IV)Dureté d’une eau : dosage complexométrique
La dureté d’une eau est due à la présence des ions calcium et magnésium. Elle se mesure en degré hydrotimétrique (°TH), 1°TH correspondant à un degré français (1°f), c'est-à-dire à une concentration en ions Ca2+ et Mg2+ de 0,1 mmol/L soit 4 mg de calcium ou 2,4 mg de magnésium par litre d'eau
1) Protocole expérimental
Expérience : Test de la dureté de l’eau des différents échantillons d’eau : Eau minérale de Contrex, l’eau du robinet, la Meuse, la source du Cul-du-Cerf. Nous avons ici calculé la dureté totale de l’eau. Il existe en effet la dureté permanente (ou dureté non-carbonatée : C’est la dureté qui persiste après ébullition de l’eau. Elle correspond aux sulfates de calcium et de magnésium), et la dureté carbonatée. (C’est-à-dire le tartre (calcite où carbonate naturel de calcium (CaCO3) déposé après ébullition). La dureté totale équivaut à la somme des ces deux mesures.
Liste du matériel :
-une burette graduée et son support
-1 agitateur magnétique et son aimant + une canne magnétique
-100 mL de solution tampon (mélange de quantités égales de solution d’ammoniac à 1 mol/L et de solution de chlorure d’ammonium à 1 mol/L également)
-150 mL de solution d’E.D.T.A (noté H4 Y et incolore) à 0,01 mol/L
-du NET (colorant rouge) + une pipette ou un compte-gouttes
-une propippette, un erlenmeyer, 4 bécher de 100mL
-papier pH
-l’échantillon d’eau sélectionné
-les gants, les lunettes de protection et la blouse (risque de projections irritantes)
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Nous avons ici effectué un titrage colorimétrique. Le protocole consiste tout d’abord à préparer une solution tampon, cette solution tampon a normalement un pH égal à 10.
On ajoute à 20 mL de cette solution 10 mL de l’échantillon d’eau choisi (réactif titré) et quelques gouttes de NET. Grâce à une burette graduée contenant une solution d’E.D.T.A à 0,01 mol/L (réactif titrant) placé au-dessus de la solution tampon nous pouvons ainsi débuter l’expérience. Le principe de l’expérience est d’atteindre l’équivalence : cela est marqué par le passage du rose au bleu pur. A l’équivalence il y’a changement de réactif limitant (ce ne sont plus les ions Y4- mais les ions Ca2+ et Mg2+). Sans colorant, on ne pourrait pas distinguer l’équivalence car celle-ci est incolore. Cependant, elle se caractérise ici grâce au NET qui change de couleur avec un léger excès d’EDTA. (Une goutte).
Pour simplifier la réaction, on écrira l’E.D.T.A (Acide Ethylène Diamine Tétraacétique) sous la forme de l’anion Y4- :
A l’équivalence, on arrête l’expérience. La quantité d’E.D.T.A utilisée pour l’expérience (qui sera lue sur la burette graduée) correspond à la valeur de la dureté de l’eau (1 mL correspond à 10°TH). En effet, la concentration en ions Mg2+ et Ca2+ peut également se définit par ce calcul :
CCa2+/Mg2+ = (Cedta x Vedta) / Veau = (0.01 x Vedta) / 0.01 = Vedta
