DOSAGE DES IONS CALCIUM MAGNESIUM DURETE D EAU .pdf



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Auteur: REDA

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TP : DOSAGE DES IONS CALCIUM ET MAGNESIUM
I-

OBJECTIFS DE LA MANIPULATION

À l’issue de ce TP, vous serez capable de :


Définir la dureté d’une eau, et expliquer pourquoi cette donnée est intéressante à connaître.



Réaliser le dosage complexométrique par l’E.D.T.A. permettant de mesurer la dureté.



Expliquer le fonctionnement de l’indicateur coloré noir ériochrome T

Dureté d’une eau :

II-

Au cours de son acheminement dans le sol, l'eau se charge naturellement en sels minéraux. Les teneurs en
calcaire et en magnésium dépendent de la nature des couches géologiques avec lesquelles l'eau s'est trouvée en
contact.
Une eau est dite "dure" ou "calcaire" lorsqu'elle est riche en sels de calcium et de magnésium ; c'est le cas des
eaux ayant traversé des roches calcaires.
La dureté « d » s'exprime par le titre hydrotimétrique (TH) mesuré en degrés français (°F). Un degré français
correspond à 4 mg/l de calcium ou à 2,4 mg/l de magnésium, ou plus généralement :

Ca  Mg  .
2

d=

2

10-4 (mol L1 )

Plus la dureté est élevée, plus l'eau est "dure" ou "calcaire".

III-

PRINCIPE DE LA MANIPULATION

 Le principe du titrage est analogue à celui des titrages acido-basiques.
 Il s’agit de doser les ions Mg2+ et Ca2+ dans une prise d’essai d’une eau, on utilise fréquemment le
ligand EDTA sous forme basique Y4-, pour cela il faut se placer en milieu tamponné basique (en général
vers pH = 9,2).
 Les réactions de complexation sont :
Ca2+ + Y4- → CaY2-

β=108.7

Mg2+ + Y4- → MgY2-

β’=1010.7

Les complexes CaY2- et MgY2- sont incolores, on peut utiliser un indicateur de fin de réaction. On choisit le noir
ériochrome T ou NET qui forme avec les cations Mg2+ un complexe rose-violet Mg(NET)2+ selon la réactions
suivante :
Mg2+ + NET → Mg (NET)2+

β’’=105.4

1- Ecrire la réaction de compétition des ligands Y4- et le NET vis-à-vis des cations Mg2+.
2- Déterminer la constante d’équilibre K°, conclure sur la stabilité des deux complexes Mg(NET)2+ et
MgY2-.
Sachant que le NET est un polyacide, son diagramme de prédominance est le suivant :

H3(NET)3+

H2(NET)2+

H(NET)+

(NET)

pH
rose

3.9

6.4
rose

11.5

bleu

orange

3- Justifier le choix du milieu tamponné à pH=9,2 ?
•On introduit dans le bêcher contenant les ions M2+ (Ca2+ et Mg2+ ) à doser , une très petite quantité de
NET.
L’indicateur coloré complexe les ions Mg2+ selon la réaction d’équation bilan :
H(NET)+ + Mg2+ →

Mg(NET)2+ + H+

La solution prend la couleur rose-violette (couleur de complexe Mg(NET)2+ ) .
•L’ajout de l’EDTA complexe tous les ions M2+ libre, puis a l’équivalence, le complexe Mg(NET)2+
est détruit pour former MgY2- plus stable selon la réactions suivante :

Mg(NET)2+ + Y4- → MgY2- + NET .

La solution vire donc à l’équivalence du rose-violette au bleu (couleur de NET libre à pH=9,2), après
le point équivalent, aucun changement de couleur n’est observé.

IV-

MANIPULATION

Dosage des ions Mg2+ et Ca2+ dans une eau
 Calcul préliminaire : Calculer C = [ Ca2+] + [ Mg2+] pour tous les échantillons d’eau à analyser (SIDI
ALI, AIN SAIS ……), puis conclure sur le volume versé au point
d’équivalence pour

0

chaque échantillon d’eau à analyser.

1
0

Les masses molaires : M(Mg) = 24,3 g.mol-1 ; M(Ca) = 40,1 g.mol-1

2
0

 Mode opératoire :

3
0

•Remplir la burette par l’EDTA à la concentration 10-2 mol.L-1

4
0

•Dans un bêcher de 150mL, introduire :

5
0

*50mL de l’eau à analyser.
*Environ 5 mL de tampon ammoniacal.
*Une très petite quantité de l’indicateur coloré (NET).
•Ajouter l’EDTA jusqu’au virage du rose-violet au bleu, soit Ve le
volume de l’EDTA versé à l’équivalence.

45
31
2

67
8
11
10
9

45
3
2
1

67
8
9
1
0

•On en déduire la concentration C = [ Ca2+] + [ Mg2+] pour tous les échantillons d’eau à analyser.
Eau analysée

Distillée

SIDI ALI

Ain SAIS

Eau de robinet

Volume d’équivalence Ve
C = [ Ca2+] + [ Mg2+]

•Comparer aux valeurs lues sur les étiquettes des échantillons.
•Quelles sont les qualités qui font du NET l’indicateur coloré adéquat.
•Calculer la dureté des eaux dosées précédemment.

L’eau est dure si sa dureté est supérieure à 30°f, comme l’indique le tableau suivant :
eau très douce
0 < d < 7°f

eau douce
7° 7°f < d < 15°f 15

• Donner une conclusion générale.

eau demi dure

eau dure

15°f < d < 30°f30 30°f < d < 50°f

eau impropre
d > 50°f


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