L eau dure La dureté de l eau

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1 L eau dure La dureté de l eau Tous les jours, les publicités nous parlent de l'eau qui est trop dure, de l'eau qui est pleine de calcaire, que cela n'est pas bon. Quelles sont les conséquences liées à l emploi d'une eau dure? n 1 : Il se forme un dépôt de tartre (calcaire) sur ou dans l élément chauffant. L'épaisseur de tartre faisant isolant, nous avons une perte d efficacité du chauffage. Epaisseur de tartre ( en mm ) 0,4 0,8 1,6 3,2 4,8 6,4 9,6 12,7 16,0 19,0 Perte d'efficacité du chauffage - 4% -7% -11% -18% -27% -38% -48% -60% -74% -90% L appareil chauffe ou refroidit moins bien, donc moins vite. Le temps mis par l appareil pour exécuter la tâche demandée sera donc plus long. n 2 : La durée de fonctionnement du chauffage étant plus longue, la consommation d'énergie est d'autant plus importante. n 3 : Il faut plus de savon ou de détergent (jusqu à 50%) : 1 m 3 d'eau dure absorbe 100 g de savon par degré de dureté. n 4 : L'épaisseur de tartre faisant isolant, la résistance électrique risque de surchauffer et de claquer plus rapidement. n 5 : Il se forme un dépôt de calcaire sur les objets qui les rend plus ternes, moins brillants. n 6 : Il se forme un dépôt de calcaire sur le linge qui devient moins souple, plus raide. n 7 : Le savon mousse moins. n 8 : Un dépôt de tartre va petit à petit obstruer les tuyaux et les différents orifices. Les liquides ou gaz vont passer de plus en plus difficilement. n 9 : Les entretiens de l appareil doivent être plus fréquents. L appareil se détériore plus rapidement

2 Dans les différentes situations décrites ci après, l utilisation d une eau dure a pour conséquences : Entourer le n des conséquences choisies (voir les explications à la page précédente) Au niveau du fer à repasser, l'utilisation d'une eau dure a pour conséquence: Au niveau du percolateur à café, l'utilisation d'une eau dure a pour conséquence: Lorsque tu te savonnes les mains, l'utilisation d'une eau dure a pour conséquence: Au niveau d'un chauffe-eau au gaz, son emploi avec de l'eau dure a pour conséquence: Au niveau d'un chauffe-eau ou bouilloire électrique, son emploie avec de l eau dure a pour conséquence: Au niveau du lave-vaisselle, son emploi avec de l'eau dure a pour conséquence: Au niveau de la machine à laver, son emploi avec de l'eau dure a pour conséquence: Au niveau du radiateur de la voiture, l emploi d une eau dure a pour conséquence: En conserverie, l utilisation d une eau trop dure a pour conséquence: La formation de jus troubles et une mauvaise cuisson des légumes

3 D où provient le calcaire de l eau? On utilise souvent l expression «Il y a trop de calcaire dans l eau». Cela est impossible car le calcaire est un solide. Ce que nous trouvons en réalité dans l eau, c est le produit résultant de la dissolution du calcaire ( CaCO 3 ) par les eaux acides. C est à dire du bicarbonate de calcium ( Ca(HCO 3 ) 2 ) Comment le bicarbonate est-il arrivé dans l eau? Lorsqu'il pleut, les gouttes d'eau, en traversant l'atmosphère, se chargent légèrement en gaz carbonique. En s'infiltrant à travers les couches superficielles du sol, l'eau rencontre également le CO 2 produit par les micro-organismes qui s'y développent. Une partie de ce gaz carbonique va réagir avec l'eau. Eau + gaz carbonique acide carbonique H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 La combinaison forme de l'acide carbonique. Cet acide carbonique est donc mélangé à l'eau de pluie. Si, lors de sa percolation, cette eau rencontre de la roche calcaire, l'acide carbonique qui la compose va attaquer ce calcaire et du bicarbonate de calcium soluble va se retrouver en solution dans l'eau. Acide carbonique + calcaire Bicarbonate de Ca H 2 CO 3 + CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2 (solide) (dissous) Plus nous aurons de gaz carbonique dans l'eau et plus l'eau pourra s'enrichir en bicarbonate

