constantes caractéristiques de solution

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densités

densité - concentration solutions acides basiquesImage sécurisée
Tableau 24. Correspondance entre la densité et la concentration de solutions acides et basiques
densité - concentration solutions salines lait chauxImage sécurisée
Tableau 25. Correspondance entre la densité et la concentration de solutions salines (et du lait de chaux)

Remarque : l’eau de Javel, nom commercial de l’hypochlorite de sodium, est caractérisée par sa teneur en chlore actif qui s’évalue en degré chlorométrique. 1° chlorométrique = 3,17 g de chlore actif par litre. 1 L d’eau de Javel à 18° C contient 57 g de Cℓ2 actif. 1 L d’eau de Javel à 48° Cℓ contient 152 g de C2 actif.

conductivité – résistivité

La conductivité est mesurée par la conductance d’une colonne d’eau comprise entre deux électrodes métalliques de 1 cm2 de surface, séparées l’une de l’autre de 1 cm. Elle augmente avec la teneur en sels dis­sous et varie en fonction de la température (figure 7). La conductivité est exprimée en siemens par mètre (S·m–1). Le sous-multiple microsiemens par cm (μS·cm–1) est l’unité la plus utilisée en traitement d’eau.

conductivité eau pure températureImage sécurisée
Figure 7. Conductivité de l’eau pure en fonction de la température

La résistivité est l’inverse de la conductivité et est mesurée en ohms·cm (Ω·cm). La relation entre les deux mesures est la suivante :

formule : constantes caractéristiques de solution - résistivité conductivité ohms · cm

Exemple : une conductivité de 10 μS.cm-1 correspond à une résistivité de 100 000 ohms.cm.

étalonnage des résistivimètres

Les cellules de mesure de résistivité doivent être réétalonnées périodiquement avec des solutions N/50 ou N/100 de chlorure de potassium (tableau 26) :

formule : constantes caractéristiques de solution - Étalonnage des résistivimètres
étalonnage résistivimètresImage sécurisée
Tableau 26. Étalonnage des résistivimètres

relation avec les sels dissous

Pour chaque type de sels dissous, il existe une relation empirique entre la conductivité et la concentration en sel ; par exemple, pour une variation de concentration de 1 mg · L–1 en solution diluée, la conductivité à 25 °C peut varier entre 1,25 μS · cm–1 pour une solution pure d’hydrogénocarbonate de calcium et 2,5 μS · cm–1 pour une solution pure de chlorure de sodium (dissocié en ions très mobiles, figure 8), en pas­sant par 1,5 à 1,6 μS · cm–1 pour une eau douce naturelle où tous les sels les plus courants sont représentés ; ce principe se vérifie également dans l’eau de mer (figure 9). Le rapport entre conductivité et concentration est encore plus élevé dans une solution pure d’acide ou de base (figure 10).

conductivité salinité solution de NaCℓImage sécurisée
Figure 8. Conductivité en fonction de la salinité pour une solution de NaCℓ

La mesure d’une variation de conductivité (ou de résistivité) donne donc des informations précises sur l’évolution de la salinité d’une eau, même à de très faibles concentrations (figure 11). D’autre part, les eaux naturelles peuvent être classées en fonction de leur conductivité (ex. : faiblement minéralisées à moins de 200 μS · cm–1, moyennement minéralisées entre 200 et 600 μS · cm–1, fortement minéralisées à plus de 600 μS · cm–1).

conductivité eau merImage sécurisée
Figure 9. Conductivité de l’eau de mer
conductivité eau déminéralisée concentration électrolytesImage sécurisée
Figure 10. Conductivité de l’eau déminéralisée en fonction de la concentration en électrolytes (25 °C)
fuite sodium résistivité eau déminéraliséeImage sécurisée
Figure 11. Influence de la fuite de sodium sur la résistivité d’une eau déminéralisée

viscosité des liquides

viscosité cinématique quelques liquidesImage sécurisée
Tableau 27. Viscosité cinématique de quelques liquides

Remarque : certains adjuvants de floculation ont une viscosité élevée à faire préciser par le fournisseur (voir principaux réactifs utilisés en traitement d'eau).

