La dureté d'une eau, ou titre hydrotimétrique, noté T.H. et mesuré en °F, quantitifie la teneur massique (en mg·L-1) en ions calcium t (Ca) et magnésium t (Mg) d'une eau tel que 1°F correspond à une concentration molaire de 0,1·10-3 mol·L-1.
Elle s'exprime de la manière suivante :
$$\mathrm{TH = \frac{t \ (Ca)}{4} + \frac{t \ (Mg)}{2,4} }$$
où t(Ca) et t(Mg) sont les teneurs en ions calcium et magnésium exprimées en mg·L-1.
On donne les masses molaires du calcium et du magnésium M(Ca)=40g·mol-1 et M(Mg)=24g·mol-1.
On distingue les eaux dures : TH>20 et les eaux douces TH<20.
La dureté a été définie de cette manière car les ions calcium et magnésium peuvent précipiter pour donner du calcaire : CaCO3 ou MgCO3.
Ces précipités sont susceptibles de se déposer dans les appareils électromanagers tels que les lave-linges ou les lave-vaisselles ; ce qui est en mesure de les détériorer.
Le tableau ci-dessous donne les teneurs en différents ions de certaines eaux de boisson.
On donne les normes de potabilité exprimées en mg·L-1 : sodium : 200 ; sulfate : 250.
On note m la masse totale d'un type d'ion de masse molaire M, contenu dans un volume V d'eau et n la quantité de matière correspondante. Exprimer la concentration molaire c en fonction de la concentration massique cm.
Quelle est la relation entre cm exprimée en g·L-1 et t exprimée en mg·L-1 ?
Retrouver l'expression d'un titre hydrotimétrique noté TH ou 1°F donnée dans l'énoncé.
D'après les données du tableau suivant, calculer la dureté de chacune des eaux minérales.
Quelles sont les eaux respectant tous les critères de potabilité ?
Elément (mg·L-1)
Vittel
Hépar
Evian
Contrex
Badoit
Volvic
Vichy St Yorre
Calcium
202
549
80
468
190
11,5
90
Magnésium
43
119
26
74,5
85
8,0
11
Sodium
4,7
14,2
6,5
9,4
165
11,6
1708
Sulfate
336
1530
12,6
1121
38
8,1
174
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