azotés est exprimée en mg d’N/l. 1- Cycle de l’azote: Trois processus de base sont impliqués dans le recyclage de l’azote: la fixation de l’azote diatomique N2, la nitrification et la dénitrification. • La fixation de l’azote: correspond à la conversion de l’azote atmosphérique en azote utilisable par les plantes et les animaux. Elle se fait par certaines bactéries qui vivent dans les sols ou dans l’eau. (cyanobactéries+++) • La nitrification: transforme les produits de la fixation (NH4+, NH3) en NOx (NO2- et NO3-). (Oxydation par des bactéries) Se décompose en 2 étapes distinctes : La nitritation: bactéries nitreuses : Nitrosomonas La nitratation: bactéries nitriques : Nitrobacter • La dénitrification: retourne l’azote à l’atmosphère sous sa forme moléculaire N2. (Réduction par des bactéries). 1.Azote ammoniacal A- Méthodes sans distillation B- uploads/s3/ elements-lies-a-la-potabilite-de-l.pdf