Qui de Monsieur EAUCLAIR ou de son ami a raison?

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1 CME 5.3 Pourquoi adoucir l eau? Monsieur EAUCLAIR emménage dans une nouvelle région. Il constate que sa cafetière s est entartrée au bout de deux mois. Un de ses amis lui dit que : «ton eau n est pas claire elle est dure, tu devrais l adoucir!!!» Monsieur EAUCLAIR répond : «Non elle est juste entartrée». Qui de Monsieur EAUCLAIR ou de son ami a raison? Débat en classe entière ou par groupe autour des mots «clair», «dure» et «entartré» Travail de recherche documentaire (extrait d un article «lutter contre le tartre dans l eau du robinet» du magazine RUSTICA) Rechercher et extraire l information

2 Questions : 1. Donner le nom des principaux constituants du tartre ou du calcaire. 2. Indiquer la condition, en degré français, pour qu une eau soit dite dure. 3. Calculer le degré français d une eau contenant 57 mg/l de calcaire. 4. Une eau dite dure est-elle responsable du tartre sur les dents? 5. Donner un inconvénient de la présence de calcaire dans l eau du robinet. A retenir : (connaissances du B.O) Le calcaire souvent appelé TARTRE est lié à la présence des ions calcium Ca 2+ dissous dans l eau. Les ions Ca 2+ et Mg 2+ sont responsables de la dureté de l eau. Le titre hydrotimétrique noté TH, en degré français ( f), se calcule à l aide de la relation : TH ( f) = C Où C est la concentration, en mol/l, en ions Ca 2+ et Mg 2+. On distingue : Qualité de l eau Très douce Douce Semi-dure Dure Très dure Dureté TH( f) TH<5 5<TH<15 15<TH<25 25<TH<35 TH>35

3 Partie 1 : Comment identifier la présence des ions Ca 2+ et Mg 2+ dans l eau? Activité n 1 : Vous disposez de 3 béchers contenant les eaux dont les étiquettes sont les suivantes : Extrait sec à 180 C : < 300 mg/l EAU A Calcium (Ca ++ ) :204 Chlorure (Cl - ) : 5 Sodium ( Na + ) : 23 Sulfate (SO -- 4 ) : 3 Magnésium (Mg ++ ) : 44 Bicarbonate (HCO - 3 ) : 287 Potassium (K + ) : 2 Nitrate (NO - 3 ) : 1 Extrait sec à 180 C : < 300 mg/l EAU B Calcium (Ca ++ ) : 4,7 Chlorure (Cl - ) : 5 Sodium ( Na + ) : 23 Sulfate (SO -- 4 ) : 3 Magnésium (Mg ++ ) : 1,5 Bicarbonate (HCO - 3 ) : 287 Potassium (K + ) : 2 Nitrate (NO - 3 ) : 1 Extrait sec à 180 C : < 300 mg/l EAU C Calcium (Ca ++ ) : 1,5 Chlorure (Cl - ) : 5 Sodium ( Na + ) : 23 Sulfate (SO -- 4 ) : 3 Magnésium (Mg ++ ) : 24 Bicarbonate (HCO - 3 ) : 125 Potassium (K + ) : 2 Nitrate (NO - 3 ) : 1 Tableau d identification des ions ph = 7,75 À consommer de préférence avant la date figurant sur le bouchon. ph = 7,75 À consommer de préférence avant la date figurant sur le bouchon. Ions Réactif Observation ph = 7,75 À consommer de préférence avant la date figurant sur le bouchon. Cuivre Cu 2+ Soude Précipité bleu Calcium Ca 2+ Oxalate d ammonium Précipité blanc Magnésium Mg 2+ Jaune de thiazole en présence d hydroxyde de sodium Coloration rouge rosé Proposer, un protocole permettant d associer à chaque bécher l eau correspondante. Trois compétences : 1. S appropier : Rechercher et extraire l information 2. Réaliser : Analyser la situation avant de réaliser une expérience, Formuler une hypothèse, Choisir un protocole ou le matériel / dispositif expérimental. 3. Communiquer : Appel n 1 : Faire vérifier votre protocole par le professeur et l expliquer. Réaliser l expérience.