4 Qu'est ce que la dureté de l'eau? La dureté de l'eau, nous renseigne sur la quantité de sel de calcium (Ca) et de magnésium (Mg) solubilisés dans l'eau. La dureté exprime la teneur globale en sels de calcium et de magnésium (sels dits incrustants) présents dans l eau. Elle est déterminée par une analyse chimique. Cette teneur s exprime en degré dont la valeur est différente d un pays à l autre et qui correspond à des milligrammes de sel par litre d eau. Les unités les plus courantes chez nous sont: le degré allemand ( d ) qui correspond à 10 mg/l de CaO ( oxyde de calcium = chaux vive ) le degré français ( f ) qui correspond à 10 mg/l de CaCO 3 ( carbonate de calcium ) Dureté totale d 1 d = 1,79 f Très faible Faible Moyenne Forte Très forte > 30 f 1 f = 0,56 d > 53 En principe, au-dessus de 30 d de dureté, une eau est déclarée impropre à la consommation sauf si elle possède certaines propriétés thérapeutiques reconnues. La norme limite de potabilité pour l'eau de distribution en Belgique est fixée à 67,5 f. La composition de quelques eaux de distribution Le magnésium et surtout le calcium, l élément le plus important chez nous, existent principalement à l état de carbonates et de bicarbonates mais aussi dans une moindre mesure de sulfates, de chlorures... Il existe plusieurs types de dureté : La dureté temporaire : la dureté qui disparaît avec l ébullition de l eau La dureté permanente : la dureté qui subsiste après l ébullition de l eau La dureté totale : la dureté temporaire + la dureté permanente

5 La dureté temporaire ou Titre Alcalimétrique Complet ( TAC ou KH pour les Allemands) Elle correspond à la quantité de minéraux qui ont disparu suite à l'ébullition de l'eau. Elle représente la teneur globale de l eau en hydroxydes ( Ca(OH) 2 ), en carbonates et surtout en bicarbonates. Après ébullition, la dureté temporaire a disparu ; elle est nulle. La valeur est obtenue par une analyse chimique. Que se passe-t-il dans la bouilloire durant l ébullition de l eau? Plus l eau aura pu absorber de gaz carbonique durant sa percolation et plus celle-ci, au contact du calcaire, aura pu s'enrichir en bicarbonate. Cette dissolution du calcaire à partir du gaz carbonique de l air est une suite de réactions chimiques dites en «équilibre», c est à dire des réactions généralement incomplètes. Dans une réaction en équilibre, seule une certaine quantité de produit entre en réaction. Dans la dissolution du calcaire, seule une certaine proportion du CO 2 présent dans l eau va se transformer en acide et seulement une certaine proportion de cet acide va réagir avec le calcaire pour former du Ca(HCO 3 ) 2. Nous sommes dans un équilibre entre la quantité de gaz carbonique présente dans l'eau et la quantité de bicarbonate dissous. Si on ajoute ou réduit la quantité d un des produits, on modifie la quantité des autres produits. Par conséquent, une réaction d équilibre peut être réversible (s inverser). La réaction de dissolution du calcaire peut donc s'inverser et du calcaire peut se reformer (précipiter) lorsque la quantité de CO 2 dans l'eau diminue. C'est le cas lorsque l'eau est chauffée : une partie des gaz retourne dans l atmosphère. Sous l action de la chaleur, le bicarbonate de calcium ( Ca(HCO 3 ) 2 ) et le bicarbonate de magnésium ( Mg(HCO 3 ) 2 ) dissous dans nos eaux précipitent. Ils se transforment en particules solides qui se déposent ou se fixent sur les parois du récipient. C est le dépôt que nous retrouvons dans nos bouilloires et que nous appelons «le tartre». Dans nos régions où les eaux sont riches en Ca(HCO 3 ) 2, ce dépôt est principalement composé de calcaire ( CaCO 3 ). Ce sont les bicarbonates dissous dans l eau qui en précipitant sous forme de carbonates de Ca et de Mg insolubles (le tartre), sont à l'origine de tous les désagréments liés à l'utilisation d'une eau dure

6 La dureté totale ou Titre Hydrotimétrique ( TH ou GH pour les Allemands) Elle nous renseigne sur la quantité totale en calcium et magnésium liés aux carbonates, bicarbonates mais aussi aux sulfates,... contenue dans l eau. La valeur est déterminée par une analyse chimique. Dans nos régions, les minéraux présents dans l eau étant surtout des bicarbonates, la dureté totale est souvent proche de la valeur de la dureté temporaire. La dureté permanente ou dureté non carbonatée C est la dureté qui persiste après l ébullition de l eau. Elle reste constante. La valeur est obtenue par calcul. Elle est égale à la dureté totale ( TH ) moins la dureté temporaire ( TAC ) et correspond essentiellement aux sulfates de calcium et de magnésium. Remarque : Dans nos régions, le composant minéral principal de nos eaux dures étant le bicarbonate de calcium ( Ca(HCO 3 ) 2 ) à l origine du calcaire dans la bouilloire, la plupart des gens associe souvent la dureté de l'eau à la quantité de calcaire dissous dans l'eau

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