Méthodes d'analyse des eaux naturelles
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Questions and Answers

Quel est le changement de couleur du noir Eriochrome T lorsqu'il est complexé avec Mg?

  • Bleu à rouge
  • Mauve à rose
  • Rouge à bleu (correct)
  • Vert à jaune
  • Quel impact a une dureté élevée de l'eau sur les canalisations?

  • Amélioration de la qualité de l'eau
  • Précipitation de CaCO3 et risque d'entartrage (correct)
  • Protection contre la corrosion
  • Diminution du pH
  • Quels cations métalliques interfèrent lors de l'analyse complexe de l'EDTA?

  • Al, Pb, Fe, Cu (correct)
  • Ca et Mg
  • Na et K
  • Ag et Hg
  • Quelle est la concentration de la solution d'EDTA utilisée pour le titrage?

    <p>0,01M</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'interprétation de l'émission d'un spectre de raie par les atomes de Na et K?

    <p>Retour à l'état fondamental</p> Signup and view all the answers

    Quel ion a une concentration de 2,34 mg/L pour 1 méq/L?

    <p>Ca2+</p> Signup and view all the answers

    À quelle température la conductivité de 0,776 mS.cm-1 est-elle observée pour une solution de $10^{-2}$ M?

    <p>15 °C</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la température sur la conductivité?

    <p>Elle varie de 2 à 5%/°C.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la constante de cellule d'une sonde classique à 2 pôles?

    <p>0,85 cm-1</p> Signup and view all the answers

    Pour quelle concentration de KCl la conductivité est observée à 11,67 mS.cm-1?

    <p>10$^{-2}$ M</p> Signup and view all the answers

    À quelle température correspond une conductivité de 12,88 mS.cm-1 pour une solution de $10^{-1}$ M?

    <p>25 °C</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur de correction nécessaire pour exprimer les résultats de la conductivité?

    <p>Température de référence</p> Signup and view all the answers

    Quel ion a la valeur de conductivité la plus élevée parmi ceux listés?

    <p>SO42-</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet de la concentration en oxygène sur la durée et l'intensité de la luminescence?

    <p>Elle est inversement proportionnelle.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la réaction M* + O2?

    <p>Formation de M + O2.</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui caractérise l'absence de solution électrolytique dans le capteur InLab OptiOx?

    <p>Elle augmente la robustesse du capteur.</p> Signup and view all the answers

    Quel élément n'est pas considéré comme un oligoélément parmi les suivants?

    <p>Na</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la conversion correcte pour relier les degrés français aux meq/L?

    <p>1 °f = 0,2 meq/L</p> Signup and view all the answers

    Quelle unité est utilisée pour exprimer la concentration molaire?

    <p>mol/L</p> Signup and view all the answers

    Quel composé n'est pas un élément caractéristique de l'eau selon les informations fournies?

    <p>H2O</p> Signup and view all the answers

    Quelles substances sont opposées au traitement électrochimique des capteurs de luminescence?

    <p>Absence de membrane</p> Signup and view all the answers

    Quels éléments sont nécessaires pour mesurer l'oxygène dissous avec une sonde de Clark?

    <p>Platine ou or pour la cathode</p> Signup and view all the answers

    Quelle méthode est utilisée pour analyser les gaz dissous dans l'eau?

    <p>Sonde électrochimique</p> Signup and view all the answers

    Quel gaz est généralement mesuré comme un des principaux composants de l'eau?

    <p>Oxygène</p> Signup and view all the answers

    Quel rôle joue l'électrolyte dans une sonde de Clark?

    <p>Il permet la réduction de l'oxygène</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la principale utilisation des matières en suspension dans l'analyse de l'eau?

    <p>Identifier les débris d'origine organique</p> Signup and view all the answers

    Quel paramètre est inévitablement corrigé en cas de forte salinité lors de l'analyse de l'oxygène dissous?

    <p>La concentration en oxygène</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe de fonctionnement d'un capteur optique pour l'oxygène dissous?

    <p>Quenching de luminescence</p> Signup and view all the answers

    À quelle condition la membrane d'une sonde est-elle affectée lors des mesures?

    <p>Elle ne doit pas sécher</p> Signup and view all the answers

    Quel type de matières est mesuré lors de l'analyse des matières en solution?

    <p>Sels minéraux et gaz dissous</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de calibrer une sonde d'oxygène dissous?

    <p>Pour augmenter la précision des mesures</p> Signup and view all the answers

    Quelle méthode est utilisée pour déterminer la salinité totale d'une eau ?

    <p>Détermination de l'extrait sec</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient principal de la méthode de détermination de l'extrait sec ?

    <p>Perte de CO2</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur influence la conductivité électrique d'une eau ?

    <p>La concentration en ions</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'unité de mesure de la conductivité électrique ?

    <p>Siemens m-1</p> Signup and view all the answers

    Comment la conductivité vraie d'une solution se compare-t-elle à la conductivité théorique à haute concentration ?

