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H. R. Chimie de l'Eau Quitter La Chimie ( Généralités ) Protons (+) NeutronsElectrons (-) L'atome est composé de 3 particules, les Protons (+) et les.

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2 H. R. Chimie de l'Eau Quitter

3 La Chimie ( Généralités ) Protons (+) NeutronsElectrons (-) L'atome est composé de 3 particules, les Protons (+) et les Neutrons (neutre) composent le noyau, les Electrons (-) gravitent autour du noyau. 103 atomes différents diapo 24 Il existe 103 atomes différents qui sont classés dans les diverses familles dans le tableau périodique ( diapo 24 ). 2 électrons8 électrons Il y a un nombre défini de couches d'électrons, la première couche peut comporter 2 électrons, la deuxième couche 8 électrons etc N 1 gramme ,02 x AVOGADRO 12 g16 g Etant donné l'extrême petitesse des atomes, on pourrait aligner entre 2 et 10 millions d'atomes sur un millimètre ; on a calculé le nombre N de l'atome le plus léger pour faire 1 gramme ; il faut ( 6,02 x ) atomes, c'est le nombre d' AVOGADRO. Il faut toujours ce même nombre d'atomes pour faire 12 g de Carbone, 16 g d'Oxygène etc. Molécule-Gramme ou Molécule Certains atomes cherchent à compléter leur couche d'électrons extérieure, d'autres atomes sont disposés à céder leur(s) électron(s), ils s'associent ainsi par affinité et forment les Molécules. Loi de LAVOISIERsomme Loi de LAVOISIER : La masse d'un composé est égal à la somme de ses composants. Catalyseurs Pour favoriser la rencontre de certains atomes on utilise des Catalyseurs (entremetteurs), ou bien on crée des conditions de température ou de pression adéquates. Suite Retour

4 La Valence 1Cl - 1H + HCl Les réactions des atomes se font en fonction des affinités entre donneurs et receveurs 1 Chlore Cl - réagit avec 1 Hydrogène H + pour former de l'Acide Chlorhydrique HCl Le Chlore est Monovalent 1 O - 2H + H 2 O 1 Oxygène O - réagit avec 2 Hydrogènes H + pour former de l'eau H 2 O L'Oxygène est Bivalent Phosphore3 HPH 3 Ainsi le Phosphore est Trivalent car il réagit avec 3 H pour former du PH 3 Carbone4 HCH 4 Le Carbone est Tétravalent car il réagit avec 4 H pour former du CH 4 Quelques Valences : Représentation : Fluor F 109 Chlore Cl 35,5 Brome Br 80 Iode I 127 Monovalents : Métalloïdes : Fluor F 109 Chlore Cl 35,5 Brome Br 80 Iode I 127 K 39Na 23 Métaux : Potassium K 39 Sodium Na 23 O 16 Se 79 Bivalent : Métalloïdes : Oxygène O 16 Sélénium Se 79 Ca 40Mg 24Fe 56 Métaux : Calcium Ca 40 Magnésium Mg 24 Fer Fe 56 N 14P31 As 75 Trivalent : Métalloïdes : Azote N 14 Phosphore P 31 Arsenic As 75 Sn 119Cu 3 Al 27 Métaux : Etain Sn 119 Cuivre Cu 3 Aluminium Al 27 C 12S32Si28 Tétravalent : Métalloïdes : Carbone C 12 Souffre S 32 Silicium Si 28 Hg 201Ag 108Au 197Pt 195 Métaux : Mercure Hg 201 Argent Ag 108 Or Au 197 Platine Pt 195 Suite Précéd.

