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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Universit

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université Ahmed Draia Adrar Faculté des Sciences et de la Technologie Département Des Sciences de la Matière MODULE : TP Chimie des eaux Résidu Sec Et Conductivité 1er Master : Chimie de l’environnement Groupe : 01 Présenter Par : • KADRI Zeyneb • BOUYOUCEF Manel • MERABTI Khadidja 2021 – 2022 1 Résidu sec et conductivité Introduction I-Introduction L’eau est de toutes les matières la plus importante pour l’existence de l’homme. Elle est indispensable pour la survie et pour développement de la société moderne. Parmi les principaux modes d’utilisation de l’eau dans la société algérienne, on peut citer : alimentation en eau potable, industrielle, et eau pour l’agriculture…etc. A l’heure actuelle, la disponibilité en eau de bonne qualité est indispensable pour le bien-être de l’homme. Hélas, sur la terre, nous ne trouvons pas l’eau qui réponde aux exigences qualitatives exigées pour l’eau potable, c’est-à-dire que l’eau doit être : • Claire, inodore, de saveur agréable. • Aussi pauvre en germes microbiens que possible et en matières en suspension. Plusieurs composants influent sur la qualité de l'eau soumise à des normes spécifiques, notamment les résidus secs Dans ce TP nous découvrirons quelle est la quantité de résidus secs et affecte-t-elle la qualité de l’eau ? Et la conductivité joue-t-elle un rôle dans cela ? Et quel est son rapport avec le résidu sec ? Cette eau à étalonner est-elle soumise aux exigences réglementaires (potable) ? 2 Résidu sec et conductivité Partie Théorique II-Partie théorique Les résidus secs La quantité de résidus à sec correspond à la quantité de minéraux qu’il reste après évaporation. Très souvent, elle s’exprime en milligrammes par litre. Plus concrètement, cela signifie qu’on prend un litre d’eau, on le porte à 180 °C, on attend que toute l’eau se soit évaporée et on pèse ce qu’il reste pour obtenir la masse de résidus à sec Il y a deux types de résidu sec filtrable et non filtrable Le taux de minéraux recueillis après évaporation d’1 litre d’eau soumis à 180°C. En d’autres termes, on apprécie la quantité de minéraux solides qui s’est formée après avoir fait chauffer 1 litre d’eau à 180°C. Plus une eau est minérale, plus son résidu sec est élevé. Si le taux de minéraux est supérieur à 1500 mg / L, l’eau est “riche en minéraux” (calcium, magnésium et/ou sodium). S’il est compris entre 500 et 1500 mg / L, l’eau est moyennement minéralisée. S’il est inférieur à 500 mg / L, c’est une eau faiblement minéralisée. S’il est inférieur à 50 mg / L, c’est une eau très faiblement minéralisée. Filtration La filtration est un procédé de séparation physique qui utilise le passage d’un mélange solide-liquide à travers un matériau poreux appelé filtre. La phase liquide traverse le matériau poreux. La phase solide est retenue par celui-ci. Il y a plusieurs méthodes pour faire la filtration notamment filtration sur fibre de verre 3 Résidu sec et conductivité Partie Théorique Méthode par filtration sur fibre de verre Principe L’eau est filtrée et le poids de matières retenues par le filtre est déterminé par pesée différentielle. Matériel spécial – Dispositif de filtration sous vide ou sous pression (100000 à 200000 Pa). – Disques filtrants en fibres de verre (plusieurs types de disques commerciaux sont disponibles, la porosité la plus communément utilisée est 1,2 μm). Mode opératoire Laver le disque de filtration à l’eau distillée, le sécher (105 °C) jusqu’à masse constante, puis le peser à 0,1 mg près après passage au dessiccateur. Le mettre en place sur l’équipement de filtration. Mettre en service le dispositif d’aspiration ou de pression. Verser l’échantillon (V ) sur le filtre. Rincer la fiole ayant contenu l’eau à analyser avec 10 mL d’eau permutée. Faire passer sur le filtre cette eau de lavage. Laisser essorer le filtre, sécher à 105 °C. Laisser refroidir au dessiccateur et peser à 0,1 mg près, jusqu’à masse constante. Conductivité La conductivité est la capacité d’une solution, d'un métal ou d'un gaz (autrement dit de tous les matériaux) à faire passer un courant électrique. Dans une solution, ce sont les anions et les cations qui transportent le courant alors que dans un métal ce sont les électrons. Un certain nombre de facteurs entre en jeu pour qu’une solution conduise l’électricité : • la concentration • la mobilité des ions • la valence des ions • la température 4 Résidu sec et conductivité Partie Théorique Définition des termes utilisés Résistance La résistance