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Licence en sciences et techniques Génie de l’eau et de l’environnement TP chimi

Licence en sciences et techniques Génie de l’eau et de l’environnement TP chimie de l’eau  Compte rendu TP 1:  Réalisé par : Encadré par : ELHAJ ANASS Pr: M .STITOU. BARQUACHA GHITA Année universitaire : 2019/2020 2 SOMMAIRE Introduction :………………………………………………………...3 Généralités Aspects techniques Expression et interprétation des résultats. Interprétation des résultats. Généralités Aspects techniques Interprétation des résultats 12 Généralités Aspects techniques Expression des résultats. Généralités Aspects techniques  Courbe d’étalonnage Interprétation des résultats INTRODUCTION : La pollution des eaux est une notion qui est en constante évolution. Dans le passé, la pollution concernait des substances ajoutées volontairement ou involontairement dans les eaux par l’homme. On ne pouvait donc pas considérer, par exemple, qu’une eau naturellement riche en arsenic était une eau polluée. 3 Le présent rapport représente les travaux pratiques effectués dans le cadre du module de la chimie de l’environnement. Il résume ces travaux les méthodes utilisées pour doser certaines substances dans l’eau dans le but de bien déterminer la qualité d’eau soit destinées à l’alimentation ou les eaux épurées à partir des eaux usées. Manipulation 1 : Détermination de L’alcalinité (TA, TAC) : Généralités Titre alcalimétrique : C'est le volume d'acide nécessaire pour doser 100 ml d'eau en présence de phénolphtaléine. Le TA s'exprime en °F Titre alcalimétrique complet : C'est le volume d'acide nécessaire pour doser 100 ml d'eau en présence de méthylorange. (Le TAC s'exprime en °F) Alcalinité : Alcalinité de l'eau est déterminé par la présence des espèces basiques telles que ions CO3-2 et les ions HCO2-. Comment ça marche ? L’alcalinité phénolphtaléine est déterminée en neutralisant l’échantillon à un pH voisin de 8,3 à l’aide d’une solution diluée d’acide chlorhydrique. Ce procédé convertit les ions hydroxydes en eau et les ions carbonates en ions bicarbonates afin d'avoir l'acide carbonique. 4 Au fur et à mesure du titrage, le pH diminue légèrement. Lorsque l’échantillon contient des carbonates, un premier point d’équivalence peut être observé aux environ de pH 8,3. Ce point correspond à la transformation des ions carbonates et bicarbonates. Cependant, l’alcalinité est mesurée au deuxième point d’équivalence, soit celui correspondant à la transformation du bicarbonate en acide carbonique. Ce point d’équivalence se trouve aux environ de pH 4,3. Objectif : Il s’agit de déterminer : - D’une part, la concentration en ions carbonates CO32- d’une et d’en déduire le titre alcalimétrique (TA). - D’autre part, l’alcalinité totale titre alcalimétrique (TAC) et la concentration en ions hydrogénocarbonates (HCO3-) d’une eau. Dosage en présence de phénolphtaléine permet d'accéder à la concentration des ions carbonate et ions hydroxyde de l'eau. Dosage en présence du méthyle orange permet d'accéder à la concentration totale de ces trois ions. 5 Aspects techniques : Réactifs utilisés : - Acide chlorhydrique à 0.04 N. - Phénolphtaléine, indicateur coloré. - Méthylorange. Mode opératoire : - Placer la prise d’essai dans un bécher de volume suffisant, ajuster à 100ml avec de l’eau distillée. - Titrer en présence de 4 gouttes de phénolphtaléine avec l’acide chlorhydrique 0,04 N jusqu’à disparition de la couleur rose. - Noter le volume V1 d’acide nécessaire. - Ajouter 4 gouttes d’hélianthine et continuer le dosage jusqu’au virage du jaune au jaune-orangé. Photo 6 Expression des résultats : TA TA = 1000× N×V 1 V Avec : N : normalité de l’acide chlorhydrique = 0,04 ; V : Volume de la prise d’essai = 50 ml ; V1 : Volume de l’acide versé au niveau du premier titrage ; D’après les mesures on a ph = 5< 8,3 : aucune coloration rose ne se développe Donc TA est nul. TAC : TAC = 1000× N×V 2 V Avec : N : normalité de l’acide chlorhydrique = 0,04. V : Volume de la prise d’essai = 100 ml. V2 : Volume de l’acide versé au niveau du deuxième titrage = 8,5ml. Donc : TAC= 1000×6,7×0,04 100 Interprétation des résultats : D’après les résultats obtenus, on constate que : - TA = 0 l’échantillon ne contient pas de CO3 2- et les ions OH- . TA = 0méq/L TAC= 2,68méq/L 7 - Alors que la concentration en HCO3 - est égale à TAC = 2,68 méq/l. Manipulation 2 : dureté totale ou titre hydrotimétrique Généralités: La dureté de l’eau est l’indicateur de la minéralisation de l’eau. Elle est surtout due aux ions calcium et magnésium. La dureté s’exprime en degré français (symbole °f ou °fH) en France. 