    <p>Elle est inférieure à la conductivité théorique</p> Signup and view all the answers

    Quel ion a la conductivité molaire limite la plus élevée ?

    <p>H+</p> Signup and view all the answers

    À quelle température l'eau de mer a-t-elle une conductivité de 50 mS/cm ?

    <p>20°C</p> Signup and view all the answers

    Quel est le lien entre la minéralisation et la conductivité ?

    <p>Directement proportionnelle</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la conductivité théorique maximum pour 1 meq/L d'ions ?

    <p>1,365079 µS/cm</p> Signup and view all the answers

    Comment le calcul de la conductivité est-il effectué ?

    <p>s = 1000 x (c- x l- + c+ x l+)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la formule pour calculer la jonction électrolytique ?

    <p>Em = E2 - E1</p> Signup and view all the answers

    À quelle température la pente de 59 mV/pH est-elle atteinte lors de la mesure du pH ?

    <p>25°C</p> Signup and view all the answers

    Quel type de cations est mesuré dans l'analyse des éléments majeurs ?

    <p>Alcalins</p> Signup and view all the answers

    Quel est l’unité de mesure utilisée pour le titre hydrotimétrique (TH) ?

    <p>°F</p> Signup and view all the answers

    Quels ions sont responsables du TH total ?

    <p>Ca2+ et Mg2+</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'EDTA dans l'analyse de TH ?

    <p>Complexer des cations</p> Signup and view all the answers

    Quelle sonde peut analyser jusqu'à dix paramètres simultanément ?

    <p>Sonde U50 de Horiba</p> Signup and view all the answers

    Quelle propriété de l'eau est mesurée en relation avec la dureté ?

    <p>Alcalinité</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les cations considérés lors de l'analyse du TH calcique ?

    <p>Ca2+ uniquement</p> Signup and view all the answers

    Quelle méthode est utilisée pour évaluer le TH permanent ?

    <p>Titration avec EDTA</p> Signup and view all the answers

    Quel est le lien entre le TH temporaire et l'HCO3- ?

    <p>HCO3- augmente le TH temporaire</p> Signup and view all the answers

    À quelle température la lecture du pH est-elle mesurée à 7,413 de KH2PO4 ?

    <p>25°C</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les valeurs de pH pour la solution saturée de Na2B4O7 à 60°C ?

    <p>8,962</p> Signup and view all the answers

    Comment le bilan ionique est-il établi ?

    <p>S cations = S anions</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Méthodes d'analyse des eaux naturelles

    • Analyse des particules:
      • MES (Matières en Suspension):

        • Mesurée par filtration sur filtre plan (norme NF EN 872 - juin 2005).
        • Le filtre, rincé et pré-pesé (fibre de verre, porosité 1,2 µm, Whatman GF/C), est séché à 105°C avant pesée finale.
        • Le résultat est exprimé en mg/L.
        • La limite de détection dépend du volume filtré et de la précision de la balance.
        • Méthode alternative: Centrifugation (norme NF T 90 105 2 - janvier 1997) à 3000g pendant 20 minutes, suivi d'une pesée du culot après séchage à 105°C.
      • Turbidité:

        • Mesure indirecte de particules en suspension, utilisant la diffusion de la lumière (diffusion Rayleigh) à un angle de 90° entre lumière incidente et transmise.
        • Lambda > 800 nm (infra-rouge) pour minimiser les interférences avec les eaux colorées.
        • La comparaison est faite avec des étalons.
        • L'unité est l'unité Nephelometric Turbidity Unit (NTU).
        • Important pour la potabilisation avec une norme de 1 NTU (robinet) et 0.5 NTU en sortie d'usine.
      • Mesure en continu de la turbidité: (norme ISO7027)

        • Contrôle qualité des eaux brutes et traitées.
        • Contrôle de percée des filtres et intégrité des membranes.
        • Contrôle des cycles de rinçage.
        • Surveillance circuits fermés (refroidissement, process...).
      • Transparence (Méthode de Secchi):

        • Mesure la profondeur à laquelle un disque disparaît ou réapparaît pour l'observateur à la surface.
        • La "profondeur de Secchi" moyenne est une mesure de la turbidité.
        • Utilisée en océanographie et étude des lacs.
      • Bilan composé d'eau:

        • Matières en suspension (MES) et colloïdales (sables, argiles, débris organiques)
        • Matières en solution :
          • Gaz dissous (O2, CO2, N2)
          • Sels minéraux; Salinité totale (conductivité, extrait sec), Cations (Ca2+,Mg2+,Na+,K+), Anions(HCO3-,SO42-,Cl-,NO3-),Matières organiques naturelles (MON)
        • Organismes vivants (algues, bactéries)

