Les eaux minérales ont des goûts bien spécifiques provenant surtout de l’espèce majoritairement présente.
Certaines eaux ont des goûts similaires mais pas identiques car l’espèce majoritaire commune n’est pas présente en même quantité.
De plus d’autres ions en quantités non négligeables peuvent intervenir.

B) LES EAUX MINERALES ONT-ELLES LE MÊME pH ?

Remarque :

Pour des pH <7 , une solution est qualifiée d’acide
Pour des pH = 7 , une solution est neutre
Pour des pH supérieur à 7 , une solution est qualifiée de basique
Les eaux minérales  (Hépar, Evian, et Volvic) peuvent donc être considérée comme neutre
Par contre les eaux minérales (Vichy St Yorre) peuvent être considérées comme légèrement acide

C) Qu’est ce que la dureté d’une eau ? que cela veut-il dire ?

- Lorsque l’eau est dure , que fait le savon ? Le savon mousse difficilement.
- L’eau distillée est-elle une eau dure ? Non car elle ne contient ni d’ions calcium ni d’ions magnésium.
- L’eau du robinet est-elle une eau dure ? A voir en fonction du résultat.

Conclusion :

La dureté d’une eau dépend de la teneur ou concentration en ions calcium et magnésium

La dureté d’une eau s’exprime en degré hydrotimétrique (°TH) : 20°TH constitue la limite entre une eau douce et une eau dure (degré alors supérieur à 20)
Une eau dure n’est en rien nocive mais elle engendre quelques désagréments (dépôt de tartre, sensation d’une eau rêche, savon moins moussant…) C’est pour cela qu’on adoucit souvent une eau trop dure. On utilise alors un procédé qui échange ces ions par des ions sodium : c’est une résine échangeuse d’ions
D) DOSAGE DES IONS

voir exercice corrigé sur les eaux minérales

DOSAGE D’UNE EAU MINERALE
On donne deux étiquettes correspondant à deux eaux minérales différentes A et B.

Réponses
1-a On peut affirmer que ces deux eaux sont légèrement acides car leur pH est légèrement inférieur à 7.

1-b De ces deux eaux la plus acide est l’eau minérale A car son pH est inférieur à celle de l’eau minérale B.

2-a- De ces deux eaux, celle qui est la plus dure est l’eau minérale B car elle contient plus d’ions calcium et magnésium (ions responsables de la dureté d’une eau)que l’eau minérale A .

2-Les problèmes rencontrés  si on utilise l’eau la plus dure pour faire une lessive avec un lave-linge est qu’il de forme plus de calcaire. La résistance du lave linge peut alors s’entartrer et le linge est plus rêche.

3  De ces deux eaux celle qui est la plus riche en sels minéraux est l’eau minérale B car sa minéralisation totale (résidu sec) est supérieur à celle de l’eau minérale A .

4-a- La couleur de l’indicateur dans l’eau minérale avant de commencer le dosage est rouge car l’eau minérale contient des ions calcium.
La couleur de l’indicateur dans l’eau minérale à la fin du dosage est bleue car l’eau minérale ne contient plus d’ ions calcium.(Ceux-ci ont réagit avec l’EDTA)

4- b-
A la fin du dosage, on a versé 9 mL d’EDTA.
Pour doser 0,2 mg d’ions calcium , il faut 1 mL d’EDTA.
Pour doser les ions calcium présents dans 20 mL d’eau minérale, il a fallu 9 mL
Donc la masse d’ions calcium présents dans les 20 mL d’eau minérale est de :
9* 0,2 = 1,8 mg

- Donc la masse d’ions Ca2+ présents dans un litre (1 000 mL) d’eau minérale est de :
1,8 * 50 = 90 mg d’ions calcium.
L’information donnée sur l’étiquette est que dans l’eau minérale la masse d’ions calcium contenue dans un litre est de : 99 mg donc très proche.

A l’aide de ces informations, reconnaître les ions qui, en solution, peuvent être responsables de ce goût.

DOSAGE D’UNE EAU MINERALE
On donne deux étiquettes correspondant à deux eaux minérales différentes A et B.

EAU MINERALE A
Silice : 6,90mg/L – pH : 6
Degré Hydrotimétrique: 0,25
Résistivité  40000
Minéralisation totale (résidu sec) à 180°C : 19 mg/L
Cations    et  Anions    mg/L
Calcium    1,20    Chlorure    3,20 Magnésium    0,05    Nitrate    2,30
Sodium    2,80    Sulfate    3,30 Potassium    0,40    Bicarbonate    4,90

EAU MINERALE B
Analyse au 19.11.1998
PH : 6,4
Résidu sec à 180°C 3100

Cations    et   Anions    mg/L
Sodium    968    Bicarbonate    3380 Calcium    99    Chlorure    88
Potassium    103    Sulfate    18 Magnésium    88,1    Fluorure    1,6
Questions
1-a Pourquoi peut-on affirmer que ces deux eaux sont légèrement acides ?

