III. Quel est le mode d'action des pastilles ?

Ag+ + Cl- AgCl

 

Les volumes de (Ag+ + Cl-) versés correspondent aux volumes équivalents notés Véq.

Interprétations :

D'après la relation de conservation de matière, on a :

[Ag+] . Véq. = [Cl-] . Veau i<=> [Cl-] =
rienrienrienrienrienrienrienrienrienri <=> [Cl-] =
rienrienrienrienrienrienrienrienrienri <=>[Cl-] =	Véq

Résultats :
Sachant que la concentration des ions est exprimée en mg.L-1 et que la masse molaire du Chlore est de : M = 35,5 g.mol-1, si, n est la quantité de matière, m, la masse et M, la masse molaire, on a :

n =

<=>m = n.M

Raisonnons pour 1L d'eau :

· Dans l'eau d'origine (non-traitée) :
Véq = 2,3 10-3 L d'où [Cl-] = 2,3 10-3 mol.L-1
D'où, m = n.M <=> m = 2,3 10-3 35,5
rienrienrienrienr<=>m = 8,2 10-2 g

Vu que nous raisonnons sur 1L d'eau, on a :
[Cl-] = 82 mg.L-1

· Dans l'eau traitée grâce aux pastilles de Micropur :
Véq = 2,2 10-3 L d'où [Cl-] = 2,2 10-3 mol.L-1
D'où, m = n.M <=> m = 2,2 10-3 35,5
rienrienrienrienr<=>m = 7.8 10-2 g

Vu que nous raisonnons sur 1L d'eau, on a :
[Cl-] = 78 mg.L-1

· Dans l'eau traitée grâce aux pastilles d'Hydroclonazone :
Véq = 3,0 10-3 L d'où [Cl-] = 3,0 10-3 mol.L-1
D'où, m = n.M <=> m = 3,0 10-3 35,5
rienrienrienrienr<=>m = 10,6 10-2 g

Vu que nous raisonnons sur 1L d'eau, on a :
[Cl-] = 106 mg.L-1

Conclusion :

Les dosages effectués montrent une concentration en Cl- bien supérieure pour l'eau contenant les pastilles d'Hydroclonazone que pour l'eau d'origine.
Nous pouvons penser que ce sont essentiellement les ions chlorure qui agissent pour traiter l'eau.

La concentration en ions Cl- étant à peu près égale entre les échantillons d'eau non traitée et d'eau ayant été en contact avec Micropur, on peut supposer que ces pastilles n'agissent pas grâce à des ions Cl-.

d. Dosage de la dureté

Matériel :

- 10mL de chaque échantillon d'eau à tester : 1 d'eau non traitée, 1 d'eau traitée grâce aux pastilles d'Hydroclonazone, 1 d'eau traitée grâce à des pastilles de Micropur
- Une solution d'E.D.T.A. (Ethylène Diamine TétraAcétate), [EDTA] = 10-2 mol.L-1
- Noir Eriochrome T (N.E.T.) qui joue le rôle de l'indicateur coloré
- 5 mL de solution tampon à pH = 10
- 2 erlenmeyers de 250 mL
- 1 éprouvette graduée de 50mL et 3 béchers
- 1 pipette jaugée de 10mL + propipette
- 1 burette graduée
- 1 agitateur magnétique + barreau aimanté

Protocole expérimental :

Remarque : La feuille blanche est utilisée pour mieux voir la coloration.


Effectuer un titrage en faisant réagir les ions Y4- présents dans l'E.D.T.A. avec les ions Ca2+ et Mg2+ présent dans l'eau. La solution change de couleur à l'équivalence :

[Y4-] . Véq. = [Ca2+et Mg2+] . Veau <=> [Ca2+ et Mg2+] =
rienrienrienrienrienrienrienrienrienrienri<=> [Ca2+ et Mg2+] =

Résultats :

Nous savons que la concentration des ions est exprimée en mg.L-1, et que l'E.D.T.A. dose à la fois, les ions Calcium et Magnésium.

