La dureté de l’eau est l’un des indicateurs les plus courants et les plus importants de la qualité générale de l’eau.
Il doit être couramment surveillé dans diverses applications pour éviter des pannes coûteuses dans les chaudières, les tours de refroidissement, les piscines et autres équipements de traitement de l’eau.
Dans les environnements domestiques, l’eau dure est souvent indiquée par un manque de formation de mousse lorsque le savon est agité dans l’eau et par la formation de calcaire dans les bouilloires et les chauffe-eau.
Partout où la dureté de l’eau est un problème, l’adoucissement de l’eau est couramment utilisé pour réduire les effets néfastes de l’eau calcaire.
L’eau dure est une eau à haute teneur en minéraux (contrairement à «l’eau douce»). L’eau dure se forme lorsque l’eau percole à travers des dépôts de calcaire, de craie ou de gypse qui sont en grande partie constitués de carbonates, bicarbonates et sulfates de calcium et de magnésium.
L’eau dure forme également des dépôts qui obstruent la plomberie. Ces dépôts, appelés «tartre», sont principalement composés de carbonate de calcium (CaCO3), d’hydroxyde de magnésium (Mg (OH) 2) et de sulfate de calcium (CaSO4). Les carbonates de calcium et de magnésium ont tendance à se déposer sous forme de solides blanc cassé sur le surfaces intérieures des tuyaux et des échangeurs de chaleur. L’accumulation de tartre qui en résulte limite le débit d’eau dans les tuyaux. Dans les chaudières, les dépôts nuisent au flux de chaleur dans l’eau, ce qui réduit l’efficacité du chauffage et permet aux composants métalliques de la chaudière de surchauffer. Dans un système sous pression, cette surchauffe peut entraîner une panne de la chaudière.
Dans la réaction d’équilibre suivante, nous pouvons observer la dissolution et la formation de carbonate de calcium et de bicarbonate de calcium (à droite):
CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O (l) ⇌ Ca2+ (aq) + 2 HCO−3 (aq)
Les ions provoquant une dureté permanente de l’eau peuvent être éliminés à l’aide d’un adoucisseur d’eau ou d’une colonne échangeuse d’ions.
| Classification | dureté en mg-CaCO3 / L | dureté en mmol / L | dureté en dGH / ° dH | dureté en ppm |
| Douce | 0–60 | 0–0.60 | 0–3.37 | 0–60 |
| Modérément dure | 61–120 | 0.61–1.20 | 3.38–6.74 | 61–120 |
| Dure | 121–180 | 1.21–1.80 | 6.75–10.11 | 121–180 |
| Très Dure | ≥ 181 | ≥ 1.81 | ≥ 10.12 | ≥ 181 |
Comment mesurer la dureté de l'eau?
Il existe plusieurs méthodes disponibles, des kits de test de contrôle rapide, des photomètres aux systèmes de titrage.
Photomètre Portable à Dureté Totale – HI97735
Le photomètre dureté totale HI97735 combine la précision et la facilité d’utilisation dans un design simple et portable. Le système optique avancé offre une précision de qualité laboratoire, tandis que sa conception conviviale est facile à utiliser pour tout utilisateur, ce qui en fait le photomètre parfait pour vos besoins en matière de test de qualité de l’eau. Le HI97735 mesure la dureté totale dans des échantillons d’eau jusqu’à 750 mg / L (ppm) de CaCO3.
- Aucun temps de préchauffage nécessaire avant de prendre une mesure.
- Mode tutoriel pour des instructions faciles, étape par étape.
- CAL Check pour vérification de performance et calibration
- Navigation facile entre les formes chimiques avec une simple pression sur un bouton:
- mg/L (ppm)
- Degré Français (°f)
- Degré Allemand (°dH)
- Degré Anglais (°E)
Il est disponible en 2 versions HI97735 et HI97735C
Chaque HI97735 est livré dans une boîte en carton et est livré avec:
- Cuvette d’échantillon (2 pcs.)
- Bouchon de cuve à échantillon (2 pièces)
- Bouchon en plastique (2 pcs.)
- Piles alcalines AA 1,5 V
- Manuel d’instructions
- Certificat de qualité d’instrument
Chaque HI97735C est livré dans une mallette de transport robuste et est fourni avec:
- Cuvette d’échantillon (2 pcs.)
- Bouchon de cuve à échantillon (2 pièces)
- Bouchon en plastique (2 pcs.)