5 Les Radicaux Il y a des groupes d'atomes qui se comportent dans les réactions chimiques comme des corps simples, on peut leurs assimiler une valence. OHMonovalent 1 HH 2 0 L'Oxhydryle OH composé d'Oxygène et d' Hydrogène est Monovalent, car il se combine avec 1 H pour former H 2 0 (eau). SO 4 Bivalent, 2 HH2 SO4 Le sulfate SO 4 composé d'un Souffre et de 4 Oxygènes est Bivalent, car il se combine avec 2 H pour former du H2 SO4 ( Acide sulfurique) PO 4 Trivalent 3 NaPO4 Na3 Le Phosphate PO 4 composé de Phosphore et de 4 Oxygènes est Trivalent car il se combine avec 3 Na pour former du PO4 Na3 (Phosphate trisodique) Le Volume molaire ( Loi d'Avogadro – Ampère) Mole La molécule gramme est aussi appelée Mole, ce terme est utilisé pour les volumes molaires. 22,4 litres Dans des conditions identiques de température et de pression, les moles gazeuses occupent toutes le même volume, soit 22,4 litres. Suite Précéd. C4H10 (48+10) 5 8 g de Butane 21%78% 29 g22,4 litres L'air n'est pas une molécule mais un mélange de 21% d'Oxygène, de 78% d'azote + gaz rares, sa masse établie par calcul est de 29 g pour 22,4 litres ; on peut ainsi comparer les masses volumiques des gaz par rapport à l'air… C0 (12+16) 2 8 g d' Oxyde de Carbone - C O2 ( ) 4 4 g de Gaz carbonique O2 ( 16+16) 3 2 g d' Oxygène - N 2 ( 14+14) 2 8 g d'Azote CH4 (12+4) 1 6 g de Méthane - C 3H8 (36 + 8) 4 4 g de Propane

6 Chimie de l'eau isolant électrique L'eau distillée ou déminéralisée est une eau très pure, elle est un isolant électrique avec une résistivité de plusieurs millions d'Ohms. C'est les sels dissous dans l'eau qui la rendent conductrice. Certaines eau de source ne contiennent pas assez de sels minéraux et sont de ce fait indigestes. L'eau est avide de tout et se minéralise rapidement, les poussières atmosphériques minéralisent faiblement l'eau de pluie. Sels et dureté duretéTH " Titre Hydrotimétrique" 26°F15° DIN 1,75 La salinité de l'eau est donnée en degrés de dureté, le TH " Titre Hydrotimétrique", la valeur actuelle de la nappe phréatique en Alsace se situe vers 26°F (Français) 15° DIN le rapport entre les deux est de 1,75. PH " Potentiel Hydrogène" PH '7' '0''14' La basicité ou l'acidité de l'eau est donnée par le PH " Potentiel Hydrogène", en général le PH est en équilibre et se situe autour de '7' (Neutre), l'échelle va de '0' (Acide) à '14' (Base). Sodium (Na) Calcium (Ca) Magnésium (Mg) Les principaux sels dissous dans l'eau sont : Le Sodium (Na), Le Calcium (Ca) et Le Magnésium (Mg) on trouve également des traces de Fer, d'Arsenic, de Cuivre de Silice (Sable) Ces sels n'existent pas à l'état pur dans l'eau, ils sont combinés sous les formes suivantes : Suite Précéd. Chlorures (2 à 3%) (solubles) N aCl - CaCl2 - MgCl2 Carbonates 65% ( peu incrustants) a2C03 - CaCO3 - MgCO3 Sulfates (25 à 28%) ( incrustants) a2SO4 - CaSO4 - MgSO4 Nitrates (3 à 7%) ( très incrustants) a2NO3 - CaNO3 - MgNO3

