Fiche de révision : Dureté et traitement de l’eau

📋 Plan du Cours

1. Minéralisation et dureté de l’eau
2. Effets de la dureté et de la douceur
3. Mesure et classement hydrotimétriques
4. Inhibiteurs de formation du tartre
5. Adoucissement par échange d’ions

📖 1. Minéralisation et dureté de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Dureté de l’eau : Concentration en ions calcium et magnésium.
• Eau minéralisée : Solution aqueuse contenant différents ions, notamment des ions chlorure, sodium, magnésium, calcium, sulfate, potassium et hydrogénocarbonate.

📝 Points essentiels

• La nature et la quantité des ions présents dans une eau naturelle dépendent des terrains traversés par cette eau.

📖 2. Effets de la dureté et de la douceur

★ À maîtriser

• Dans l’eau chaude, les ions réagissent plus facilement et forment du tartre solide qui se dépose dans les canalisations ou sur les résistances des appareils.

• Le tartre gêne la circulation de l’eau dans les canalisations et empêche la transmission de chaleur par les résistances, ce qui augmente la consommation d’énergie.

• Dans une eau dure, les savons et les lessives floculent en formant des sels insolubles, moussent peu et nettoient moins.

Compléments

• Les sels insolubles déposés sur le linge le rendent rugueux, terne et cassant.

• Les dépôts insolubles peuvent irriter la peau, provoquer rougeurs, démangeaisons et sécheresse excessive de l’épiderme, tandis que les cheveux restent ternes lorsque les shampooings moussent peu.

• Une eau trop douce produit une mousse abondante qui complique le rinçage et peut attaquer les canalisations en dissolvant des espèces indésirables comme le plomb.

💡 Astuce mémo

Ca²⁺ et Mg²⁺ → dépôts de tartre et de sels insolubles

📖 3. Mesure et classement hydrotimétriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Titre hydrotimétrique : Concentration en ions calcium et/ou magnésium de l’eau.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le titre hydrotimétrique vérifie $1\,^{\circ}\mathrm{TH}=1\times10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ d’ions Ca²⁺ et/ou Mg²⁺.

• Les eaux de 0 à 5 °TH sont très douces, celles de 5 à 15 °TH sont douces, celles de 15 à 25 °TH sont demi-dures et celles de plus de 25 °TH sont dures.

Compléments

📌 Le TH peut être exprimé en °TH ou en °f, deux unités équivalentes.

• La dureté mesurée peut être : calcique, magnésienne, totale, somme des duretés calcique et magnésienne

• Le TH d’une eau équilibrée se situe entre 12 °TH et 15 °TH.

• Dans la majorité des régions françaises, l’eau est dure voire très dure et doit être traitée pour être adoucie ou déminéralisée.

💡 Astuce mémo

Trop dure ou trop douce : viser l’équilibre

📖 4. Inhibiteurs de formation du tartre

🔑 Notions clés & Définitions

• Inhibiteur d’entartrage : Substance qui diminue ou supprime la formation de tartre en piégeant les ions calcium et magnésium dans des complexes solubles.

📝 Points essentiels

• Les agents complexants les plus fréquemment utilisés sont des polyphosphates, qui agissent à faible dose et se trouvent dans des produits anticalcaires de type Calgon.

📖 5. Adoucissement par échange d’ions

🔑 Notions clés & Définitions

• Adoucissement de l’eau : Méthode qui retire les sels calcaires et magnésiens et diminue le titre hydrotimétrique d’une eau dure.

★ À maîtriser

• Dans un adoucisseur, l’eau passe sur une résine échangeuse de cations chargée en sodium, qui fixe les ions calcium et magnésium de l’eau et libère des ions sodium ; l’eau en sortie est appauvrie en calcium et magnésium et enrichie en sodium.

Compléments

• Les résines échangeuses sont des macromolécules insolubles portant des groupements chimiques capables d’échanger certains de leurs ions.

• Il existe des résines échangeuses d’anions et des résines échangeuses de cations, mais un adoucisseur utilise des résines échangeuses de cations.

• Lorsque la résine est saturée en ions calcium et magnésium, elle ne peut plus adoucir l’eau et doit être régénérée en ions sodium.

• Un adoucisseur modifie la composition chimique de l’eau en échangeant des ions, tandis qu’un appareil antitartre maintient simplement le calcaire en suspension dans l’eau.

💡 Astuce mémo

Na⁺ sur résine → Ca²⁺ et Mg²⁺ captés → Na⁺ dans l’eau

📊 Tableaux de synthèse

Classement des eaux selon le TH