TP : chimie des eaux de consommation

1. Tester différentes eaux

Objectif : Sur vos tables, se trouvent 4 verres en plastique contenant chacun une eau différente (eau du robinet, eau distillée, eau minérale de Volvic, eau de Contrex) : par étude de leurs propriétés, vous devez identifier quelle eau se trouve dans chaque bécher…
Vous pouvez vous aider pour cela :
      de différents tests chimiques ou….gustatifs !
      des étiquettes donnant la composition des deux eaux minérales.

Composition Minéralogique (mg/L)

Ca²⁺	467
Mg²⁺	84
Na⁺	7
HCO₃^-	377
SO₄^2-	1192
Cl^-	7
Résidu sec	2032

1.1 Test gustatif :

Pour déterminer la saveur d'une eau, on peut s'aider de quelques termes utilisés par les dégustateurs d'eau :
Saveur acide       Saveur magnésienne (salée et amère)        Saveur chlorée
Saveur amère       Saveur sodée                                             Saveur de vase
Saveur sucrée     Saveur métallique                                     Saveur bicarbonatée

Goûter chaque eau (verser un peu d’eau dans un gobelet en plastique) pour mettre en évidence leurs différences….Remplir le tableau §1.6

1.1 Test du pH

Pour avoir une valeur approchée du pH d'une eau, déposer, à l’aide de l’agitateur, une goutte d'eau sur un petit morceau de papier pH, et lire sur l'échelle de teinte la valeur du pH.
Rincer l’agitateur avec de l’eau distillée et recommencer avec une autre variété d’eau.
Remplir le tableau §1.6

1.2 Test des ions calcium

Pour détecter la présence d’ion calcium, on utilise de l'oxalate d'ammonium. Si l’eau contient des ions calcium, on observe un précipité blanc.
Mode opératoire : Verser 1mL d’eau dans un tube à essais. Ajouter 2 gouttes d’oxalate d’ammonium.
Faire le test pour chacune des eaux et remplir le tableau.

1.3 Test des ions chlorures

Pour détecter la présence d’ion chlorure, on utilise du nitrate d’argent. Si l’eau contient des ions chlorures, on observe un précipité blanc.
Mode opératoire : Verser 1mL d’eau dans un tube à essais. Ajouter 2 gouttes de nitrate d’argent.
Faire le test pour chacune des eaux et remplir le tableau.

1.4 Dureté d’une eau

Une eau est dite dure quand elle contient une forte proportion d'ions calcium (Ca²⁺) et d’ion magnésium (Mg²⁺).
Cela se traduit par une eau qui mousse difficilement en présence de savon.

Préparer quatre tubes à essai remplis au quart avec les eaux à tester.
Ajouter 3 gouttes de liqueur de savon dans chacun des tubes. Agiter les tubes en les frappant , doucement, une dizaine de fois.
Constater s’il y a ou non beaucoup de mousse. L’indiquer sur la ligne du tableau avec les symboles + ou -.

1.6 Conclusion

Attribuez à chaque bécher l'eau qu'il contient : (justifier)

Bécher (ou verre) n°	A	B	C	D
Test du pH	7	7	5,9	6
Test des ions calcium	/	/	un peu de Ca²⁺	Beaucoup de Ca²⁺
Test des ions chlorures	présence de Cl^-	/	présence de Cl^-	présence de Cl^-
Test de la dureté	-	-	+	+
Test gustatif	gout peu prononcé	fade		Gout métallique
Identification de l’eau	Volvic	Eau distillée	Eau du robinet	Contrexéville

2. Dosage des ions hydogénocarbonate dans une eau

Le but du dosage est la détermination de la concentration en ions hydrogénocarbonate HCO₃^- de l’eau d'Evian. Cette concentration en mg/L sera comparée à l’indication de l’étiquette.
remarque : les ions hydrogénocarbonate sont encore appelés ions bicarbonates

2.1 Tests préliminaires

Test préliminaire : (BCR : vert de bromocrésol-rhodamine)
couleur du BCR dans une solution d’acide chlorhydrique : orange
couleur du BCR dans une solution d’ions hydrogénocarbonate : bleu

2.2 Mode opératoire :

On dispose de trois solutions :
     une solution A de concentration connue en ions hydrogénocarbonate : 730 mg/L
     une solution B : un échantillon d’eau minérale d’Evian
     une solution diluée d’acide chlorhydrique (C = 0,01 mol.L^-1)

Placer 10 mL (prélevés à l’aide d’une pipette) de solution d’acide chlorhydrique dans un bécher et ajouter quelques gouttes de BCR.

Remplir la burette avec la solution de référence A, ajuster le niveau au zéro.

En homogénéisant le mélange à l’aide de l’agitateur magnétique, faire couler doucement la solution A dans le bécher jusqu’au changement de couleur de l’indicateur coloré.
Va = 10,1 mL

Après avoir rincé la burette à l’eau distillée, recommencer la manipulation en remplaçant la solution A par l’eau minérale B.
Vb = 23,6 mL

2.3 Exploitation des résultats :

Dans 1L de (A) il y a 730 mg d’ion hydrogénocarbonate.
Dans 1mL de (A) il y a 0,73 mg d’ion hydrogénocarbonate
Dans Va=10,1mL de (A) il y a 10,1 ×0,73 = 7,3 mg d’ion hydrogénocarbonate

Les ions hydrogénocarbonate ont réagi avec la même quantité d’acide chlorhydrique.
Dans Vb=23,6 mL d'eau d'Evian (B), il y a donc 7,3 mg d’ion hydrogénocarbonate
Dans 1 L(=1000 mL) d'eau d'Evian, il y a donc:

La concentration d’ion hydrogénocarbonate de la solution (B) est de : 310mg/L

Sur l’étiquette, il y a indiqué : 360 mg/L
Conclusion : La valeur trouvée est proche de la valeur indiquée par l'étiquette. La différence provient d'erreurs expérimentales.