7 Théorie des Ions CO 3 Ca CO 3 --Ca++SO 4 Mg SO 4 -- Mg++ Anions (-) Cations (+) Les molécules sont composés de plusieurs atomes, que l'on peut dissocier en petits groupes ayant une polarité, par exemple : le CO 3 Ca (Carbonate de Calcium) peut être dissocié en CO 3 -- et en Ca++, le SO 4 Mg (sulfate de Magnésium) peut être dissocié en SO 4 -- et Mg++, ces groupes d'atomes sont des Anions (-) et des Cations (+). la ZéolithePH PH Les chercheurs ont découvert un minéral " la Zéolithe " qui selon le PH du milieu, pouvait permuter et agglomérer certains ions, puis quand le PH changeait, inversait le processus de fixation des Ions. Cations faiblesNa+Ca++Mg++CarbonatesCations forts Na+Ca++Mg++sulfatesNitratesChlorures AnionsSO 4 --NO 3 –Cl- silice C'est sur ce principe que des résines de synthèse ont été crées ; des échangeurs de Cations faibles pour fixer les sels Na+, Ca++ et Mg++ liés aux Carbonates, des Cations forts pour fixer les sels de Na+, Ca++ et Mg++ liés aux sulfates, aux Nitrates et au Chlorures ; des Anions pour fixer les SO 4 --, les NO 3 – les Cl- ainsi que la silice (sable microscopique). CationsH+ HClH 2 SO 4 Les résines ' Cations ' sont préalablement saturés en H+ dans une concentration d'acide Chlorhydrique HCl ou d'acide Sulfurique H 2 SO 4 'Cations faibles' 'Cations forts' Les résines 'Cations faibles' (Carboxyliques) sont régénérés à une concentration d'acide plus faible que les résines 'Cations forts'. Régénération des résines Suite Précéd. 'Anions' OH- NaOH Les résines 'Anions' sont préalablement saturés en OH- dans une préparation à base de Soude caustique NaOH

8 Déminéralisation 'la décarbonatation'CO 2 La déminéralisation va se faire en plusieurs phases ; en premier lieu on va fixer les sels liés aux carbonates 'la décarbonatation', puis on élimine le CO 2 libre, ensuite on fixe les sels liés aux chlorures, sulfates et nitrates puis enfin ces derniers sels. CO 2 Le CO 2 est éliminé mécaniquement par ruissellement de l'eau sur des anneaux avec un ventilateur qui envoi de l'air à contre courant. Suite Précéd. MgCO3 p ermute ( M MM Mg++ avec H+ ) H2CO3 H 2O + CO2 Na2CO3 p ermute ( Na+ avec H+ ) NaCO3H H H2O + CO2 CaCO3 permute ( C CC Ca++ avec H+ ) H2CO3 H 2O + CO2 'Cations forts'H+ Na+Ca++Mg++ChloruresSulfatesNitrates L'eau décarbonatée traverse ensuite le lit des 'Cations forts' qui vont permuter les H+ avec les Na+, Ca++, Mg++ liés aux Chlorures, Sulfates et Nitrates en donnant naissance à trois acides. NaCl p ermute ( N NN Na+ avec H HH H+ ) H Cl CaCl2 p ermute ( C CC Ca++ avec H+ ) 2HCl MgCl2 permute ( M MM Mg++ avec H+ ) 2 HCl Acide Chlorhydrique 'Cations faibles' L'eau brute pré filtrée, va traverser un lit de résines 'Cations faibles' qui vont permuter les sels de carbonate :

9 Déminéralisation (suite) 'Anions' OH-Cl-SO 4 --NO 3 -- L'eau est finie d'être déminéralisée en traversant un lit de résines 'Anions' qui vont permuter les ions OH- avec les Cl-, les SO 4 --, et les NO 3 -- en créant de l'eau. Le cycle de production bascule sur le cycle de régénération dès que l'on atteint le seuil de résistance qui correspond à la pureté limite de l'eau. Suite Précéd. Na2NO3 permute (2Na+ avec H+ ) H 2NO3 CaNO3 permute ( C CC Ca++ avec H+ ) H2NO3 MgNO3 p ermute ( M MM Mg++ avec H+ ) 2NO3 HCl p ermute (Cl- avec O OO OH- ) 2O H2SO4 p ermute (SO4-- avec OH- ) 2H2O = Eau H2NO3 permute (NO3-- avec OH- ) 2 H2O Na2SO4 p ermute (2Na+ avec H+ ) H 2SO4 CaSO4 p ermute ( C CC Ca++ avec H+ ) H2SO4 MgSO4 permute ( M MM Mg++ avec H+ ) H H2SO4 Acide Sulfurique Acide Nitrique résistivimètre Un résistivimètre contrôle la qualité de l'eau en sortie de chaîne de déminéralisation.

10 Le tableau des Eléments Menu

11 Quitter


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