d’une solution R se calcule à partir de la loi d’Ohm : V = R x I ====> R = V/I avec : V = tension (volts) I = courant (ampères) R = résistance de la solution (ohms) Conductance La conductance G est définie comme étant l’inverse de la résistance électrique R d’une solution entre deux électrodes. G = 1/R (S) Dans la pratique, les conductimètres mesurent la conductance et affichent la conductivité après avoir effectué les opérations de conversion. La constante de cellule C’est le rapport de la distance (d) entre les électrodes sur la surface des électrodes (a) K = l/S K = constante de cellule (cm-1) S = surface réelle des électrodes (cm2) l = distance entre les électrodes (cm) Résistivité La résistivité est l’inverse de la conductivité et s’exprime en ohm.cm Dans les mesures sur des eaux ultra pures où la valeur de la conductivité est extrêmement faible, on préférera utiliser la résistivité Schéma théorique du conductimètre 5 Résidu sec et conductivité Partie Pratique II-Partie Pratique But de TP : Détermination de résidu sec et conductivité de l’eau potable 1- détermination de résidus secs de l’eau Principe Si on filtre cette eau, on obtient deux résidus : filtrables et non filtrables. Les non filtrables, une fois séchés à 100%, et pesés ; la masse de ce résidu non filtrable, donc sa concentration en mg/L renseigne sur la quantité du résidu sec non filtrable. Ce résidu constituait en fait les matières en suspension (MES). En ce qui concerne la matière filtrée appelée filtrat, on la chauffe à 105 C°. Une fois évaporée, on obtient un résidu qu'on peut peser. La masse de ce résidu filtrable, et donc sa concentration en mg/L renseigne sur la quantité du résidu sec filtrable. Ce résidu constituait en fait les matières colloïdales et les matières dissoutes en solution. Une évaporation d'un litre d'une eau contenant de matières solides chauffée à 105 C° laisse un résidu qu'on peut peser. La masse de ce résidu donne sa concentration en mg/L, qui renseigne sur la quantité de résidu sec total contenu dans cette eau. Appareillage : - Plaque chauffante - Etuve ( à 105°c) - balance chauffage - Dessiccateur 6 Résidu sec et conductivité Partie Pratique Mode d’opératoire : -pesé le cristallisoir pyrex avant l’utilisation -Noter la valeur de la masse m1 -met 500 ml d’eau -met sur une balance chauffage à 80°c -Faire évaporer par portion, sur une chauffante un volume précis d’échantillon -Eviter l’ébullition franche qui pourrait - Quand l'assèchement est terminé, laisser la capsule (et son résidu) refroidir au dessiccateur avant de peser au dixième de mg. Répéter le séjour à l'étuve jusqu'à masse constante (en pratique, on laisse la capsule à l'étuve 24 h). Noter la masse m2. - Répéter le séjour à l'étuve jusqu'à masse constante (en pratique, on laisse la capsule à l'étuve 24 h). Noter la masse m2 7 Résidu sec et conductivité Partie Pratique 2- détermination de la conductivité Principe : L’électricité est un flot d’électrons. Ceci indique que les ions en solution sont en mesure de conduire l’électricité. La conductivité est la capacité d’une solution à faire passer du courant. La conductivité d’un échantillon varie avec la température. κ = G • K κ = conductivité (S/cm) G = conductance (S), avec G = 1/R K = constante de cellule (cm-1) La dissolution d'un corps dans un solvant s'accompagne d'une dissociation plus ou moins importante des molécules en ions chargés électriquement. Lorsqu'on applique une différence de potentiel (U) entre deux électrodes plongeant dans la solution, on crée un champ électrique et les ions chargés se déplacent, chacun avec leur mobilité propre. Il en résulte la création d'un courant d'intensité I et on peut alors définir la résistance de la solution R, comme pour un conducteur métallique Chaque substance possède un certain degré de conductivité. Pour les solutions aqueuses, le niveau de la force ionique s’étend des très faibles conductivités pour les eaux ultra pures jusqu’aux très fortes conductivités pour des échantillons chimiques concentrés. Appareillage - Conductimètre - bécher 8 Résidu sec et conductivité Partie Pratique Mode d’opératoire : Mettre l'appareil en marche, étalonner le avec une solution de KCL de concentration connue, et donc de conductivité connue. -Plonger l'électrode dans votre échantillon - Lire la conductivité relative à votre échantillon directement sur l'appareil en (uS/cm) ou en (mS/cm). - Effectuer la mesure la plus vite possible - Rincer l'électrode après chaque mesure Les lectures se font à une température constante de 25°C. Faire les même pour les autres eaux. Détermination de uploads/Litterature/ tp-chimie-des-eaux.pdf