- HI97735A – CAL Check Cuvette A
- HI97735B – CAL Check Cuvette B
pour dureté totale GE, GM, GL
- Chiffon pour essuyer les cuvettes
- Les ciseaux
- Piles alcalines AA 1,5 V
- Manuel d’instructions
- Certificat de qualité du compteur
- Certificat standard CAL Check
Réactifs & lignes directrices des gammes:
HI93735-00 (100 tests) GE – gamme étroite – 0 à 250 mg/L (ppm) CaCO₃; 0-14dH
HI93735-01 (100 tests) GM – gamme moyenne – 200 to 500 mg/L (ppm) CaCO₃; 11-28dH
HI93735-02 (100 tests) GL – gamme large – 400 to 750 mg/L (ppm) CaCO₃; 22-42 dH
*également disponible en kit complet HI97735-0 (GE+GM+GL)
RÔLE DES SYSTÈMES DE TITRATION DANS LA DÉTERMINATION DE LA DURETÉ DE L’EAU
Le titrage est l’étalon-or pour mesurer la dureté de l’eau, où le calcium et le magnésium forment des complexes avec le titrant, l’EDTA. Lors de la réalisation de ce titrage avec un titreur potentiométrique automatique, il existe deux moyens différents pour surveiller cette réaction:
(1) avec une électrode sélective d’ions calcium (ISE) HI4104
(2) une électrode photométrique.
L’utilisation de l’un par rapport à l’autre est basée sur l’objectif de mesure global et la préférence de l’utilisateur, les deux méthodes ayant des avantages et des inconvénients. Nous détaillerons les différences entre les deux procédures ci-dessous afin de vous aider à déterminer quelle méthode est la plus appropriée pour votre application.
| Avantages et inconvénients de la détermination de la dureté avec une électrode ISE et photométrique. | ||
| Avantages | Calcium ISE | Électrode photométrique |
| Déterminez le calcium et le magnésium en un seul titrage (un échantillon). | Maintenance minimale de l’électrode requise. | |
| Modifications minimes de la procédure de titrage manuel. | ||
| Inconvénients | Maintenance des électrodes considérablement plus importante. | Nécessite deux titrages séparés (deux échantillons) pour déterminer la dureté du calcium et du magnésium. |
| Coûts de démarrage et récurrents plus élevés (ISE, modules et produits chimiques requis). | ||
Calcium ISE Methode HI4104
En présence de tampon TRIS, l’ISE de calcium peut être utilisée pour détecter à la fois le calcium et le magnésium en un seul titrage, où chaque ion est différencié et affiché comme son propre point d’équivalence spécifique. Une fois le titrage terminé, les résultats sont automatiquement calculés pour la dureté totale, la dureté calcique et la dureté magnésium. Cela permet d’utiliser un échantillon pour les trois analytes, ce qui profite aux utilisateurs qui ont un débit d’échantillons élevé. Cependant, cette méthode nécessite des coûts de démarrage et récurrents légèrement plus élevés pour les matériaux et consommables nécessaires. En outre, l’ISE nécessite plus de temps pour la préparation et la maintenance des électrodes, ce qui rend la courbe d’apprentissage plus abrupte pour ceux qui ne connaissent pas les électrodes sélectives d’ions.
Méthode d’électrode photométrique HI90060x
Tel que dicté par les méthodes standard pour l’examen de l’eau et des eaux usées[4],la dureté totale et la dureté calcique peuvent être déterminées avec un indicateur de couleur, où la dureté du magnésium est calculée par déduction comme indiqué en (1):
Dureté du magnésium = dureté totale (titrage n ° 1) – dureté calcique (titrage n ° 2) (1)
En présence d’un colorant indicateur, la solution de test changera de couleur, signalant la fin du titrage. Les colorants indicateurs sont utilisés lors du titrage manuel de la dureté et peuvent également être utilisés dans le titrage automatique avec l’utilisation d’une électrode photométrique. Lorsque les titrages manuels sont souvent affectés par une erreur humaine (en raison de la détermination subjective du point final de couleur), les titrages automatiques omettent cette subjectivité en utilisant une électrode pour détecter le changement de couleur.
Avec la sortie des électrodes photométriques basées sur les applications de Hanna Instruments, cette détection alternative des indicateurs de couleur est désormais plus accessible et abordable que jamais. En créant quatre électrodes photométriques différentes à différentes longueurs d’onde, Hanna Instruments a considérablement réduit le coût de la détermination photométrique, les électrodes photométriques nécessitent une maintenance minimale et des coûts récurrents considérablement inférieurs où, pour les clients qui testent actuellement via titrage manuel, les procédures et produits chimiques actuels peuvent être transférés de manière transparente vers automatisation.
Les références:
- “Eau dure”. Association nationale des eaux souterraines.
- https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/hardness.pdf
- http://www.chem1.com/CQ/hardwater.html
- Méthodes standard pour l’examen des méthodes de l’eau et des eaux usées 2340 C. et 3500-Ca D., méthode titrimétrique EDTA
Auteur: Nives Vinceković Budor, mag,ing.chem.ing.
