Les eaux naturelles
Physique
Les eaux naturelles
Parmi les eaux naturelles, on trouve :
- les eaux de surface et les eaux souterraines sur lesquelles nous ne nous attarderons pas ;
- les eaux minérales et les eaux de source (origine souterraine).
Les eaux minérales naturelles bénéficient de propriétés favorables à la santé, officiellement reconnues. Leur composition est constante.
Les eaux de source peuvent provenir de sources différentes ; leur composition n’est pas constante. Elles doivent être potables et satisfaire à des normes précises.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tableau des noms et symboles à connaître par cœur :
| Nom de l’élément | Symbole de l’ion |
| Calcium | Ca2+ |
| Magnésium | Mg2+ |
| Chlorure | Cl- |
| Hydrogénocarbonate | HCO3 - |
| Sodium | Na+ |
| Potassium | K+ |
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Rappel : Le pH est une grandeur (sans unité) permettant de déterminer l’acidité d’une solution :
- ne solution est dite acide si 0 ≤ pH ≤ 7 ;
- une solution est dite neutre si pH = 7 ;
- une solution est dite basique si 7 ≤ pH ≤ 14.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Définition — Une eau est qualifiée de dure lorsqu’elle contient beaucoup d’ions calcium Ca2+ ou d’ions magnésium Mg2+. Dans le langage courant, l’eau est dite très calcaire.
Le réactif qui permet l'identification des ions calcium Ca2+ est l'oxalate d'ammonium.
Plus une eau est dure, moins un savon mousse.
La particularité du calcaire est d’être moins soluble dans l’eau chaude que dans l’eau froide. Une même quantité d’eau dure peut déposer six fois plus de calcaire à 80 °C qu’à 60 °C.
La dureté de l’eau constitue l’indicateur de la minéralisation d’une eau, et donc de sa plus ou moins forte teneur en calcaire (CaCO3) appelé communément tartre.
Elle s’exprime en degré hydrotimétrique °TH ou D.
1 °TH correspond à 10 mg de carbonate de calcium par litre d’eau.
En dessous de 20 °TH, une eau est qualifiée de douce, au dessus de dure. On peut aussi calculer ce degré d’après la formule :
D(°TH) = 10 x C
où C correspond à la concentration totale en ions calcium et magnésium en mmol.L-1.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dosage des ions hydrogénocarbonate HCO3- dans une eau minérale — Il s’agit de déterminer la concentration massique (g/L) en ions hydrogénocarbonate (anciennement appelé bicarbonate) d’une eau minérale, c’est-à-dire la masse d’ions présents dans un litre de cette eau. On effectue un dosage de l’eau pour trouver sa concentration en ions hydrogénocarbonate.
Principe du dosage — Pour doser les ions hydrogénocarbonate présents dans l’eau minérale, on va utiliser une réaction. Ces ions sont dosés par une solution titrée d’acide chlorhydrique (H3O+ + Cl-) de concentration C0 = 0,10 mol/L.
Quand on a versé une quantité d’acide telle que tous les ions hydrogénocarbonate présents initialement dans l’eau minérale ont réagi, la couleur de la solution passe du bleu au jaune. À l’apparition de cette couleur, on peut considérer que le dosage est terminé.
Matériel pour l’expérience :
- une potence pour tenir ;
- une burette graduée contenant de l’acide chlorhydrique (C0 = 0,1 mol/L) ;
- un bécher contenant l’eau minérale (V = 20 mL) ;
- un turbulent pour remuer la solution ;
- un agitateur magnétique pour faire tourner le turbulent.
Source : cours de Physique de première.