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Traitement des eaux : élimination des cations magnésium par précipitation
Énoncé initial
Les distributeurs d'eau potable sont souvent amenés à diminuer la concentration de certains ions dans l'eau à traiter afin de respecter les normes de potabilité édictées par décret. Soit une eau qui contient 0,240 g d'ions Mg2+ dans un volume de 1 l. En vue d'épurer cette eau de ces ions Mg2+, on y verse 21 ml d'une solution de NaOH 1 M. Les ions magnésium précipitent sous forme d'hydroxyde de magnésium.
a) Écrire l'équation ionique traduisant la réaction de précipitation des ions OH- b) Calculer la concentration des ions OH- en excès dans la solution après précipitation c) Écrire l'expression du Kps de Mg(OH)2 d) Calculer la concentration des ions Mg2+ restant en solution et la masse de ces ions (Kps = 5 10-12) e) Calculer le pourcentage en masse des ions précipités
Résolution non corrigée/vérifiée
Les erreurs sont supposées imputables à l'enseignant ou aux élèves.
Défauts de la résolution
Tentative de résolution suivant l'énoncé initial
- réaliser un tableaux d’avancement avec les valeurs de concentrations suite au mélange ?
- tenir compte de l’excès de NaOH qui a comme effet d’augmenter la masse de précipité
- déduire (?) une équation du troisième degré que l’on peut espérer résoudre par « simplification »
Modification de l'énoncé
Règles valides de notation chimique
- 1 M → 1 mol/L
- l → L
- ml → mL
Hypothèse simplificatrice
Dans la partie b) : terminer par “…après précipitation, dans l'hypothèse où Mg(OH)2 serait totalement insoluble.
la sous-question d) peut alors être utilisée en levant l'hypothèse d'insolubilité totale, mais en vérifiant que l'erreur commise sur la concentration en excès des hydroxydes n'est pas problématique.
Pertinence appliquée de l'énoncé
À vérifier : probablement pour des raisons de coût, la chaux hydratée Ca(OH)2 semble être préférée à l'hydroxyde de sodium NaOH.
Références en traitement des eaux (compléter)