Exercice type bac








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Exercice type bac



On s’intéresse dans cet exercice à trois eaux minérales dont la reproduction des étiquettes est indiquée ci-dessous :



Vichy St-Yorre

Hépar

Volvic


Composition moyenne en mg.L-1


Hydrogénocarbonate

4368


Sodium

1708

Chlorure

322


Potassium

132

Sulfate

174


Calcium

90

Fluorure

9

Magnésium

11


pH : 6,6



Composition moyenne en mg.L-1


Hydrogénocarbonate

403


Sodium

14

Sulfate

1479


Calcium

555

Nitrate

3,9

Magnésium

110








pH : 7,0



Composition moyenne en mg.L-1


Hydrogénocarbonate

71


Sodium

11,6

Chlorure

13,5


Potassium

6,2

Sulfate

8,1


Calcium

11,5

Nitrate

6,3

Magnésium

8,0


pH : 7,0




1- La dureté d’une eau

    1. Donner le nom des deux ions responsables de la dureté d’une eau. Ecrire leur formule.

    2. La dureté de l’eau est définie par sa composition totale (ou concentration) C en ions impliqués . En France, la dureté d’une eau s’exprime en degré hydrotimétrique, noté D et exprimé en °TH . Par définition, D(°TH) = 10 C où C s’exprime là en mmol.L-1 .


Pour déterminer ce degré hydrotimétrique, on fournit directement la composition de chaque ion en mmol.L-1 .


Vichy St-Yorre

Hépar

Volvic


Composition moyenne en mmol.L-1


Hydrogénocarbonate

71,6


Sodium

74,3

Chlorure

9,1


Potassium

3,4

Sulfate

1,8


Calcium

2,3

Fluorure

0,5

Magnésium

0,5




Composition moyenne en mmol.L-1


Hydrogénocarbonate

6,6


Sodium

0,6

Sulfate

15,4


Calcium

13,9

Nitrate

0,06

Magnésium

4,6










Composition moyenne en mmol.L-1


Hydrogénocarbonate

1,2


Sodium

0,5

Chlorure

0,4


Potassium

0,2

Sulfate

0,08


Calcium

0,3

Nitrate

0,1

Magnésium

0,3






  1. Vérifier que le degré hydrotimétrique de l’eau hépar est de 185°TH.

  2. Déterminer le degré hydrotimétrique de la Vichy St-Yorre et de la Volvic.

  3. En déduire l’eau minérale la plus « dure ».




    1. Lorsqu’une eau devient trop dure, elle présente quelques inconvénients, il est donc souhaitable de l’adoucir.

Citer deux conséquences relatives à une eau dure.

2- Le pH d’une eau


    1. Que permet de mettre en évidence le pH d’une solution ?

    2. Avec quel dispositif peut-on le mesurer ?

    3. Comment peut-on qualifier chaque eau minérale présentée à partir de la valeur de leur pH. Justifier.



3- Détermination expérimentale de la composition en ions chlorure de l’eau de Vichy
On effectue , pour cela deux titrages :

  • Le premier, servant de témoin , à partir de 20,0mL d’une solution contenant des ions chlorure de composition ou concentration massique connue égale à 585mg.L-1 .




  • Le deuxième avec le même volume de 20,0mL d’une solution correspondant à de l’eau de Vichy-St-Yorre.


En comparant ces deux titrages, il sera alors possible de trouver la concentration en ions chlorure de l’eau minérale Vichy-St-Yorre.



Explication de la démarche expérimentale
Lorsqu’on ajoute une solution de nitrate d’argent à une solution contenant des ions chlorure, il se forme un précipité.

A l’aide de l’ indicateur coloré, on arrête de verser la solution de nitrate d’argent au moment où le précipité formé possède une couleur orange.
Le deuxième dosage, lui, est terminé quand on a obtenu la même couleur de précipité que le témoin.


Schéma du dispositif utilisé :





Lors du premier dosage avec la solution connue, il a fallu verser un volume V1 = 10,2 mL de solution de nitrate d’argent pour obtenir la coloration orange.

Lors du deuxième dosage, avec l’eau de Vichy, il a fallu, cette fois, un volume V2 = 5,5mL pour obtenir la même teinte.


    1. A partir de ces résultats expérimentaux, déterminer la composition massique (en mg.L-1)en ions chlorure de l’eau de Vichy St-Yorre. Est-ce conforme avec ce qui est indiqué sur l’étiquette.

Si on avait réalisé le même titrage mais avec l’eau de Volvic, aurait-il fallu verser un volume V’2 plus grand ou plus petit que V2  pour obtenir la même coloration que le témoin? Pourquoi ?

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