Raisonnons pour 1L d'eau :

Dans nos trois échantillons d'eau, nous avons un volume équivalent égal à 10-3 mL.
Ainsi,
Véq = 3,0 10-3 L d'où [Ca2+ et Mg2+] = 3,0 10-3 mol.L-1

La dureté (exprimé en °TH) est proportionnelle à la concentration en ion Calcium et Magnésium avec 1° TH correspond à 10-4 mol.L-1 de Ca2+ et Mg2+.

D'où, la dureté de nos eaux s'élève à :

Dureté = 30 ° TH

Conclusion :

D'après l'échelle des duretés :

De 0 à 5° TH : Eau très douce
De 6 à 10° TH : Eau douce
De 11 à 15° TH : Eau moyennement dure
De 16 à 22° TH : Eau dure
Au-dessus de 23° TH : Eau très dure

Les trois échantillons d'eau sont donc qualifiés d'eau très dure.

D'autre part, les concentrations en calcium dans les eaux traitées sont égales à la concentration en calcium dans l'eau d'origine. Nous pouvons donc penser que les pastilles n'agissent pas sur la dureté de l'eau.

e. Observation de micro-organismes

Pour qu'une eau soit dite potable, il est important qu'aucun micro-organisme pathogène ne soit présent dans l'eau. Nous avons donc voulu tester l'effet de nos pastilles (Micropur et Hydroclonazone) sur les micro-organismes.

· L'observation au microscope.

Protocole :

Disposer sur une lame :

- une goutte d'eau sans traitement avec du bleu de méthylène - une goutte d'eau + Micropur avec du bleu de méthylène - une goutte d'eau + Hydroclonazone avec du bleu de méthylène

Remarque : Le bleu de méthylène se fixe sur les micro-organismes et nous permet donc de les observer.

Après des observations effectuées au bout de 2 jours et 9 jours avec les microscopes du lycée (grossissement : 800), nous n'avons observé aucun micro-organisme.

Nous en avons conclu à deux possibilités :

- Soit le matériel mis à notre disposition n'est pas assez performant. - Soit aucun micro-organisme n'est présent dans nos échantillons.

Détecter directement la présence de microbes ou virus pathogènes dans l'eau nous est donc impossible. Nous avons donc décidé d'observer l'action de nos pastilles sur des micro-organismes plus gros (bactéries ou algues).
La mise en culture dans des boites de Pétri nous étant impossible à réaliser pour des raisons sanitaires, nous avons décidé de réaliser une expérience sur le même principe ( mais plus sûre ) afin de trouver une réponse à nos deux hypothèses.

· Mise en culture des micro-organismes.

Protocole :

Remplir trois bouteilles de 1L chacune avec :

- l'eau + Micropur. - l'eau + Hydroclonazone. - l'eau sans traitement.

Placer ces bouteilles au soleil après les avoir bouchées et observer régulièrement.
A la différence des expériences ci-dessus, il ne vaut mieux pas filtrer les échantillon pour faciliter le développement des micro-organismes.

Observations :

 

 

Dans cette expérience, nous avons vu se développer dans les échantillons témoin et traité avec Hydroclonazone des organismes vivants tels que des algues, à la différence de la bouteille contenant de l'eau traitée avec Micropur.

Dés 8 jours, l'eau contenant de l'eau non traitée à présenté des changements : une pellicule blanche en surface. Alors que rien n'était observable dans les autres bouteilles.
Après 17 jours, une algue s'est développée dans la bouteille contenant de l'eau traitée avec l'Hydroclonazone, l'eau traitée avec Micropur ne présentant aucun changement

Conclusion :

Nous pouvons tout d'abord en déduire que l'eau d'origine contenait des micro-organismes.
Bien que le traitement à l'Hydroclonazone retarde le développement de ces derniers, son action reste limitée dans le temps (comme ceci est indiqué sur la boite) et ne fait que les désactiver.
Alors que le traitement avec Micropur est moins limité dans le temps : après 30 jours, il est encore efficace (6 mois données fabriquant). Restreints par le temps, nous ne pouvons pas affirmer qu'il tue les micro-organismes ou qu'il les désactive seulement. La qualité rémanente de l'argent apparaît cependant comme réelle, à la différence du traitement par le chlore.

