Chapitre 9 – Solutions aqueuses | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire
💡 Notions centrales : leçon §VI (titrage). À l'équivalence : nréactif versé = nsoluté. Dureté : 1 °f = 10 mg/L de CaCO₃.
Sami, technicien adoucisseur chez « EcoEau » à Toulouse, est appelé chez M. Lacroix qui a constaté de fortes traces de calcaire dans sa salle de bains. Avant de proposer un adoucisseur (équipement coûteux), Sami fait un test simple : il mesure la dureté de l'eau du robinet par titrage à l'EDTA. Il prélève 100 mL d'eau, ajoute un indicateur coloré, et verse goutte à goutte une solution d'EDTA jusqu'à virage de couleur (rouge → bleu).
| Dureté (°f) | Type d'eau | Recommandation chauffagiste |
|---|---|---|
| 0 – 7 | Très douce | Aucun adoucisseur |
| 7 – 15 | Douce | Adoucisseur facultatif |
| 15 – 30 | Moyennement dure / dure | Adoucisseur recommandé (rentabilité 5-10 ans) |
| 30 – 50 | Très dure | Adoucisseur fortement conseillé |
| > 50 | Extrêmement dure | Adoucisseur indispensable |
Calculer la quantité de matière d'EDTA nEDTA versée jusqu'au virage, à l'aide de la relation \(n = C \times V\).
nEDTA = CEDTA × VEDTA = 0,010 × 25 × 10⁻³ = 0,010 × 0,025
nEDTA = 2,5 × 10⁻⁴ mol
D'après l'équation de titrage (rapport 1:1), en déduire la quantité de matière de Ca²⁺ contenue dans les 100 mL d'eau.
À l'équivalence : nCa²⁺ = nEDTA (rapport 1:1).
nCa²⁺ = 2,5 × 10⁻⁴ mol dans les 100 mL d'échantillon.
Calculer la concentration molaire [Ca²⁺] dans l'eau du robinet (n / V).
[Ca²⁺] = nCa²⁺ / Veau = (2,5 × 10⁻⁴) / 0,100 = 2,5 × 10⁻³ mol/L
Convertir cette concentration en concentration massique en CaCO₃ (mg/L), à l'aide de M(CaCO₃) = 100 g/mol.
En déduire la dureté en °f (1 °f = 10 mg/L de CaCO₃).
Concentration massique : cm = [Ca²⁺] × M = 2,5 × 10⁻³ × 100 = 0,250 g/L = 250 mg/L de CaCO₃.
Dureté : 250 / 10 = 25 °f.
D'après le Doc 2, à quelle catégorie appartient l'eau de M. Lacroix ? La pose d'un adoucisseur est-elle recommandée ?
25 °f appartient à la catégorie « moyennement dure / dure » (15-30 °f).
Recommandation : adoucisseur recommandé, rentable sur 5-10 ans (économie d'entretien chaudière + durée de vie ECS + réduction tartre dans tous les appareils).
Pour M. Lacroix : oui, Sami peut proposer un adoucisseur. Bénéfice supplémentaire : moins de calcaire dans la cuvette des WC, moins de tartre sur la robinetterie.
Calculer la masse de calcaire que produit l'eau de M. Lacroix sur 1 an, sachant qu'il consomme 100 m³ d'eau par an. Convertir en kg.
Masse de CaCO₃ : 250 mg/L × 100 000 L = 25 × 10⁶ mg = 25 kg/an.
25 kg de calcaire arrivent dans la maison chaque année. Une partie reste dans les canalisations, le ballon, la chaudière (formant le tartre), une partie ressort aux égouts.
Sur 10 ans : 250 kg = équivalent d'un sac de ciment ! D'où l'intérêt de l'adoucisseur ou du moins d'un détartrage périodique.
Sami refait un titrage 6 mois après pose de l'adoucisseur : il verse cette fois 2 mL d'EDTA avant le virage. Calculer la nouvelle dureté. L'adoucisseur fonctionne-t-il bien ?
nEDTA' = 0,010 × 0,002 = 2 × 10⁻⁵ mol = nCa²⁺'
[Ca²⁺]' = 2 × 10⁻⁵ / 0,100 = 2 × 10⁻⁴ mol/L
cm' = 2 × 10⁻⁴ × 100 = 0,020 g/L = 20 mg/L = 2 °f.
L'eau adoucie est descendue à 2 °f (« très douce »). Réduction de 25 → 2, soit -92 % de calcaire. L'adoucisseur fonctionne parfaitement.
Recommandation : régler l'adoucisseur pour cible 5-7 °f (eau légèrement minéralisée, plus saine pour la consommation que 0 °f).
Rédiger en 5 lignes le diagnostic que Sami remet à M. Lacroix après son titrage initial :
EcoEau — Diagnostic eau · M. Lacroix (Toulouse) — 7 mai 2026
• Mesure de dureté : titrage EDTA → 25 °f (eau dure, catégorie 15-30 °f).
• Calcaire annuel : 25 kg de CaCO₃ entrent dans votre maison chaque année. Dépôts probables dans : chaudière (rendement chute), ballon ECS (durée de vie réduite), robinetterie, lave-linge.
• Recommandation : pose d'un adoucisseur 16 L avec régénération automatique (sel régénérant). Cible : 5-7 °f.
• Investissement : 1 200 € HT installé (avec aides éventuelles MaPrimeRénov' selon revenus).
• Rentabilité : économies estimées 200 €/an (énergie + sel) + durée de vie chaudière prolongée. Retour sur investissement 6 ans, durée de vie 15 ans.
Les analyses de l'eau publique se font aussi en °TH (titre hydrotimétrique) ou en °dH (degrés allemands). Conversions : 1 °f = 1 °TH = 0,56 °dH. Convertir 25 °f en °dH.
25 °f = 25 × 0,56 = 14 °dH.
Échelle allemande pour comparaison : 0-7 °dH douce, 7-14 °dH moyenne, > 14 °dH dure. 14 °dH est donc la limite haute « moyenne / dure » dans l'échelle allemande, similaire à la classification française.
Lors d'achats de produits d'origine étrangère (adoucisseurs allemands, par exemple), bien vérifier l'unité. C'est la même physique mesurée différemment.
📚 Cette activité s'appuie sur §III (n = m/M), §IV (Concentration) et §VI (Titrage) de la leçon Ch09.