viscosité dynamique eau températureImage sécurisée
Figure 12. Viscosité dynamique de l’eau en fonction de la température

solutions remarquables

solubilités

solubilité chauxImage sécurisée
Tableau 28. Solubilité de la chaux
solubilité réactifs solidesImage sécurisée
Tableau 29. Solubilité de quelques réactifs solides(1) (en grammes de substance correspondant à la formule, par litre d’eau)

solubilité du sulfate de calcium (figures 13 et 14)

produit solubilité Ks sulfate calcium eau pure températureImage sécurisée
Figure 13. Produit de solubilité Ks du sulfate de calcium dans l’eau pure en fonction de la température
produit solubilité salinitéImage sécurisée
Figure 14. Produit de solubilité du CaSO4, 2H2O à 25 °C en fonction de la salinité

solubilité du fluorure de calcium (figures 15 et 16)

solubilité pHImage sécurisée
Figure 15. Solubilité du CaF2 en fonction du pH
solubilité salinitéImage sécurisée
Figure 16. Solubilité du CaF2 en fonction de la salinité

solubilité de la silice

Remarque: en l’absence d’inhibiteurs de polymérisation & la présence de sel influence aussi la solubilité de la silice, en particulier Ca2+ et Mg2+ la diminuent net­tement.

Remarque : le quartz (forme cristalline naturelle de la silice) et la silice amorphe ont une solubilité dans l’eau variable selon le pH et la température. La silice est solubilisée sous forme d’acide silicique H4SiO4. La solubilité du quartz en solution aqueuse est inférieure à celle de la silice amorphe.

solubilité silice quartz pH températureImage sécurisée
Figure 17. Solubilité de la silice quartz en fonction du pH et de la température
solubilité silice amorphe eau pureImage sécurisée
Figure 18. Solubilité de la silice amorphe dans l’eau pure à 25 °C

valeurs approximatives du pH de solutions pures

pH solution pureImage sécurisée
Tableau 30. Valeurs approximatives du pH de solutions pures

solution de soude (tableau 31, figures 19 et 20)

pH solutions pures NaOHImage sécurisée
Tableau 31. pH des solutions pures de NaOH
température dissolution pastillesImage sécurisée
Figure 19. Température maximale atteinte lors de la dissolution de pastilles

Les réactions de dissolution sont très exothermiques.

solubilité soude caustiqueImage sécurisée
Figure 20. Solubilité de la soude caustique

solutions d’acide sulfurique (tableau 32, figure 21)

solutions acide sulfuriqueImage sécurisée
Tableau 32. Solutions d’acide sulfurique
réaction exothermique mélange eau-acide sulfuriqueImage sécurisée
Figure 21. Réaction exothermique lors du mélange eau-acide sulfurique

Les réactions de dissolution sont très exothermiques, faire attention au sens du mélange : toujours verser l’acide dans l’eau et non le contraire.

solutions d’ammoniaque et de morpholine (figures 22 et 23)

pH conductivité solution d’ammoniaqueImage sécurisée
Figure 22. pH et conductivité à 25 °C de solution d’ammoniaque
pH conductivité solutions de morpholineImage sécurisée
Figure 23. pH et conductivité à 25 °C de solutions de morpholine

solution de chlorure ferrique (figures 24, 25, et 26)

solubilité FeCℓ3 températuresImage sécurisée
Figure 24. Solubilité du FeCℓ3 à différentes températures
point congélation solution FeCℓ3Image sécurisée
Figure 25. Point de congélation des solutions de FeCℓ3
élévation dissolution chlorure ferrique eauImage sécurisée
Figure 26. Élévation de température obtenue lors de la dissolution de chlorure ferrique dans l’eau

chaux vive

La figure 27 donne :

  • l’élévation de température ;
  • les concentrations respectives en g · L–1 CaO ou Ca(OH)2 ;
  • les densités,

en fonction de la dilution gramme d’eau par gramme de CaO lors de l’extinction de la chaux vive.

extinction chaux viveImage sécurisée
Figure 27. Extinction de la chaux vive

tableau des pK

constante couples acides/bases eauImage sécurisée
Tableau 33. Constante des couples acides/bases usuels dans l’eau à 25 °C

Exemple : dissociation du bore (figure 28) :

dissociation du boreImage sécurisée
Figure 28. Dissociation du bore

relation pH, TAC, CO2 libre (figure 29)

relation pH, TAC CO2 libreImage sécurisée
Figure 29. Relation entre le pH, le TAC et le CO2 libre

équivalences DCODBO5 – DOTh de quelques composés organiques en g par g de composé (tableau 34)

DCO – DBO5 – DOTh composés organiquesImage sécurisée
Tableau 34. Équivalences DCO – DBO5 – DOTh de quelques composés organiques en g par g de composé