Exercices sur la question concernant une carafe filtrante permet- elle de diminuer la dureté d’une eau, Questions d'examen de Chimie
Renee88
Renee8823 avril 2014

Exercices sur la question concernant une carafe filtrante permet- elle de diminuer la dureté d’une eau, Questions d'examen de Chimie

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Exercices de chimie sur la question concernant une carafe filtrante permet- elle de diminuer la dureté d’une eau. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: le volume, Efficacité de la carafe filtrante, l’eau, la p...
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EXERCICE III. Une carafe filtrante permet-elle de diminuer la dureté d'une eau? (4 points) Spécialité

Antilles - Guyane 2009 EXERCICE III. UNE CARAFE FILTRANTE PERMET-ELLE DE DIMINUER LA

DURETÉ D’UNE EAU ? (4 points)

La dureté de l’eau ou titre hydrotimétrique (TH) est l’indicateur de la minéralisation de l’eau. Elle est surtout due aux ions calcium et magnésium. En France, le titre hydrotimétrique (TH) s’exprime en degré français (°f). 1°f correspond à 10 –4 mol.L–1 d’ions calcium (Ca2+ ) et magnésium (Mg2+). Le tableau ci-après permet de caractériser la dureté d’une eau en fonction de son TH :

TH(°f) 0 à7 7à15 15 à 25 25 à 42 supérieur à 42

Eau très douce douce moyennement

dure dure très dure

La dureté d’une eau se détermine grâce à un titrage complexométrique par l’EDTA (acide EthylèneDiamineTétraAcétique) en présence d’un indicateur coloré de fin de réaction et de solution tampon permettant de maintenir le pH de la solution entre 9 et 10.

On souhaite donc comparer la dureté de l’eau du robinet (appelée eau n°1) à celle obtenue après filtration avec une carafe (appelée eau n°2). On réalise alors deux titrages :

 un titrage d’un volume V = 20,0 mL d’eau n°1 ;

 un titrage d’un volume V = 20,0 mL d’eau n°2.

La concentration de la solution d’EDTA utilisée est c = 1,0  10 –2 mol.L-1. Les résultats obtenus sont les suivants :

Eau non filtrée

(eau n°1) Eau filtrée (eau n°2)

Volume VE (en mL) d’EDTA versé pour atteindre l’équivalence

6,7 2,9

1. Quelle verrerie doit-on utiliser pour prélever le volume V = 20,0 mL d’eau à doser ?

2. En milieu basique l’EDTA contient des ions Y4 qui réagissent avec les ions calcium (Ca2+)et les ions magnésium (Mg2+)selon les équations :

Ca2+(aq) + Y4 (aq) = CaY2 (aq)

Mg2+(aq) + Y4 (aq) = MgY2 (aq) Cela signifie donc que la quantité d’EDTA versé sert à doser les quantités d’ions Ca2+et Mg2+présents dans le volume V d’eau titrée.

2.1 Ce titrage est-il direct ou indirect ? Justifier. 2.2 Si n(Ca2+) et n(Mg2+) désignent respectivement les quantités d’ions Ca2+ et Mg2+ présentes

dans le volume V d’eau titrée et si n(EDTA) désigne la quantité d’ions Y4 versés pour atteindre l’équivalence, quelle relation lie ces trois quantités ?

3. Quelle est la relation existant entre [Ca2+ (aq)], [Mg2+ (aq)], V, c et VE ?

4. Efficacité de la carafe filtrante

4.1. Calculer en mol.L-1 la valeur de la somme [Ca2+(aq)] + [Mg2+(aq)] pour l’eau n°1 et l’eau n°2. 4.2. En déduire le TH exprimé en degré français (°f) de l’eau non filtrée (eau n°1) et le TH de l’eau

filtrée (eau n°2). 4.3. Quelle est l’eau la plus dure ? Justifier. 4.4. Conclure sur l’efficacité de la carafe. 5. Certaines eaux minérales sont conseillées pour la préparation des biberons des bébés car elles

sont faiblement minéralisées. Sur l’étiquette de l’une d’entre elles on trouve les indications : Ions calcium : 78 mg.L-1

Ions magnésium : 24 mg.L-1 Déterminer le titre hydrotimétrique (en °f) de l’eau minérale considérée et le comparer à celui de l’eau filtrée avec la carafe.

Données :

ÉlémentMgCa

Masse molaire atomique (en g.mol-1 ) 24,340,1

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