Déterminer le contenu en chlore libre de l'eau d'une piscine
Les physiciens du 19ème siècle utilisaient l'eau chlorée comme désinfectant. Avec la découverte que certaines maladies sont transmissible dans l'eau, il est devenue commun pour les municipalités de chloré les réserves d'eau publiques. C'est maintenant pratique courante d'ajouter du chlore aux piscines et bains tourbillons. Le chlore réagi avec l'eau pour former de l'acide hypochloreux (HOCl) et de l'ion hypochlorite (ClO-).
Le chlore qui existe dans l'eau comme du HOCl et du Ocl- est connu comme du chlore libre. Le chlore libre peut tuer des bactéries, prévenir la croissance d'algues, et oxyder le fer pour former un précipité qui peut être retiré d'une piscine par le système de filtration. Les techniciens de piscines essaient de maintenir un niveau désiré de 1.0 à 1.5 mg/L de chlore libre pour être sanitaire.
Dans cette expérience , vous allez utiliser un Calorimètre pour déterminer la quantité de chlore libre dans un échantillon d'eau de piscine ou de bain chaud. Vous allez d'abord mesurer l'absorbance de la lumière verte ( 565nm ) par des solutions aqueuses de concentration de chlore connue. À partir du graphique de l'absorbance par rapport à la concentration de chlore libre ( loi de Beer ), vous allez pouvoir déterminer le contenu de chlore libre de l'échantillon.
Objectifs:
Matériel :
Ordinateur Interface Vernier Logger Pro Colorimètre Vernier Une cuvette Des tissues 6 à 15béchers de 50 mL Une ballon jaugé 100 mL Chlore libre de concentration standard (64mg/L) Eau distillée | Échantillons d’eau 6 à 15 coussins de poudre de chlore libre DPD Pipette jaugée de 20 mL Pipette jaugée de 15 mL Pipette jaugée de 1mL Pipette jaugée de 2mL Pipette jaugée de 3mL Pipette jaugée de 4mL Poire de pipetage Tige de brassage |
1. Se procurer des lunettes de sécurité et les porter:
2. a. Pipetter 17 mL de solution de chlore à 64,00mg/L dans un ballon jaugée de 100mL. Remplir jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée pour dilué la solution à une concentration de 10,88mg/L.
b. Étiquetter de 1 à 6 des béchers propres et secs de 50mL. Transférer environ 20mL de solution de chlore diluée (10,88mg/mL) dans un bécher de 100mL. Attention: Manipuler cette solution avec précautions. Éviter d'inhaler les vapeurs. Mettre exactement 1,00mL de solution de chlore diluée dans le bécher #1 à l'aide d'une pipette de 1mL. Y rajouter 24,00mL d'eau distillé avec une pipette de 25mL. Réappliquer cette procédure pour les béchers 2 à 5 selon le tableau suivant :
b. Étiquetter de 1 à 6 des béchers propres et secs de 50mL. Transférer environ 20mL de solution de chlore diluée (10,88mg/mL) dans un bécher de 100mL. Attention: Manipuler cette solution avec précautions. Éviter d'inhaler les vapeurs. Mettre exactement 1,00mL de solution de chlore diluée dans le bécher #1 à l'aide d'une pipette de 1mL. Y rajouter 24,00mL d'eau distillé avec une pipette de 25mL. Réappliquer cette procédure pour les béchers 2 à 5 selon le tableau suivant :
Tableau associant le numéro du bécher avec la quantité des solutions correspondantes.
# du bécher | Solution de chlore dilué [10.88mg/L] (mL) | Eau distillé (mL) | Concentration de chlore dans la solution (ml) |
1 | 1,00 | 24,00 | 0,40 |
2 | 2,00 | 23,00 | 0,80 |
3 | 3,00 | 22,00 | 1,2 |
4 | 4,00 | 21,00 | 1,6 |
5 | 5,00 | 20,00 | 2,0 |
6 | N/A | N/A | N/A |
X |
3. Utiliser de pipettes jaugées de 20mL, 4mL et 1mL pour transférer 25ml de l’échantillon supplémentaire dans les béchers #6 à X.
4. Ajouter un coussin de poudre de chlore libre DPD à chacun des béchers #1 à #6. ATTENTION : Manipuler les coussins de poudre de chlore libre avec précaution. Mélanger la poudre vigoureusement dans l’échantillon à l’aide d’une tige de verre. Note : Il n’est pas nécessaire de faire dissoudre complètement la poudre, quelques morceaux peuvent rester.
5. Connecter le Colorimètre de Vernier à l’interface de l’ordinateur. Préparer l’ordinateur pour la collecte de données en ouvrant le document ``33 Free Chlorine`` du fichier Chemisty with Vernier, de Logger Pro.
6. Préparer un blanc en remplissant une cuvette au ¾ avec de l’eau distillée. Metter un bouchon sur la cuvette. Pour un bon fonctionnement du Colorimètre, il faut se rappeler :
Toutes les cuvettes doivent être lavées et séchées avec un (mouchoir/tissu)
Manipuler les cuvettes seulement par les extrémités des parois striées
Aucune solution ne doit contenir de bulles
La marque de référence de la cuvette doit toujours être positionnée face à la marque de référence de la fente du Colorimètre.
