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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 286 — #294
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CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
sels comme le persulfate de sodium ou d’ammonium). Les bilans d’oxydation par les
ions hypochlorite s’écrivent :
CN
−
+ ClO
−
+ H 2 O
=
CNCl + 2 HO
−
CNCl + 2 HO
−
=
CNO
−
+ Cl
−
+ H 2 O.
La réaction est complète au bout de 30 minutes de traitement à pH compris entre 10
et 12. L’oxydation est poursuivie par le processus :
2 CNO
−
+ 3 ClO
−
+ H 2 O
=
2 HCO
−
3
+ N 2 (g).
Déchromatation par réduction
Le but du traitement est de réduire le chrome(VI) très toxique en chrome(III) moins
toxique qui sera éliminé par précipitation de Cr(OH) 3 (s) à pH supérieur à 8,5. La
réduction peut être obtenue par deux méthodes :
• utilisation de l’anhydride sulfureux et des dérivés (sulfite de sodium Na 2 SO 3 , hydrogénosulfite de sodium NaHSO 3 ) ;
• utilisation du sulfate ferreux ou de fer métallique.
Dans le cas de l’utilisation de l’ion hydrogénosulfite HSO
–
3 , le bilan s’écrit :
H 2 Cr 2 O 7 + 3 HSO
−
3
+ 6 H
+
=
2 Cr
3+
+ 3 HSO
−
4
+ 4 H 2 O
et dans le cas de l’utilisation de sulfate ferreux (sulfate de fer(II)), le bilan de la
réduction s’écrit :
H 2 Cr 2 O 7 + 6 Fe
2+
+ 12 H
+
=
2 Cr
3+
+ 6 Fe
3+
+ 7 H 2 O.
Les réactions de réduction sont menées en milieu acide.
Précipitation
L’objectif est de provoquer l’insolubilisation des différents polluants contenus dans
l’effluent à traiter. Le pH est adapté aux alentours de 8,5. Cette valeur permet la précipitation de nombreux cations sous forme d’hydroxydes métalliques solides. L’effluent est alors acheminé vers un décanteur où les solides sont séparés par gravité. On peut procéder selon les besoins à plusieurs précipitations successives, à
des pH échelonnés, s’il existe des hydroxydes possédant des zones d’existence en
pH suffisamment différentes. Les ions flurorure sont éliminés par ajout d’ions Ca
2+
(introduits sous forme de chaux éteinte Ca(OH) 2 (s)) et précipitation du fluorure de
calcium CaF 2 (s). On obtient alors une concentration résiduelle en ions fluorure de
l’ordre de 15 à 30 mg·L −1 et un milieu basique. Les ions phosphate PO
3–
4 (ou hydrogénophosphate HPO
2–
4 ) sont aussi éliminés par ajout d’ions Ca
2+ (introduits sous
forme de chaux éteinte Ca(OH) 2 (s)). On observe alors la précipitation :
3 HPO
2−
4
+ 5 Ca
2+
+ 4 HO
−
=
Ca 5 (OH)(PO 4 ) 3 (s) + 3 H 2 O.
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sels comme le persulfate de sodium ou d’ammonium). Les bilans d’oxydation par les
ions hypochlorite s’écrivent :
CN
−
+ ClO
−
+ H 2 O
=
CNCl + 2 HO
−
CNCl + 2 HO
−
=
CNO
−
+ Cl
−
+ H 2 O.
La réaction est complète au bout de 30 minutes de traitement à pH compris entre 10
et 12. L’oxydation est poursuivie par le processus :
2 CNO
−
+ 3 ClO
−
+ H 2 O
=
2 HCO
−
3
+ N 2 (g).
Déchromatation par réduction
Le but du traitement est de réduire le chrome(VI) très toxique en chrome(III) moins
toxique qui sera éliminé par précipitation de Cr(OH) 3 (s) à pH supérieur à 8,5. La
réduction peut être obtenue par deux méthodes :
• utilisation de l’anhydride sulfureux et des dérivés (sulfite de sodium Na 2 SO 3 , hydrogénosulfite de sodium NaHSO 3 ) ;
• utilisation du sulfate ferreux ou de fer métallique.
Dans le cas de l’utilisation de l’ion hydrogénosulfite HSO
–
3 , le bilan s’écrit :
H 2 Cr 2 O 7 + 3 HSO
−
3
+ 6 H
+
=
2 Cr
3+
+ 3 HSO
−
4
+ 4 H 2 O
et dans le cas de l’utilisation de sulfate ferreux (sulfate de fer(II)), le bilan de la
réduction s’écrit :
H 2 Cr 2 O 7 + 6 Fe
2+
+ 12 H
+
=
2 Cr
3+
+ 6 Fe
3+
+ 7 H 2 O.
Les réactions de réduction sont menées en milieu acide.
Précipitation
L’objectif est de provoquer l’insolubilisation des différents polluants contenus dans
l’effluent à traiter. Le pH est adapté aux alentours de 8,5. Cette valeur permet la précipitation de nombreux cations sous forme d’hydroxydes métalliques solides. L’effluent est alors acheminé vers un décanteur où les solides sont séparés par gravité. On peut procéder selon les besoins à plusieurs précipitations successives, à
des pH échelonnés, s’il existe des hydroxydes possédant des zones d’existence en
pH suffisamment différentes. Les ions flurorure sont éliminés par ajout d’ions Ca
2+
(introduits sous forme de chaux éteinte Ca(OH) 2 (s)) et précipitation du fluorure de
calcium CaF 2 (s). On obtient alors une concentration résiduelle en ions fluorure de
l’ordre de 15 à 30 mg·L −1 et un milieu basique. Les ions phosphate PO
3–
4 (ou hydrogénophosphate HPO
2–
4 ) sont aussi éliminés par ajout d’ions Ca
2+ (introduits sous
forme de chaux éteinte Ca(OH) 2 (s)). On observe alors la précipitation :
3 HPO
2−
4
+ 5 Ca
2+
+ 4 HO
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Ca 5 (OH)(PO 4 ) 3 (s) + 3 H 2 O.
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