Thème : TP
Chimie Elimination des colorants synthétiques organiques Chap.2
Les colorants synthétiques organiques sont utilisés, par exemple, dans les industries textiles et agroalimentaires.
Comment traiter les eaux de rejets pour éliminer ces colorants ? I. Le charbon actif
Les colorants synthétiques présents dans les effluents industriels ne sont pratiquement pas dégradables. Une technique pour les éliminer consiste à utiliser des charbons actifs. Ce sont des matériaux adsorbants dont la structure interne est constituée de pores de 2 à 50 nm de diamètre. La surface interne des pores, appelée surface spécifique, est de l’ordre de 400 à 2000 m2/g.
L’adsorption d’un colorant sur des charbons actifs est caractérisée par une courbe qui représente, à une température donnée, les variations de la masse de colorant adsorbé
par gramme de charbon actif, en fonction de la
concentration dans l’eau du colorant non adsorbé. (voir figure ci-dessous)
1) Quelle est la particularité des charbons actifs leur permettant de fixer des molécules polluantes ? 2) Comment évolue la masse de colorant adsorbé par
gramme de charbon actif en fonction de la
concentration dans l’eau du colorant ? Commenter.
II. Comment éliminer les colorants d’une eau polluée ?
Le bleu de méthylène est un colorant utilisé en médecine. Il est faiblement biodégradable. L’eau contenant du bleu de méthylène doit être traitée avant un usage domestique.
1) Une eau polluée est préparée à partir d’une solution de bleu de méthylène dont la concentration est égale à 5 mg/L.
Proposer une méthode spectrophotométrique pour mesurer avec le plus de précision possible la concentration en colorant dans l’eau polluée. Le mettre en œuvre.
Prélever un volume V de 50,0 mL d’eau polluée et les introduire dans un bécher. Peser avec précision une masse m d’environ 500 mg de charbon actif, agiter le mélange pendant 1 min, puis filtrer sur papier filtre.
2) Déterminer par spectrophotométrie la concentration en bleu de méthylène de l’eau ainsi traitée. Joindre à la copie la courbe d’étalonnage obtenue avec Regressi.
3) Rédiger le protocole expérimental qui a permis de réaliser le dosage spectrophotométrique de l’eau polluée.
On préciser, entre autres dans ce protocole, les volumes de solution mère à considérer pour préparer l’échelle de teinte et les précautions d’utilisation du
spectrophotomètre.
4) Déterminer les concentrations massiques en bleu de méthylène de l’eau polluée et de l’eau traitée. Conclure.
5) Déterminer l’intervalle de confiance de la concentration massique en bleu de méthylène de l’eau polluée.
(voir annexe ci-dessous)
Annexe : Incertitude à partir d’un graphique
La courbe d’étalonnage permet d’obtenir une droite moyenne, encadrée de deux droites supérieure et inférieure.
La droite moyenne doit passer par la maximum de points (avec autant de points au-dessus qu’en dessous) ;
La droite supérieure passe par le point donnant la plus grande pente (en excluant les points aberrants) ;
La droite inférieure passe par le point donnant la plus petite pente (en excluant les points aberrants).
La valeur expérimentale Xexp à déterminer est donc encadrée des deux valeurs : X1 ≤ Xexp ≤ X2
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