QCM : Dureté et traitement de l’eau (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une analyse d’eau révèle plusieurs ions dissous. Quelle concentration détermine sa dureté ?

La concentration en ions calcium et magnésium
La concentration de l’ensemble des ions dissous
La concentration en ions sulfate et hydrogénocarbonate
La concentration en ions sodium et potassium

La concentration en ions calcium et magnésium

Explication

La dureté est déterminée par la concentration en ions calcium et magnésium. La minéralisation totale englobe divers ions, tandis que le sodium, le potassium, le sulfate et l’hydrogénocarbonate ne constituent pas à eux seuls le critère de dureté.

2. Deux eaux naturelles traversent des terrains différents avant d’être analysées. Quelle différence peut-on prévoir concernant leurs ions ?

La nature et la quantité de leurs ions peuvent différer
La nature peut différer, mais la quantité reste identique
Leurs ions restent identiques, mais leur état physique change
La quantité peut différer, mais la nature des ions reste la même

La nature et la quantité de leurs ions peuvent différer

Explication

La nature et la quantité des ions présents dans une eau naturelle dépendent des terrains traversés. Une composition identique pour toutes les eaux néglige ce rôle des terrains; les traitements et la température ne sont pas le facteur indiqué.

3. Dans un chauffe-eau, une eau riche en ions est chauffée et un dépôt solide apparaît sur la résistance. Quel mécanisme explique ce dépôt ?

Les lessives réagissent avec la résistance et forment du tartre
L’évaporation transforme directement l’eau en tartre solide
Les ions réagissent plus facilement à chaud et forment du tartre
Les ions réagissent plus facilement à froid et forment du tartre

Les ions réagissent plus facilement à chaud et forment du tartre

Explication

Dans l’eau chaude, les ions réagissent plus facilement et forment du tartre solide qui peut se déposer sur les résistances. L’explication par le refroidissement inverse le mécanisme, l’évaporation seule ne décrit pas la formation du tartre, et les lessives ne sont pas en cause.

4. Une résistance de chauffe-eau se couvre de tartre. Quel effet est attendu sur le chauffage et la consommation d’énergie ?

La transmission de chaleur augmente et la consommation diminue
La transmission de chaleur diminue et la consommation diminue
La transmission de chaleur diminue et la consommation augmente
La circulation dans les canalisations s’améliore et la consommation augmente

La transmission de chaleur diminue et la consommation augmente

Explication

Le tartre empêche la transmission de chaleur par les résistances, ce qui augmente la consommation d’énergie. Une meilleure transmission ou une consommation réduite inverse cet effet; la gêne de circulation concerne les canalisations.

5. Dans une eau dure, un savon mousse peu et nettoie moins bien. Quel phénomène explique ces deux effets ?

Le savon se dissout davantage et forme des sels solubles
Le savon flocule en formant des sels insolubles
Le savon s’évapore avant de pouvoir former de la mousse
Le savon se transforme en tartre sur les surfaces chauffées

Le savon flocule en formant des sels insolubles

Explication

Dans une eau dure, les savons et les lessives floculent en formant des sels insolubles; ils moussent peu et nettoient moins. La dissolution en sels solubles ne correspond pas à cette floculation, et les phénomènes d’évaporation ou d’entartrage des résistances ne l’expliquent pas.

6. Pour caractériser la dureté d’un échantillon d’eau, quelle grandeur représente son titre hydrotimétrique (TH) ?

La concentration en ions calcium et/ou magnésium
La concentration en ions sodium et potassium
La concentration en ions hydrogénocarbonate
La concentration de l’ensemble des ions dissous

La concentration en ions calcium et/ou magnésium

Explication

Le TH caractérise la concentration en ions calcium et/ou magnésium. La minéralisation totale inclut d’autres ions, tandis que les ions sodium et hydrogénocarbonate ne définissent pas le TH.

7. Une eau mesurée à 20 ∘TH20\ ^\circ\mathrm{TH} doit être rangée dans quelle catégorie de dureté ?

Très douce
Demi-dure
Dure
Douce

Demi-dure

Explication

La plage de 15 à 25 °TH correspond aux eaux demi-dures ; une mesure de 20 °TH appartient à cette plage. La catégorie douce se situe entre 5 et 15 °TH, et les eaux dures dépassent 25 °TH.

8. Dans une installation, une substance piège les ions calcium et magnésium, mais les complexes formés restent dissous ; quel effet est attendu sur l’entartrage ?

La formation de tartre diminue ou cesse
Le TH diminue par remplacement des ions calcium par du sodium
La formation de tartre augmente par précipitation
Les ions piégés se déposent sous forme de sels insolubles

La formation de tartre diminue ou cesse

Explication

Un inhibiteur d’entartrage forme avec les ions calcium et magnésium des complexes solubles, ce qui diminue ou supprime la formation de tartre. Les dépôts solides contredisent la solubilité des complexes, et le remplacement par le sodium relève d’un échangeur d’ions.

9. Un produit anticalcaire doit agir efficacement à faible dose ; quel agent complexant couramment utilisé convient à ce besoin ?

Des résines échangeuses de cations
Des ions sodium libérés par échange
Des sels insolubles de calcium
Des polyphosphates

Des polyphosphates

Explication

Les polyphosphates sont les agents complexants fréquemment employés dans les produits anticalcaires et ils agissent à faible dose. Les résines et les ions sodium interviennent dans l’adoucissement par échange d’ions, tandis que les sels insolubles ne maintiennent pas les complexes en solution.

10. Une eau dure est traitée afin de réduire sa teneur en sels responsables de sa dureté. Quel est l’effet attendu de l’adoucissement sur cette eau ?

Retirer les ions sodium et augmenter son titre hydrotimétrique
Maintenir les sels calcaires et magnésiens en suspension sans diminuer son titre hydrotimétrique
Retirer tous les ions minéraux et supprimer toute minéralisation
Retirer des sels calcaires et magnésiens et diminuer son titre hydrotimétrique

Retirer des sels calcaires et magnésiens et diminuer son titre hydrotimétrique

Explication

L’adoucissement retire les sels calcaires et magnésiens, ce qui diminue le titre hydrotimétrique. La déminéralisation complète va plus loin, la teneur en sodium ne définit pas la dureté et le maintien du calcaire en suspension caractérise un appareil antitartre.

11. Dans un adoucisseur en fonctionnement, une eau contenant des ions calcium et magnésium traverse une résine chargée en sodium. Quelle transformation ionique se produit ?

La résine fixe les ions calcium et magnésium et libère des ions sodium dans l’eau
La résine fixe les ions calcium et magnésium et libère des ions chlorure dans l’eau
La résine laisse les ions calcium et magnésium dans l’eau et libère des ions sodium
La résine fixe les ions sodium et libère des ions calcium et magnésium dans l’eau

La résine fixe les ions calcium et magnésium et libère des ions sodium dans l’eau

Explication

La résine échangeuse de cations retient les ions calcium et magnésium en échange de la libération de sodium, de sorte que l’eau en sortie est appauvrie en calcium et magnésium. Inverser les ions confond l’entrée et la sortie de l’échange, les ions chlorure relèvent des anions, et laisser les ions calcium et magnésium dans l’eau ne correspond pas à leur fixation.

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À quoi correspond la dureté de l’eau ?

À sa concentration en ions calcium et magnésium.

Que forment les ions dans l’eau chaude en se déposant dans les canalisations ?

Du tartre solide.

Quel effet le tartre a-t-il sur la circulation de l’eau dans les canalisations ?

Il la gêne.

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