3. Regroupement des résultats.

Nos résultats en fonction des critères sélectionnés sont répertoriés dans le tableau suivant.

4. Comparaison avec les résultats du laboratoire.

Pour s'assurer de la fiabilité de nos tests et connaître les concentrations de certains autres constituants de l'eau, nous avons fait appel à une équipe de professionnels, au Laboratoire Départemental de l'Eau de Haute-Garonne ( et ce, de façon gratuite ).

Leurs résultats sont présents dans le tableau ci-dessous :

 

D'après les résultats fournis par le laboratoire, on observe, par rapport à l'eau d'origine, que le pH, la dureté, la concentration en potassium, en nitrates et en sulfates restent quasiment égales. Cependant, nous pouvons penser que les pastilles agissent sur les concentrations en chlore et en nitrites.

5. Mode d'action des pastilles.

Les pastilles utilisées agissent premièrement grâce à leur composé chloré qui a une action désinfectante très importante.
Dans l'eau traitée avec Hydroclonazone, un observe une concentration élevée d'ions Cl-, plus qu'avec Micropur. Parallèlement à cet effet, le taux de nitrites diminue.
Le chlore agit, en effet, très rapidement sur les substances oxydables dont les nitrites font partie.

Nous pouvons alors penser que les pastilles, au niveau chimique n'agissent que sur les nitrites (ce qui a été confirmé par les résultats du laboratoire d'analyses).

Au niveau des micro-organismes, les documentations fournies avec les pastilles nous indiquent que l'action de celles-ci sur les matières vivantes ne consiste qu'en une inhibition. En effet, les agents chlorés ne détruisent pas ces organismes mais les neutralisent ce qui, pour la boisson, n'altère pas la qualité.

Conclusion :

Grâce aux expériences que nous avons réalisées et en mettant en relation les résultats du laboratoire d'analyse de l'eau, nous pouvons penser que les pastilles vendues dans le commerce ou mises à la disposition de services, tel l'armée, n'ont qu'un effet limité sur les eaux brutes. Celles-ci ne doivent en conséquence n'être utilisées qu'avec de l'eau d'origine dont la qualité peut sembler convenable.

Conclusion générale.

La définition d' " eau potable ", qui apparaît comme unique quel que soit le lieu, est finalement dépendante des normes fixées par chaque pays, bien que les modes de traitement soient sensiblement les mêmes. Un traitement supplémentaire d'une eau d'origine inconnue lors d'un voyage est alors souvent recommandé, mais est-il véritablement efficace en ce qui concerne les pastilles ?
Grâce aux différentes expériences effectuées et confirmées par les résultats fournis par des professionnels, nous sommes désormais en mesure de définir les modes d'action des comprimés de purification de l'eau utilisés (Hydroclonazone et Micropur) et de les comparer à ceux obtenus par les usines de traitements en activité.
Les pastilles ne s'avèrent être que très peu efficaces en ce qui concerne les substances indésirables ou même toxique, comme les nitrates (conséquence de la pollution agricole). Leur utilisation dans un pays industriel comme la France ne permet donc pas d'assurer la potabilité d'une eau.
En revanche, elles le sont du point de vue micro-organique malgré une action limitée dans le temps (vingt quatre heures pour l'Hydroclonazone et six mois pour Micropur). Les expériences ont de plus montré qu'il ne s'agissait pas de détruire les bactéries, mais de les inhiber. Elles pourraient donc être utiles surtout dans les pays en voie de développement, qui ne subissent pas encore des pollutions agricoles ou industrielles trop importantes, mais qui manquent en équipements et qui ne peuvent assurer une eau potable pour tous.
Finalement, ces pastilles diffèrent essentiellement par leur durée d'action et les goûts qu'elles confèrent aux échantillons. Elles sont ainsi nettement moins performantes qu'une usine, mais leurs simplicité d'action et leur prix de revient bon marché peut nous permettre d'envisager l'hypothèse d'un projet humanitaire dans un pays en difficultés, lors d'une catastrophe naturelle par exemple.