LES ÉLÉMENTS LIÉS À LA POTABILITÉ DE L EAU

LES ÉLÉMENTS LIÉS À LA POTABILITÉ DE L’EAU

Le soufre et les composés soufrés réducteurs; les phosphates

Cours d’hydrologie

Cinquième année pharmacie Pr. Z L GAOUAR

Janvier 2021

Objectifs du cours

Identifier et doser les différentes formes du soufre dans l’eau

Caractériser et pouvoir doser les différents composés phosphatés dans l’eau

2

I- Le soufre et les composés soufrés réducteurs

I-1 Généralités

Le soufre libre ou colloïdal et l’H²S

Les sulfures S^2- et les sulfites SO₃^2-

Les thiosulfates S₂O₃^2- et les sulfates SO₄^2-

4

Sulfates

Sulfures S^2-ou l’hydrogène sulfuré H2S

Les sulfites SO₃^2- Les thiosulfates

S₂O₃^2-

Réduction (bactéries anaérobies)

➢ L’hydrogène sulfuré et les sulfures peuvent provenir des pollutions industrielles

➢ Le soufre et les sulfates ont pour origines:

• Naturelle (gypse; pyrite….)

• Industrielle (industrie du textile…)

• Agricole

➢ Les sulfures et l’hydrogène sulfuré sont toxiques pour les organismes aquatiques

➢ Dans les eaux de distribution, les sulfates en excès sont responsables de diarrhées infantiles (Mg SO4)

6

I-2 Techniques de recherche o Dépistage organoleptique

Echantillon d’eau Acide dilué

Chauffage à ébullition

Dégagement d’H2S ( odeur fétide)

S^2- + 2H⁺ H₂S

I-3 Dosages

I-3.1 Dosage du soufre colloïdal libre

Le soufre colloïdal est extrait de l’eau par du trichloréthylène

Après évaporation du solvant, le soufre est repris par de l’acétone pure. La solution acétonique donne, en présenced’un réactif alcalin (KOH), un cétosol de soufre allant du bleu ciel au vert foncé, susceptible d’un dosage spectrophotométrique.

I-3.2 Dosage du soufre total et des composés soufrés réducteurs

Cette méthode utilise d’une part l’affinité de l’iode pour l’hydrogène sulfuré et d’autre part l’affinité de l’argent pour le soufre.

8

Soufre total = hydrogène sulfuré + sulfures + thiosulfates + sulfites

250 ml d’eau sulfureuse

5 ml d’une solution saturée de BaCl2

Le chlorure de baryum

précipite les carbonates et les sulfates

A l’abri de l’air

Le filtrat ne doit plus précipiter par 1 ou 2 gouttes de solution de chlorure de baryum

I-3.2.1 Dosage du soufre total

51 ml du filtrat 50 ml d’eau sulfureuse primitive 1 ml solution d’amidon

Solution d’iode 0,1 N

10

Calculs

n = le nombre de millilitres de solution d’iode versés

1 L I

1 L I

1Eq 16 g soufre

1L I² 0, 1N 0,1 Eq 1,6 g soufre 1mL I² 0, 1N 0,1 mEq 1,6 mg soufre n mL I² 0, 1N n.0,1 mEq n.1,6 mg soufre

ST = 𝑛 ×1,6 𝑚𝑔 ×1000 𝑚𝑙 50 𝑚𝑙

ST = n × 32 𝑚𝑔/𝐿

Le soufre total exprimé en grammes de soufre par litre est égal à : n × 0,032

12

I-3.2.2 Dosage de l’hydrogène sulfuré libre

51 ml du filtrat précédent

Eau chaude (60°C)

Courant d’hydrogène

H2S

On arrête le courant

gazeux lorsque le gaz à la sortie du flacon ne noircit plus le papier.

Papier à l’acétate de plomb

Refroidissement du flacon

Solution d’iode 0,1 N

51 ml du filtrat

1 ml solution d’amidon

Coloration bleue = 𝑛1

n1 x 0,032 =P grammes de soufre

La différence entre le soufre total et P représente le

14 I-3.2.3 Dosage des sulfures, des thiosulfates et des sulfites

60 ml du filtrat initial

2g de sulfate de plomb Le PbSO4 neutralise le soufre de l’hydrogène sulfuré et des sulfures

Filtrat initial = hydrogène sulfuré + sulfures + thiosulfates + sulfites

Nouveau filtrat = thiosulfates + sulfites

Flacon bouché émeri

51 ml du nouveau filtrat 1 ml solution d’amidon

Solution d’iode 0,1 N

Coloration bleue = 𝑛2

n2 x 0,032 = H grammes de soufre des thiosulfates et des sulfites.

16 Détermination du soufre des sulfites

Nouveau filtrat 51 ml

Doser le soufre des

thiosulfates et des sulfites

Pour complexer le soufre des sulfites

n3 x 0,032 = le soufre des thiosulfates gr/L

Par différence, on calcule le soufre des sulfites

I-3.3 Dosage des sulfates

Méthode gravimétrique

Méthodes néphélométriques, directe ou par flux continu

Méthode volumétrique et

conductimétrique

18

I-4 Interprétation des résultats

O. M .S

J.O.R.A. n° 13 du 09/03/2014

▪ Goût amer

▪ Corrosion du réseau

▪ Action laxative en présence du magnésium

Valeur indicative: 400 mg/L

II- Les composés phosphatés

▪ Sels de l’acide phosphorique

▪ Condensation de 3 molécules d’acide phosphorique

▪ Métaphosphates

Les orthophosphates Les polyphosphates

Polyphosphates cycliques

Le phosphore peut exister dans les eaux en solution ou en suspension, à l’état minéral ou organique

20

II-1 Dosage des phosphates

Mesure colorimétrique directe

Digestion oxydative et mesure colorimétrique

Hydrolyse acide et mesure colorimétrique

Orthophosphates

Phosphates totaux

Orthophosphates + polyphosphates

Le phosphore organique est transformé en orthophosphates par minéralisation au mélange sulfonitrique.

II-1.1 Dosage des orthophosphates

Principe: En milieu acide et en présence de molybdate d’ammonium, les orthophosphates donnent un complexe phosphomolybdique qui réduit par l’acide ascorbique, développe une coloration bleue susceptible d’un dosage colorimétrique ou par comparaison avec une gamme étalon.

22

La teneur, dans l’eau, des orthophosphates peut être exprimée en:

• mg/L de phosphore

• mg/L de PO₄^3-

• mg/L de P²O⁵

1 mg/L PO₄^3- = 0,747 mg/L P ²O ⁵= 0,326 mg/L P

II-1.2 Dosage des polyphosphates

Transformation par hydrolyse, en milieu acide, en orthophosphates et dosage sous cette

forme. Somme ( polyphosphates + orthophosphates )

La différence entre deux dosages représente la quantité de polyphosphates.

J.O.R.A. n° 13 du 09/03/2014 5 mg/L Valeur indicative

La présence de phosphates dans l’eau est un signe de contamination. La signification défavorable des phosphates dans une eau estd’autant plus assurée qu’on y trouve en même temps les autres produits de la fermentation azotés. Par contre, l’absence des phosphates ne peut être à elle seule, l’indice de potabilité de l’eau.