Analyse de l'alcalinité pour Opération Goutte d'Eau pour les écoles élémentaires

Objectifs: Déterminer l'alcalinité d'un échantillon en utilisant une méthode de mesure de couleur. Le test sera fait sur un échantillon d'eau traitée provenant de la communauté locale; l'enseignant fera le test en tant que démonstration.

Il n'y a pas de valeur de limite de recommandation canadienne en ce qui concerne l'alcalinité de l'eau potable même si elle est une caractéristique importante de l'eau. Si l'eau de votre communauté locale a une alcalinité inférieure à celle de l'échantillon de limite minimale (ELM) l'eau est alors assez corrosive, et il peut en résulter de hauts niveaux de cuivre et de plomb provenant de la dissolution des canalisations.

Matériel:

• 1 - tube de 50 ml contenant 50 ml d'eau à la limite minimale d'alcalinité (ELM)

• 2 - tube de 15 ml avec 12,5 ml de 0.02N H2S04 (acide sulfurique)

• 1 - tube de 1.5 ml contenant indicateur de méthyle violet

• 1 - petite pipette plastique de 1.2 ml

• 2 - tasses en plastique

• 1 - cylindre gradué de 50 ml (pas livré avec le kit - doit être fourni par l'enseignant)

• Papier

• Gants

Méthodologie: 

1. Couvrez la surface sur laquelle vous travaillez avec du papier et utilisez des gants car l’indicateur de méthyle violet peut tacher.
2. Étiquetez les 2 tasses en plastique comme suit; marquez une tasse : "ELM", et l'autre : "eau traitée provenant de la communauté locale".
3. Versez le 50 ml de l'échantillon de limite minimale dans la tasse marquée "ELM".
4. Ajouter 7 gouttes de l’indicateur de méthyle violet à l'aide de la petite pipette plastique. L'eau devient alors verte. Manipulez l’indicateur de méthyle violet avec précaution, il peut tacher.
5. Tout en faisant tourbillonner l'eau dans la tasse, ajoutez l’acide sulfurique 0.02 N H2S04 lentement jusqu'à ce que l'eau devienne violette. La quantité approximative d'acide sulfurique à ajouter devrait être d'environ 2,5 ml. Enregistrer précisément le volume d'acide sulfurique que vous avez utilisé (le volume initial de 12,5 ml moins la quantité qu'il vous reste dans le tube après le changement de couleur - par exemple 12,5 ml – 10 ml = 2,5 ml de 0,02N H ₂ S0 ₄ ). L'autre échantillon peut nécessiter plus ou moins d'acide sulfurique que l'échantillon de limite minimale d’alcalinité. Finalement, ajouter le reste de l'acide sulfurique et constater le changement de couleur (la couleur devrait foncer en ajoutant de l'acide).
6. En utilisant le cylindre gradué, mesurer 50 ml de l'échantillon d'eau traitée provenant de la communauté locale et le verser dans la tasse marquée "eau traitée provenant de la communauté locale".
7. Répéter les étapes 4 et 5.
8. Calculer le niveau d'alcalinité dans les différentes sources d'eau, en sachant que l'ELM contient 50 mg/l et a eu besoin d’environ 2,5 ml d'acide sulfurique.

Enregistrez vos résultats:

Résultats: Si l’échantillon d'eau exige moins de 2.5 ml de 0.02 N H₂S0₄ pour changer de couleur, l'eau peut être corrosive (lire ci-dessous pour plus d'informations sur l'alcalinité).Vous pouvez mutipliez le montant d'acide ajoutez par 20 et changez les unités à ppm pour obtenir le résultat en parties par million. Par exemple, si 2,5 ml d'acide est ajouté le calcul est 2,5 x 20 = 50 ppm.

Manipulation sans risque du matériel: La manipulation de produits chimiques requiert une attention permanente.  Ce test peut être effectué sans risque dans n'importe quelle région, toutefois veuillez faire preuve de prudence avec le matériel fourni.

ALCALINITÉ

Qu'est-ce que l'alcalinité et pourquoi la tester dans notre eau ?

L'alcalinité est une mesure de la capacité de votre eau à résister à des changements du pH, qui tendrait à rendre l'eau plus acide.  Le pH est une valeur utilisée pour indiquer le degré d'acidité ou de basicité d'une substance. Une alcalinité équilibrée est importante pour notre eau. Au Canada, le taux d'alcalinité recommandé est de 80-120 ppm (parties par millions). Si les niveaux sont supérieurs ou inférieurs à ce taux, il peut y avoir des problèmes de qualité de l'eau.  Le niveau d'alcalinité est très souvent examiné par le niveau de pH afin d'avoir une idée précise de la qualité de l'eau.

D'où vient l'alcalinité de l'eau ?

L'alcalinité de l'eau est due à la présence de certains ions: carbonates, bicarbonates, et hydroxydes (souvent désignés sous le nom des sels alcalins).  Les bicarbonates sont la cause la plus commune de l'alcalinité et sont trouvés dans presque toutes les sources d'eau, de même que des carbonates.  Des hydroxydes sont moins souvent trouvés dans l'eau mais leur concentration peut augmenter après certains traitements.

Que se produit si l'alcalinité est trop élevée ou trop basse ?

Si l'alcalinité est trop basse, la capacité de votre eau de résister à des changements de pH diminue. Cela signifie que le pH va connaître un effet de yo-yo, changeant d'acide en base assez rapidement. L'eau avec une basse alcalinité peut également être corrosive, du au cuivre et au plomb dissolus des canalisations. L’eau à basse alcalinité peut également irriter les yeux. 

L'eau avec l'alcalinité élevée a un goût de soude, peut dessécher la peau et peut endommager la tuyauterie et le système de distribution d'eau.  Ces dommages sont conséquents car ils diminuent l'efficacité des systèmes de tuyauterie et provoquent une augmentation de la consommation d'énergie, générant des coûts supplémentaires.  Il semblerait que le niveau d'alcalinité de l'eau n'a pas d’effet sanitaire important. Cependant, les usines de traitement d'eau essayent de maintenir un niveau acceptable d'alcalinité afin d'empêcher une eau acide et les dommages consécutifs sur les canalisations et autre équipement de distribution.

Les conduites d'eau en métal peuvent être corrodées par l'eau en cas de basse alcalinité et faible pH.

Que faire si le niveau d'alcalinité de mon eau est trop faible ou trop élevé ?

Certains produits ménagers peuvent modifier l'alcalinité de l'eau et la ramener à un taux optimal.  Pour augmenter l'alcalinité, on peut utiliser du bicarbonate de sodium.  À l'inverse, pour diminuer l'alcalinité, on peut ajouter à l'eau de l'acide hydrochlorique. Toutefois, nous déconseillons ces manipulations.  Les problèmes d'alcalinité doivent être résolus au niveau de l'usine de traitement d'eau.