4 Conclure en justifiant votre réponse. Valider ou infirmer une information, une hypothèse, une propriété, une loi Présenter et formuler une conclusion, Expliquer, représenter, argumenter, commenter. Partie 2 : Comment déterminer la dureté d une eau? Activité n 2 : On peut utiliser des bandelettes permettant de déterminer la qualité d une eau. Le principe de ces bandelettes est de changer de couleur en fonction du degré hydrotimétrique de l eau à analyser. Proposer un protocole permettant de vérifier que la cafetière de Monsieur EAUCLAIR est entartrée du fait de la qualité de son eau. Trois compétences : 1. S appropier : Rechercher et extraire l information 2. Réaliser : Analyser la situation avant de réaliser une expérience, Formuler une hypothèse, Choisir un protocole ou le matériel / dispositif expérimental. 3. Communiquer : Appel n 2 : Faire vérifier votre protocole par le professeur. Réaliser l expérience.

5 On réalise un dosage colorimétrique de l eau. L indicateur d équivalence utilisé est le N.E.T. Dispositif expérimental Exploitation EDTA Prise d essai : 10,0 ml d eau + quelques gouttes de N.E.T + solution tampon ph=10 Dans les conditions d expérimentation, à l équivalence, on considère que 1 f correspond à 1ml d EDTA versé. A l équivalence, on observe un changement de couleur de l indicateur (passage de violet au bleu). Préparer, organiser son poste de travail, Utiliser le matériel.. 1) Préparer le matériel nécessaire à la prise d essai et organiser le poste de travail pour pouvoir la réaliser. Appel n 3 : Préparer devant le professeur la prise d essai. Réaliser le dosage devant le professeur. Raisonner, Rechercher et 2) Noter le volume V éq à l équivalence. Organiser l information, Exécuter une méthode de résolution Capacités liées à l expérimentation 3) Donner la dureté de l'eau et indiquer la qualité de l eau. Présenter, communiquer un résultat 4) Remettre en état le poste de travail.

6 Activité n 3 : Recherche documentaire Partie 3 : Comment adoucir l eau? Document A : Principe de l adoucissement sur résine échangeuse d ions Eau dure Ions responsables de la dureté de l eau Billes de résine Les ions responsables de la dureté de l eau se fixent sur les billes de résine Ions Na + encore disponibles Ions Na + libérés Eau adoucie Expliquer, en justifiant votre réponse, le rôle d une résine échangeuse d ions permettant l adoucissement de l eau. Présenter, Rechercher et extraire communiquer l information

7 Document B : Extraits de documents de la DRASS 1 [ ] Effets; nuisances de la dureté des eaux Une eau douce ne permet pas l'instauration de la couche carbonatée assurant une protection des canalisations contre les risques de corrosion. Par contre, une dureté élevée constitue un risque important d'entartrage des canalisations. Au-delà de 20 f; l'eau peut devenir entartrante et en dessous de 10 f ; elle risque de devenir agressive et susceptible de détériorer les canalisations. Ces phénomènes de corrosion entraînent la solubilisation d'éléments tels que le fer; le cuivre et plus grave; le plomb; le cadmium. Ils sont également fonction du ph; de l'alcalinité et de la concentration en oxygène dissous. Une eau dure est plus agréable à boire mais présente certains inconvénients d'ordre domestique : - utilisation accrue de savon ; - entartrage des tuyaux d'eau chaude; des chaudières; etc. ; - augmentation du temps de cuisson des légumes. Une eau douce se remarque à un moussage important et à une absence de dépôts sur les récipients. Normes; interprétation des résultats L'eau destinée à la consommation humaine ne doit pas être agressive. En cas de dureté excessive et après un adoucissement, elle doit avoir une dureté résiduelle minimale de 15 f. Pour tenir compte à la fois de l'intérêt de la consommation d'une eau dure pour la santé et des inconvénients liés à l'entartrage; il est admis qu'une dureté comprise entre 15 Fet 20 F est idéale. [ ] 1 Direction Régionale des Administrations Sanitaires et Sociales Indiquer les risques liés à un adoucissement trop important de l eau? Rechercher et extraire l information Qui de Monsieur EAUCLAIR ou de son ami a raison? Justifier votre réponse. Critiquer et valider un résultat

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