1-b De ces deux eaux quelle est celle qui est la plus acide ? Justifier.

2-a- De ces deux eaux quelle est celle qui est la plus dure ? Justifier .

2-b- Quels sont les problèmes rencontrés  si on utilise l’eau la plus dure pour faire une lessive avec un lave-linge

3  Quelle est de ces deux eaux celle qui est la plus riche en sels minéraux ? Justifier .

4 . Les ions Ca2+ présents dans l’eau minérale B sont dosés par une solution appelée EDTA en présence d’un indicateur de fin de dosage : le noir ériochrome T.
Le noir ériochrome T est une substance bleue en l’absence d’ions Ca2+ et rouge en leur présence.
Pour doser  0,2 mg d’ions Ca2+, il faut verser un volume de  V =  1mL de solution d’EDTA.

4-a- Quelle est la couleur de l’indicateur dans l’eau minérale
- avant de commencer le dosage ?
- à la fin du dosage ?

4- b-
A la fin du dosage, on a versé 9 mL d’EDTA.
- Calculer la masse d’ions Ca2+ présents dans les 20 mL d’eau minérale.
- En déduire la masse d’ions Ca2+ présents dans un litre d’eau minérale
Comparer à l’information donnée sur l’étiquette.

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Remarque : Dans les corrigés ci-dessous, l’écriture en gras correspond à des vecteurs

Exercice 3 p 106  :

1) Référentiel d’étude : Référentiel géocentrique considéré comme galiléen
Système d’étude : le traîneau
Bilan des forces :     - le poids P
- la réaction du sol : R = N + T
- La force de traction de l’esquimau : F

2) W (F) = F ● AB = F x AB x cos (F ; AB) = 82,0 x 2500 x cos 20° = 1,92 x 105 J
en effet AB = v x t = 2,50 km = 2 500 m

Pmoy = W(F) / t = 1,92 x 105 / 3 600 = 51,3 Watt (W) car 1 heure = 3 600 s

Exercice 10 p 106 :
Cas 1 : W (P) = P● AB = P x AB x cos (P ; AB) = – Px AB = – m x g x h1 = -  3,30 x 104 J
En effet cos (P ; AB) = -1 car P et AB sont des vecteurs de sens opposés

Cas 2 : W (P) = P● BC = P x BC x cos (P ; BC) = Px BC = m x g x h2 =   5,77 x 104 J
En effet cos (P ; BC) = 1 car P et BC sont des vecteurs de même sens.

Cas 1 : W (P) = P● AC = P x AC x cos (P ; AC) = – Px AC = – m x g x (h2- h1) = 2,47 x 104 J
En effet cos (P ; AC) = 1 car P et AC sont des vecteurs de même sens.

Cas 1 : le travail du poids est résistant car il est négatif
Cas 2 : le travail du poids est moteur car il est positif
Cas 3 : le travail du poids est moteur car il est positif

2) Référentiel d’étude : Référentiel géocentrique considéré comme galiléen
Système d’étude : le wagonnet
Bilan des forces :     - le poids P
- la réaction du sol : R = RN car RT = 0 (pas de frottement)

W(RN ) = 0 car RN est perpendiculaire au sol .
Donc seul le poids travaille

Lors du déplacement de A vers B le travail du poids est résistant donc la vitesse diminue vB < vA
Lors du déplacement de B vers C le travail du poids est moteur donc la vitesse augmente  vB < vC
De plus le travail du poids pour aller de B vers C est plus grand en valeur que le travail du poids pour aller de A vers B donc vA < vC

Exercice 17 p 106 :
1) Référentiel d’étude : Référentiel géocentrique considéré comme galiléen
Système d’étude : la palette
Bilan des forces :     - le poids P
- La tension au niveau du crochet  T

2) La palette se déplace suivant un mouvement rectiligne et uniforme donc on peut appliquer la 1ère loi de Newton
Σ Fext = 0 donc P + T = 0 donc T= P = m x g = 2 500 x 9,81 = 2,45 x 104 N

2) W (T) = T ● G1G2 = Tx G1G2 x cos (T ; G1G2) = 2,45 x 104 x 12 x cos 30° = 2,55 x 105 J
en effet l’angle entre la force T et la droite G1G2 = 90 – 60 = 30°

Pmoy = W(T) / t = 2,55 x 105 / 8 = 3,18 x 104  Watt (W) car t = d/ v = 12 / 1,5= 8s

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Travail pour le mercredi 11 Juin 2008 :

Exercices 12 p 131 et 15 p 132

Contrôle circuit en série, électrisation et conducteur, isolant