traitement des eaux " traitement de de l'eau de source bousfer ORAN

TITRE ALCALIMETRIQUE (TA, TAC)

Définition :

Ces deux valeurs permettent de connaître les concentrations en bicarbonates, carbonates et éventuellement en hydroxydes (bases fortes) contenues dans l'eau, d'autre façon l'alcalinité d'une eau correspond à la présence des bicarbonates, carbonates et hydroxydes.

L'alcalinité se mesure par la neutralisation d'un certain volume d'eau par une solution diluée d'un acide minéral. Le point d'équivalence étant déterminé par des indicateurs colorés

Indépendamment des difficultés qu'il peut y avoir pour l'opérateur à apprécier le virage de l'indicateur, l'emploi de la méthode volumétrie que doit être évite en présence de substances telles que les acides humiques, les phosphates, les tartrates, etc.... qui retardent le virage. La méthode potentiomètre est recommandée dans le cas des eaux troubles et colorées et en présence de matières en suspension.

L'alcalinité se mesure à l'aide d'une solution étalon d'acide fort en présence d'indicateurs colorés de pH :

- La phénophtaléine pour le TA, virant du rouge à l'incolore à un pH de 8,3.

- L'hélianthine pour le TAC, virant du jaune à l'orangé à un pH de 4,3.

Le TA dose la totalité des hydroxydes et la moitié des carbonates qui sont alors entièrement transformés en bicarbonates à un pH de 8,3.

Le TAC correspond à la totalité des bicarbonates et des carbonates.

Donc on peut dire que :

- Le titre alcalimétrique ou T.A mesure la teneur en alcalis libres (OH^-) et en carbonates (CO₃).

- Le titre alcalimétrique complet ou T.A.C mesure la somme des alcalis libres, des carbonates et des bicarbonates.

Domaine d'application :

C'est une méthode par la détermination titrimétrie de l'alcalinité.

Elle est destinée à analyse de l'eau naturelle et traitée de l'eau résiduaire et peut être directement utilisée pour les eaux ayant une concentration d'alcalinité jusqu'à 20 m mole/l pour les échantillons contenant des concentrations supérieurs d'alcalinité, il convient de prendre un portion d'essai plus faible pour l'analyse, la limite inférieure est de 0.4 m mole/l.

Les matières en suspension sous forme de carbonate peuvent interférer avec l'analyse.

Cette interférence peut être réduite par filtration avant le titrage.

Principe :

Ces mesures sont basées sur la neutralisation d'un certain volume d'eau par un acide minéral, en présence d'un indicateur coloré.

Réactifs :

Acide chlorhydrique ou acide sulfurique 0,02 N

Solution de phénophtaléine dans l'alcool à 0,5%.

Solution de méthylorange à 0,5%.

Mode opératoire :

Détermination du T.A :

Prélever 50 ml d'eau à analyser dans un erlenmeyer de 250 ml, ajouter 1 à 2 gouttes de phénophtaléine. Une coloration rose doit alors apparaître ; dans le contraire le T.A est nul, ce qui se produit en général pour les eaux naturelles dont le PH<8,3. Verser ensuite doucement l'acide dans la capsule à l'aide d'une burette, en agitant constamment et ceci jusqu'à décoloration complète de la solution (PH=8,3).

Soit V le nombre de millilitres d'acide versés V= 0ml.

Explication

En présence de phénophtaléine (PH = 8.3), par dosage par une solution d'un acide fort H₂SO₄, on va donc avoir :

OH^- + H₃O⁺ ð 2H₂O

CO₃^2- + H₃O⁺ ð HCO₃^- + H₂O

A ce niveau, on peut mesurer donc les ions OH^- et les ions CO₃^- qui correspond au titre alcalimétrique (TA) mais lorsque le PH< 8.3, le titre alcalimétrique TA est nul.

Détermination du T.A.C :

Utiliser l'échantillon traité précédemment ou le prélèvement primitif s'il n'y a pas de coloration. Ajouter 2 gouttes de méthylorange et titrer de nouveau avec le même acide jusqu'au virage du jaune au jaune orangé (pH = 4,3).

Soit V' le nombre de millilitres d'acide versés depuis le début du dosage.

Retrancher 0,5 ml, quantité d'acide nécessaire pour le virage de l'indicateur, qui est un peu plus faible que le pH de neutralisation exacte de l'hydrogénocarbonate.

Explication :

En présence de méthyle orange, on aura les réactions suivantes :

OH^- + H³O⁺ ð 2H₂O

CO₃^2- + H₃O⁺ ð H₂0 + HCO₃^-

HCO₃^- + H₃O⁺ ð H₂O + H₂CO₃

Le virage du méthyle orange e produit dès que le PH < 4.4, c'est-à-dire dès qu'il apparaît un excès d'acide fort dans le milieu, on mesure donc la somme des ions OH^-, CO₃^2- et des HCO₃^- ; cette détermination correspond au TAC.

Ce tableau résume les valeurs des concentrations des différents anions en fonction du TA et TAC.

Alcalinité	Hydroxyde	Carbonate	Bicarbonate
TA = 0	0	0	TAC
TA <TAC/2	0	2TA	TAC - 2TA
TA = TAC/2	0	2TA	0
TA >TAC/2	2TA - TAC	2 (TAC - TA)	0
TA = TAC	TA	0	0

Expression des résultats :

TA = (V_H2SO4 *N_H2SO4*1000) / volume de la prise d'essai en méq / litre.

Le TA de notre eau est nul puisque la coloration rose n'a pas apparu après l'ajout du phénophtaléine à notre échantillon et on a aussi l'eau est potable. TA = 0

TAC = (V'_H2SO4-0,5)*N_H2SO4* 0.1 en méq/l.

TAC = (18.7 - 0,5)*0,02 * 0.1 = 0.0364méq/l

TAC = 0.0364méq/l

Réponses :

1/ TA et TAC en °F et en mg de CaCO₃ par litre d'eau :

On a :

1° F à 1/5 méq/l à10 mg/l.

TA = 0 méq/l = 0° F = 0 mg/l.

TAC = 0.0364 * 5 = 0,182 °F

CaCO₃ ð Ca²⁺ + CO₃^-

1eqgr à M/valence = 100/2 = 50 gr/l.

1meV à 50 mg/l

1°F ð 50/5 = 10 mg/l.

1°F ð 10 mg/l

0.182 °F ð 1.82 mg/l donc TAC = 1.82 mg de CaCO₃/litre d'eau.

Les relations existantes entre TA, TAC et TH

La dureté carbonatée correspond à la teneur en hydrogène carbonate et carbonate de calicule et de magnésium, elle est égale a TAC si le TH est supérieur au TAC, et au TH si le TAC est supérieur au TH.

Le titre alcalimétrie TA qui correspond aux alcalis libres et aux carbonates alcalins caustiques.

La dureté permanent ou non carbonaté correspond a la dureté qui persiste après ébullition de l'eau, elle représente la teneur en sulfate et chlorure de calcium et magnésium, elle est égale a (TH - TAC).