Toutes les cuvettes doivent être lavées et séchées avec un (mouchoir/tissu)
Manipuler les cuvettes seulement par les extrémités des parois striées
Aucune solution ne doit contenir de bulles
La marque de référence de la cuvette doit toujours être positionnée face à la marque de référence de la fente du Colorimètre.
7. Calibrer le colorimètre
a. Ouvrir le couvercle du colorimètre
b. En tenant la cuvette par le haut, placer la dans la fente du colorimètre, puis refermez le couvercle du colorimètre.
c. Si le colorimètre a un bouton CAL, presser sur le bouton < ou > du colorimètre pour sélectionner une longueur d’onde de 565 nm (vert) pour cette expérimentation. Presser sur le bouton CAL jusqu’à temps que la petite lumière rouge LED commence à clignoter. Lorsque cette lumière rouge cesse de clignoter, la calibration est complétée.
8. Vous êtes maintenant prêt à collecter les informations pour l’absorbance/concentration pour les cinq solutions standards.
a. Cliquez sur collect pour démarrer la collecte de données.
b. Vider l’eau de la cuvette. En utilisant la solution du bécher 1, rincer la cuvette deux fois avec environ 1 mL, puis la remplir au 3/4. Essuyer l’extérieur avec un tissu, placer le dans le colorimètre, puis fermer le couvercle.
c. Quand une valeur à l’écran se stabilise, cliquer sur keep et entrer 0,40 pour la concentration en mg/L. L’absorbance ainsi que la concentration ont maintenant été sauvegardées pour la première solution.
d. Jeter le contenu de la cuvette comme indiqué par votre enseignant. En utilisant la solution du bécher 2, rincer la cuvette deux fois avec environ 1 mL puis remplissez la au ¾. Après avoir fermer le couvercle et que la valeur à l’écran se soit stabilisée, cliquer sur keep. Entrer 0.80 pour la concentration en mg/L et cliquer sur ok.
e. Répéter ces manipulations pour le bécher 3 (1.2mg/L), bécher 4 (1.6mg/L), et le bécher 5 (2,0mg/L). Lorsque vous aurez terminé avec le bécher 5, cliquer sur stop. Note : Attendez à l’étape 9 pour mesurer l’absorbance de l’eau de la piscine (bécher 6).
f. Examiner les paires de résultats dans le graphique de l’absorbance en fonction de le concentration. Au fur et à mesure que vous examinez les lignes, les valeurs de l’absorbance et de la concentration seront affichées à droite du graphique. Enregistrer ces valeurs dans votre tableau ( jusqu’au plus près de 0,001).
9. Examiner les graphique de l’absorbance en fonction de la concentration. Pour voir si la courbe représente la corrélation entre ces deux variables, cliquez sur le bouton Linear Fit. Une meilleur ligne de régression linéaire vous sera montrée pour vos cinq points. Cette ligne devrait passer par chacun des point ainsi que par l’origine. (Note : Une autre option est de choisir Curve Fit dans le menu Analyse, puis de sélectionner Proportional. Le Proportional fit a un point d’intersection sur l’axe des y égaul à 0; or, cette ligne de régression passera toujours par l’origine du graphique).
10. Déterminer l’absorbance de l’eau de la piscine.
a. Prener 10mL de l’eau de la piscine pour la tester.
b. Rincer la cuvette deux fois avec l’eau de la piscine et remplisser la au 3/4. Essuyer l’extérieur de la cuvette, place la dans le colorimètre, puis fermer le couvercle.
c. Prener en note l’absorbance en note. (Important : La valeur est prise sur le champ donc il n’est pas nécessaire de cliquer sur Collect pour lire la valeur de l’absorbance.) Quand la valeur de l’absorbance se stabilise, sauvegarder cette valeur pour l’essai 6, celle de l’eau de la piscine, dans le tableau (valeur le plus pr`s de 0,001).
11. Jeter les solutions comme indiqué par votre enseignant. Passer maintenant aux étape 1 et 2 du traitement de données.
Traitement des données :
1. Utilisez la méthode suivante pour déterminer la concentration de l’eau de piscine. Avec la régression linéaire de la courbe toujours affichée, choisissez « Interpolate » depuis le menu « Analyze ». Un curseur vertical apparait maintenant sur le graphique. Les coordonnées de concentration et d’absorbance du curseur sont affichées dans la boîte flottante. Bougez le curseur le long de la ligne de régression jusqu’à ce que la valeur de l’absorbance soit la même que la valeur que vous avez enregistrée à l’étape 10. La concentration correspondante est la concentration de chlore libre de l’échantillon de piscine, en mg/L.
2. Imprimez un graphique de l’absorbance par rapport à la concentration, avec la ligne de régression et les concentrations inconnues interpolées affichées. Pour garder la valeur de la concentration interpolé affichée, bougez votre curseur directement le long de la ligne vertical du curseur jusqu’à atteindre la barre d’outil. Entrez votre nom(s) et le nombre de copies du graphique que vous voulez.