Génie chimique, Génie des procédés, Option bio-procédés

Dosage des ions sulfate






Objectif

On veut ici déterminer la concentration en ions SO₄^2- présents dans l'eau de l'Isle.

On utilise pour cela une méthode qui se base sur l'opacimétrie.





Principe réactionnel

On utilise une solution de chlorure de baryum BaCl₂ à 0,1 mol/L pour ce dosage. En milieu aqueux, on a donc des ions Ba²⁺ et des ions Cl^-.

Les ions SO₄^2- et les ions Ba²⁺ mis en présence précipitent pour former du sulfate de baryum BaSO₄, précipité blanc opaque très peu soluble (2 mg/L à 20°C).

L'équation bilan de la réaction de précipitation est :

Ba²⁺ + SO₄^2- -> BaSO₄





Protocole

On prélève 10 mL de la solution de BaCl₂ à 0,1 mol/L que l'on verse dans un bécher posé sur un papier muni d'une croix noire.



On y verse l'eau à doser à l'aide d'une burette graduée, tout en agitant vigoureusement à l'aide d'une plaque et d'un agitateur magnétique.

La solution s'opacifie d'autant plus vite que la concentration en ions sulfate est importante, soit que le précipité de sulfate de baryum se forme.

On verse jusqu'à ce que l'on ne voit plus la croix et on relève alors le volume versé.

La détermination de la concentration en ions SO₄^2- se fait alors grâce à une courbe étalon établie à partir d'eaux à concentrations en ions SO₄^2- (notées [SO₄^2-]) connues.


COURBE ETALON :

On dispose des valeurs suivantes :

Eaux de source (marques)	[SO42-] (mg/L)	Volume versé (mL)
Valvert	18,0	100,0
Chaudfontaine	40,0	49,4
Appollinaris	87,0	39,5
Vichy Célestin	138,0	32,3
Vittel	336,0	24,7
Orée du Bois	635,0	18,7
Contrex	1187,0	14,7
Hépar	1479,0	13,0

L'expression "ne plus voir la croix" étant assez vague, on décide d'établir des opacimétries de référence pour pouvoir utiliser cette gamme étalon.

On a trouvé et acheté dans le commerce les eaux suivantes : Valvert, Vittel, Contrex, Hépar.

Dans des béchers de mêmes tailles (sauf pour l'eau Valvert), on additionne à 10 mL de chlorure de Baryum les volumes de ces 4 eaux indiqués dans le tableau.



On obtient une certaine opacité qui nous sert de référence et nous permet d'utiliser la courbe d'étalonnage suivante :



La courbe a l'allure d'une hyperbole : plus [SO₄^2-] est faible plus le volume d'eau à ajouter pour atteindre l'opacimétrie de référence est grand.


RESULTATS :

On applique le protocole à l'eau de l'Isle.

Après avoir ajouter environ 500 mL d'eau on n'observe toujours aucun trouble.

Avant

Après

On en déduit donc que la concentration en ions sulfate est négligeable.

[SO₄^2-] = 0 mg/L

[SO₄^2-] = 0 mol/L

Retour