Exercices 773
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pH
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6
ps
FeCO 3
Fe(OH) 2
4. On considère le cas d’une eau de pH = 6,0 contenant c = 1,0 · 10
−4 mol · L
−1 de carbonate de
fer dissous. Le pH est augmenté progressivement par ajout d’une solution de base forte. Vérifier
qu’initialement la solution n’est pas saturée et déterminer à partir de quel pH un précipité
apparaît. Quel est ce précipité ?
5. Mêmes questions pour une eau de pH = 6,0 contenant c = 1,0 · 10
−5 mol · L
−1 de carbonate de
fer dissous.
Exercice 29.6 Adoucissement de l’eau
La dureté de l’eau est déterminée par sa concentration en ions calcium Ca
2+ et magnésium Mg
2+ .
Dans le réseau de distribution d’eau potable, une eau trop dure est néfaste en raison des dépôts
de calcaire (CaCO 3 et MgCO 3 ) qui peuvent se produire, par exemple dans les machines à laver et
les chaudières.
L’adoucissement consiste à réduire la dureté de l’eau avant de la distribuer. On s’intéresse au
procédé d’adoucissement par décarbonatation. Pour simplifier, on considère seulement des ions
Ca
2+ . Le procédé fonctionne si ceux-ci sont associés à des ions hydrogénocarbonate HCO
–
3 , ce qui
leur permet de précipiter sous forme de carbonate de calcium CaCO 3 . Le produit de solubilité de
ce dernier est K s1 = 10
−8,3 .
Le réactif utilisé dans ce procédé est l’hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 , appelé aussi chaux éteinte.
Il s’agit d’un solide dont le produit de solubilité est K s2 = 10
−5,2 .
La réaction de décarbonatation est :
Ca
2+ (aq) + 2 OH
– (aq) + Ca
2+ (aq) + 2 HCO
–
3 (aq) = 2 CaCO 3 (s) + 2 H 2 O(l)
Les premiers ions (Ca
2+ + 2 OH
– ) proviennent de la dissolution de Ca(OH) 2 .
Pour le couple acide-base HCO
–
3 /CO
2–
3
on donne pK a = 10,3. Le produit ionique de l’eau est
[H 3 O
+ ][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
1. Calculer la solubilité de Ca(OH) 2 .
2. Calculer la constante d’équilibre de la réaction de décarbonatation et commenter.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
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FeCO 3
Fe(OH) 2
4. On considère le cas d’une eau de pH = 6,0 contenant c = 1,0 · 10
−4 mol · L
−1 de carbonate de
fer dissous. Le pH est augmenté progressivement par ajout d’une solution de base forte. Vérifier
qu’initialement la solution n’est pas saturée et déterminer à partir de quel pH un précipité
apparaît. Quel est ce précipité ?
5. Mêmes questions pour une eau de pH = 6,0 contenant c = 1,0 · 10
−5 mol · L
−1 de carbonate de
fer dissous.
Exercice 29.6 Adoucissement de l’eau
La dureté de l’eau est déterminée par sa concentration en ions calcium Ca
2+ et magnésium Mg
2+ .
Dans le réseau de distribution d’eau potable, une eau trop dure est néfaste en raison des dépôts
de calcaire (CaCO 3 et MgCO 3 ) qui peuvent se produire, par exemple dans les machines à laver et
les chaudières.
L’adoucissement consiste à réduire la dureté de l’eau avant de la distribuer. On s’intéresse au
procédé d’adoucissement par décarbonatation. Pour simplifier, on considère seulement des ions
Ca
2+ . Le procédé fonctionne si ceux-ci sont associés à des ions hydrogénocarbonate HCO
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3 , ce qui
leur permet de précipiter sous forme de carbonate de calcium CaCO 3 . Le produit de solubilité de
ce dernier est K s1 = 10
−8,3 .
Le réactif utilisé dans ce procédé est l’hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 , appelé aussi chaux éteinte.
Il s’agit d’un solide dont le produit de solubilité est K s2 = 10
−5,2 .
La réaction de décarbonatation est :
Ca
2+ (aq) + 2 OH
– (aq) + Ca
2+ (aq) + 2 HCO
–
3 (aq) = 2 CaCO 3 (s) + 2 H 2 O(l)
Les premiers ions (Ca
2+ + 2 OH
– ) proviennent de la dissolution de Ca(OH) 2 .
Pour le couple acide-base HCO
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3 /CO
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on donne pK a = 10,3. Le produit ionique de l’eau est
[H 3 O
+ ][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
1. Calculer la solubilité de Ca(OH) 2 .
2. Calculer la constante d’équilibre de la réaction de décarbonatation et commenter.
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