Génie chimique, Génie des procédés, Option bio-procédés

Dosage du chlore






Objectif

On veut ici déterminer la concentration en ions chlorure Cl^- présents dans l'eau de l'Isle.





Principe réactionnel

On utilise une solution de nitrate d'argent AgNO₃ obtenue par dissolution de 4,791 g de cristaux de nitrate d'argent dans un litre d'eau distillée. En milieu aqueux on a donc des ions Ag⁺ et des ions NO₃^-.

1 mL de cette solution correspond à 1 mg de chlore dosé. Le chlore est sous forme d'ions chlorure Cl^- en solution.

L'équivalence est déterminée grâce à un indicateur coloré : le chromate de potassium.

L'équation bilan de la réaction du dosage est :


Ag⁺ + Cl^- -> AgCl





Protocole expérimental



ANALYSES PRELEMINAIRES :

Le pH initial de l'eau de l'Isle est de 7,9 : on a une eau plutôt basique. Lorsque l'on y ajoute de la phénolphtaléine, l'eau reste incolore. Aucune neutralisation par ajout d'acide n'est donc nécessaire.

Lorsque l'on ajoute du permanganate de potassium, la coloration rose est instantanément persistante. Il n'y a donc ni sulfures ni sulfites, espèces en partie responsables de la demande biologique en oxygène (voir DBO₅).

On décolore alors notre eau avec quelques gouttes d'eau oxygénée et on dose les ions chlorure.



DOSAGE DES IONS CHLORURE :

Dans un erlenmeyer, on introduit 100 mL de l'eau de l'Isle et 1 mL de chromate de potassium. La solution vire au jaune limpide.



Dans une burette graduée de 25 mL, on introduit la solution de nitrate d'argent à 4,791 g/L.

On dose. L'équivalence est atteinte lorsque le jaune s'opacifie.



On obtient les volumes équivalents V_éq suivants:

	Mesure 1	Mesure 2	Moyenne
Véq (mL)	1,55	1,60	1,575

On a donc une concentration massique en ions chlorure c_Cl :

c_Cl = V_éq / (Volume dosé)

c_Cl = 1,575 / (100 . 10^-3)

c_Cl = 15,75 mg/L


Les volumes équivalents étant faibles (bien qu'acceptables d'après la norme), on retente l'expérience après avoir effectué une concentration.

On chauffe pendant 1h30 une masse initiale de 451,41 g d'eau de l'Isle. Il y a évaporation d'eau pure. La masse finale est de 215,50 g.

On a donc le facteur de concentration k suivant :

k = (Masse initiale) / (Masse finale)

k = 2,09

On prélève alors 100 mL de notre eau concentrée en ions chlorure et on dose comme précédemment. On obtient :

	Mesure 1	Mesure 2	Moyenne
Véq (mL)	2,70	2,75	2,725

On a donc une concentration massique en ions chlorure :

c_Cl = V_éq / (k * Volume dosé)

c_Cl = 2,725 / (2,09 * 100 . 10^-3)

c_Cl = 13,04 mg/L


On considère la moyenne des deux concentrations massiques finales obtenues, avec et sans concentration et on obtient :

c_Cl = 14,395 mg/L


La masse molaire d'un atome de chlore M_Cl est de 35,5 g/mol. La concentration molaire [Cl^-] de l'eau de l'Isle en ions chlorure est alors :

[Cl^-] = c_Cl / M_Cl

[Cl^-] = 14,395 / 35,5


[Cl^-] = 0,405 mol/L



La norme impose de donner un résultat en milliéquivalent d'ions Cl^- au litre :

1 mé = 35,5 mg au litre d'ions Cl^-

[Cl^-] = 405 mé

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