1 degré français correspond à 0,1 mmol.l·L-1, soit 4 mg de calcium ou 2,4 mg de magnésium par litre d’eau. La dureté d’une eau est sans conséquence sur la santé humaine – le calcium et le magnésium sont des constituants majeurs de notre organisme et une eau demeure potable quel que soit son TH. Une eau dure présente cependant des inconvénients d’ordre domestique en raison de la précipitation du calcaire (carbonate de calcium). On peut éviter la formation de tartre en éliminant le calcium par adoucissement ou osmose inverse. En outre, le calcaire diminue l’efficacité des détergents. Les doses conseillées sur le mode d’emploi des lessives sont valables pour une eau moyennement dure (environ 15 degrés français) et doivent être diminuées (ou augmentées) si l’on utilise une eau plus douce (ou dure). 8 L’EDTA Ou acide éthylène diamine tétra-acétique, est noté H4Y pour plus de commodité. L’anion Y4– est un ion complexe qui donne, avec de nombreux cations, des composés stables. La réaction de complexation avec l’ion calcium s’écrit : Il se passe une réaction identique avec l’ion magnésium. Pour que ces réactions puissent être utilisées pour le dosage de ces ions (on les dosera ensemble), il faut procéder dans des conditions opératoires précises : • Le pH doit rester très voisin de 10 • L’équivalence n’est pas repérable directement : les réactifs ainsi que les produits formés sont incolores ; le virage d’un indicateur coloré, le noir ériochrome T, ou NET, du rouge foncé ou violette au bleu indiquera la fin de réaction. Le Noir ériochrome T (NET) : Est un indicateur coloré utilisé lors des titrages d’ions métalliques en solution par complexation, par exemple pour déterminer la dureté de l’eau. Dans sa forme basique (pH > 7), cet indicateur est bleu. Il passe au rose Quand il forme un complexe avec le calcium, le magnésium ou d’autres Ions métalliques. Il peut servir d’indicateur lors d’un dosage par l’EDTA. Le passage à la Forme bleue se fait lorsque qu’assez d’EDTA est ajouté et que les ions Calcium et magnésium forment des complexes avec l’EDTA plutôt Qu’avec le NET. Le Titrage : Est une technique de dosage utilisée en chimie analytique afin de déterminer la concentration d'une espèce chimique en solution (ou titre d'une solution). Aspects techniques : Réactifs utilisés : - EDTA : acide éthylène diamine tétra-acétique - Solution tampon ammoniacale pH 10 9 - Indicateur coloré : Noir ériochrome - L’échantillon d’eau Mode opératoire : - Verser l'EDTA sous une burette (après le rinçage avec l'eau distillée). - Verser 50ml de l'échantillon à étudier dans une fiole de 250 ml. - Ajouter 3 ou 4 gouttes de l'indicateur coloré NT. - Effectuer le dosage par EDTA goute à goute jusqu’au virage de couleur vers le bleu, à ce point fermer le robinet. - À la disparition de la teinte violette, On ferme le robinet. La solution deviendra plutôt bleuâtre. - Noter le volume d’EDTA utilisé : - V(EDTA) =15 ml ; C(EDTA) =0.01mol/l Expression des résultats : 10 La concentration en calcium et magnésium, exprimée en mmol/l, est exprimée comme suit : C=1000 C×V 1 V 2 Avec: C : Concentration de la solution d’EDTA (mol/l) ; V1 : Volume de la solution titrante (EDTA) en ml ; V2 : Volume de l’échantillon dosé en ml. Donc : C=1000 0,1×12,2 50 = 24,4mmol On sait que : 1méq= 1mmol valence Donc : Et : 1méq=5°F Donc Interprétation des résultats : A partir du tableau ci-dessus on peut conclure que : TH=24,4 5 = 4,88 méq 4,88 méq= 24,4°F 11 Puisque le TH obtenu est égale à 24, 4°F alors on déduit que cette eau est une eau moyennement dure 15<TH<25. Manipulation 3 : dosage des ions de chlorures Généralités : On sait qu’une solution de nitrate d’argent (Ag+ + NO3-) réagit avec les ions chlorure Cl- pour donner un précipité blanc (solide) de chlorure d’argent selon la réaction : Ag+ + Cl- AgCl(s) On sait aussi qu’une telle solution réagit également avec les ions chromate CrO42- pour donner un précipité rouge-brun de chromate d’argent. On dispose donc d’une solution d'ions chlorures de concentration inconnue. On dose cette solution avec une solution de nitrate d'argent (Ag+ + NO3-). A chaque quantité d'ion argent ajouté, se forme un précipité blanc de chlorure d'argent (AgCl(s)). La solution transparente au départ se trouble d'un voile blanc pour devenir ensuite opaque. Ceci se produit jusqu'à ce que tous les ions chlorures aient 12 précipités : c'est alors l'équivalence. Mais rien ne permet de visualiser cette équivalence. Le trouble blanc est présent depuis le début et rien ne change plus. C'est pourquoi il faut ajouter avant d’effectuer le uploads/s3/ tp-chimie-1.pdf