Données : M Ca = 40 g·mol
−1 ; M N = 14 g·mol
−1 ; M O = 16 g·mol
−1 .
CO 2 ,H 2 O/HCO
−
3 pK a1 = 6,3 ; HCO
−
3 /CO
2−
3 pK a2 = 10,3 .
5 °F = 1 mEq·L
−1 ; T.A.C. = [CO
2−
3 ] + [HCO
−
3 ] .
1. Déterminez les ions présents dans l’eau brute ainsi que leur concentration en
mEq·L −1 .
2. Donnez les équations des équilibres de fixation des ions.
3. Déterminez les concentrations des ions dans l’eau traitée.
S o l u t i o n
1. Le diagramme de prédominance montre qu’à pH = 7,3, les ions bicarbonate sont
majoritaires, les ions carbonate étant négligeables.
112 C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
D’où T.A.C. = [HCO
−
3 ], donc :
[HCO
−
3 ] = 9 °F = 1,8 mEq·L
−1 et [SO
2−
4 ] = 12 °F = 2,4 mEq·L
−1 .
• C m (NO
−
3 ) = 0,080 g·L
−1 ; or M(NO
−
3 ) = 62 g·mol
−1 donc :
[NO
−
3 ] = 1,29 × 10
−3 mol·L
−1
= 1,29 mEq·L
−1 .
• C m (Ca
2+
) = 0,004 g·L
−1 ; or M(Ca
2+
) = 40 g·mol
−1 donc :
[Ca
2+ ] = 10
−4 mol·L
−1
= 2 × 10
−4 Eq·L
−1
= 0,2 mEq·L
−1 .
2. Les ions Ca 2+ ne sont pas fixés par une résine anionique. Les ions sulfate, nitrate et
bicarbonate réagissent selon :
2(R−N
+
(CH 3 ) 3 ,Cl
−
) + SO
2−
4 = (R−N
+
(CH 3 ) 3 ) 2 ,SO
2−
4 ) + 2Cl
− .
(R−N
+
(CH 3 ) 3 ,Cl
−
) + NO
−
3 = (R−N
+
(CH 3 ) 3 ) 2 ,NO
−
3 ) + Cl
− .
(R−N
+
(CH 3 ) 3 ,Cl
−
) + HCO
−
3 = (R−N
+
(CH 3 ) 3 ) 2 ,HCO
−
3 ) + Cl
− .
3. Compte tenu des pourcentages de fixation au niveau des résines, on a :
2,4 mEq·L
−1
(SO
2−
4 ) −→ 2,4 mEq·L
−1
(Cl
−
) .
1,29 mEq·L
−1
(NO
−
3 ) −→ 0,19 mEq·L
−1
(NO
−
3 ) + 1,10 mEq·L
−1
(Cl
−
) .
1,8 mEq·L
−1
(HCO
−
3 ) −→ 1,26 mEq·L
−1
(HCO
−
3 ) + 0,54 mEq·L
−1
(Cl
−
) .
Conclusion : la composition de l’eau traitée est :
[NO
−
3 ] = 0,19 mEq·L
−1 ; [HCO
−
3 ] = 1,26 mEq·L
−1 ; [Cl
− ] = 4,04 mEq·L
−1 .
O s m o s e i n v e r s e
Une eau industrielle caractérisée par une concentration de 75 mg·L
−1 en NaCl et
12,8 g·L
−1 en NaNO 3 , est traitée par un module d’osmose inverse.
−
pH de la solution
6,3
CO 2 2 O
CO 3
2−
HCO 3
H
10,3
,