    Analyse des gaz dissous

    • Oxygène dissous:
      • Sonde de Clark (1956):
        • Mesure l'intensité du courant résultant de la réduction de l'oxygène dissous, diffusant à travers une membrane.
        • Cathode (platine ou or) : O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
        • Anode (argent) : Ag → Ag+ + e-
        • L'intensité du courant est proportionnelle à la concentration en oxygène.
        • Points importants:
          • Calibration à l'air ambiant humide.
          • Vérification du zéro avec solution de sulfite de sodium.
          • Remplacement de la solution électrolyte & membrane.
          • Polissage de la surface de la cathode.
          • Correction de la salinité (à forte concentration).
          • Ne pas laisser la membrane sécher.
      • Capteur optique:
        • Principe de quenching de luminescence (bleu) détecté par lumière pulsée envoyé vers une couche contenant un colorant (M).
        • L'oxygène diffuse diminuant la luminescence (quenching), signal de luminescence (rouge).
        • L'intensité de luminescence est inversement proportionnelle à la concentration en oxygène.
        • Pas de solution électrolytique, pas de membrane, absence de maintenance, plus robuste que la sonde de Clark.

    Analyse des principaux ions

    • Composés inorganiques dissous:

      • Eléments fondamentaux : H+, OH-, HCO3-, CO32-, Ca2+ (système calco-carbonique)
      • Eléments caractéristiques : Na+, K+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, Al3+, Cl-, NO3-, SO42-, PO43-.
      • Eléments traces métalliques (ETM) : As, F, Se, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, ...
      • Oligoéléments : micropolluants minéraux.
    • Expressions des concentrations, unités:

      • Unité « scientifiques »: Concentration molaire (M, mol/L).
      • Unité pondérales (mg/L, μg/L, ng/L...).
      • Unité en traitement des eaux: degré français (°f) et mg CaCO3/L pour les paramètres dureté et alcalinité.
    • Salinité totale:

      • Mesure de l'extrait sec (résidu sec) obtenu par évaporation après filtration pour éliminer les MES.
      • Important de préciser les conditions de mesure (température).
    • Conductivité:

      • Mesure la capacité de conduction de l'électricité (~inverse de la résistivité).
      • La conductivité est proportionnelle à la concentration ionique.
      • Unités: Siemens m-1 ou S m-1.
      • Exemples : eau de mer ~ 50 mS/cm, eau robinet Poitiers ~ 0.65 mS/cm.
      • Conductivités molaires limites des ions sont données pour un niveau de dilution infinie (λ en mS m² mol-1).

    Autres mesures

    • pH:

      • Mesure électrochimique du potentiel en ions hydrogène.
      • Utiliser électrode de verre et une électrode de référence.
      • Expression pH= -log[H+].
      • Etalonnage régulier (au moins 2 étalons).
      • Maintenance: rinçage à l'eau distillée, conservation en eau distillée, stockage prolongé (séchage, réhydratation).
      • Durée de vie électrode : 1 à 2 ans
    • Analyse des cations Ca2+ et Mg2+ (Titre hydrotimétrique, TH):

      • Méthode de détermination du TH par titration complexe, utilisant l'EDTA et un indicateur approprié.
      • Distinction du TH total, temporaire, permanent.
      • Unités: °F ou ppm.
      • Application : analyse des eaux dures.
      • Interférences et contrôle du pH importants.
    • Analyse de Na+ et K+ par émission de flamme:

      • Méthode d'analyse rapide pour Na et K.
      • Principe : excitation des atomes dans une flamme suivi d'une mesure d'intensité.
      • Utilisation pour analyse des eaux.
    • Dosage des ions par chromatographie ionique:

      • Méthode principale pour l'analyse d'anions (Cl-, F-, Br, I-, NO3-, SO4-2).
      • Les équipements incluent: réservoir/générateur d'éluant, pompe, injecteur, précolonne, colonne analytique, réaction post-colonne, détecteur, etc.
      • Chromatogrammes illustrent les pics des différents ions.
    • Dosage de l'alcalinité:

      • Mesure de la capacité d'une eau à neutraliser un acide.
      • Dépend des teneurs en ions OH-, CO32-, HCO3-.
      • Utilisé pour déterminer le Titre Alcalimétrique (TA) et le Titre Alcalimétrique Complet (TAC).
    • Sondes multi-paramètres:

      • Instruments pour mesurer la température, la conductivité, le pH, O2 et diverses caractéristiques rédox.
      • Utilisés in situ pour surveillance qualité eau.

    Méthodes alternatives

    • Dosage des chlorures par argentimétrie (Mohr): Dosage par précipitation du chlorure d'argent, utilisant l'indicateur coloré K2CrO4. Fin du dosage lorsque le précipité d'Ag2CrO4 se forme.

    • Dosage des sulfates par néphélométrie: Formation d'un précipité de BaSO4, suivi d'une mesure de la turbidité par comparaison avec une gamme étalon. Il est important d'utiliser un milieu acide stabilisé par la polyvinylpyrrolidone.

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    Description

    Ce quiz explore les différentes méthodes d'analyse des particules dans les eaux naturelles, telles que la mesure des matières en suspension et la turbidité. Vous apprendrez les normes applicables ainsi que les résultats exprimés en mg/L. Préparez-vous à tester vos connaissances sur ces techniques essentielles pour l'analyse de la qualité de l'eau.

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