Traitement des eaux : précipitation et neutralisation

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Ajout de chaux (Ca(OH)_2) ou de soude (NaOH) : augmente le pH et apporte des ions HO^-. • Précipitation des métaux : M^2+ + 2HO^- M(OH)_2(s). • Neutralisation : ajout d'acide (ex. : H_2SO_4) pour ramener le pH dans la plage autorisée pour le rejet (typiquement entre 5,5 et 8,5).

Le cours

1. Les étapes du traitement d'un effluent métallique Les effluents industriels (traitement de surface, galvanoplastie) contiennent des ions métalliques toxiques (Cu^2+, Zn^2+, Ni^2+, Fe^3+...). On les élimine en les transformant en hydroxydes très peu solubles, puis on ajuste le pH avant rejet. 1. Alcalinisation : ajout de chaux Ca(OH)_2 ou de soude pour atteindre le pH de précipitation. 2. Précipitation : M^2+_(aq) + 2HO^-_(aq) M(OH)_2(s). 3. Séparation : floculation, décantation et filtration ; les boues métalliques sont récupérées. 4. Neutralisation finale : ajout d'acide pour ramener le pH dans la plage autorisée pour le rejet (typiquement entre 5,5 et 8,5). 2. Calculer le pH de début de précipitation 1. Écrire K_s = [M^2+] [HO^-]^2 pour l'hydroxyde M(OH)_2. 2. En déduire [HO^-] = K_s[M^2+] avec la concentration en ions métalliques de l'effluent. 3. Utiliser le produit ionique de l'eau à 25\ ^C, K_e = [H_3O^+][HO^-] = 1,0 10^-14, pour obtenir [H_3O^+] = K_e/[HO^-] puis pH = - [H_3O^+]. Plus la concentration en métal est faible, plus le pH nécessaire pour la faire précipiter est élevé. 3. Attention La neutralisation H_3O^+ + HO^- 2H_2O est quasi totale : la quantité de réactif à ajouter se calcule par stœchiométrie. Trop de base est aussi nuisible : les hydroxydes d'aluminium et de zinc sont amphotères et se redissolvent en milieu très basique.

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