L'eau de mer, expérience

[piccolo59]

Je ne savais pas où mettre cette discussion, si il faut la bouger je le ferais


Bonjour,
Durant mon année de première, je dois effectuer mon TPE, j'ai choisit comme sujet: le dessalement de l'eau de mer.

Pour cela, je dois effectué une expérience:
- une résine cationique changeuse d'ion : pour que l'eau de mer, deviennent une eau douce et pour vérifier que ce changement a bien eu lieu:
- une conductivité de la solution avant et après la résine.

Mais vu que ces deux chapitres nous les faisons quand fin d'année , je ne connais ni le protocole, ni les équation chimique de c'est deux expérience ... ainsi que leur but et l'observation à faire.

Quelqu'un pourrez m'aider ?
J'aurai besoin des protocoles (résine + conductivité), et l'équation chimique de la résine changeuse d'ion.
et tout autres informations qui pourrait m'aider
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[bust3r]

C'est quand même un "truc de ouf" les jeunes de nos jours! Comment est-il possible de prendre les problèmes aussi à l'envers :
Je dois faire une expérience mais je ne sais ni pourquoi je la fais ni ce qu'il peut arriver...
Je ne sais pas si le matériel est présent dans ton lycée mais dans le mien... NON.
De plus, ton message n'est pas forcément dans la bonne rubrique et est truffé de "FôTTes D'AUrtAUgrafe".
Je ne t'apporterais donc pas d'aide.

[moco]

Pour dessaler de l'eau de mer, il te faudra des kilogrammes de résine, et tu auras de la chance si tu obtiens plus de 100 mL d'eau. Les résines échangeuses d'ions vont bien pour enlever les sels des solutions très diluées, comme l'eau calcaire qui sort du robinet. Mais le'au de mer est beaucoup trop concentrée. Tu vas te ruiner en kilos de résine pour obtenir des quantités misérables d'eau pure.

Tu as meilleur temps d'utiliser l'énergie solaire, et de faire comme on fait en Tunisie. On y construit des bâtiments très étroits et très longs qui recouvrent un canal rempli d'eau de mer. Cela forme comme un tunnel par dessus le canal. Le toit de ce tunnel est fait d'une paroi de verre. le soleil chauffe l'eau qui s'évapore et se condense sur le verre du toit. Cela fait effet de serre. L'eau de condensation ruisselle sous le toit, et se recueille dans un chéneau. Le rendement est faible, mais il est d'autant plus important que le tunnel est long, et que le fond du canal rempli d'eau de mer est coloré en noir, pour absorber mieux la chaleur du soleil.

[ZuIIchI]

Pour la conductivité ... tu trempes la sonde d'un conductimètre dans ta solution !

Pour dessaler l'eau on peut aussi utiliser l'osmose inverse. Tout dépend de l'utilisation que tu veux en faire après. On peut la désaler encore plus avec d'autres techniques.
Pour les résines, tu peux remplir une colonne avec de la résine (ce sont des billes généralement) puis faire passer de l'eau dessus. L'eau en sortie de colonne contient moins d'ions qu'en entrée. Il faut donc remplacer tous les cations par des H+ et tous les anions par des OH-, qui sont les seuls ions présents dans l'eau pure.

Les résines sont des billes de silice je crois avec des groupements ioniques fixés dessus. Par exemple on peut avoir une résine avec un groupement SO3-,H+. Quand l'eau passe dessus, les Na+, K+, Ca2+ etc ... vont s'échanger avec les H+ et sur la résine on aura SO3-, Na+ par exemple.

[A voir en vidéo sur Futura]

[piccolo59]

Merci pour vos réponses
Burst3r : juste pour dire que ce n'est pas mon groupe de TPE qui est voulu faire cette expérience mais nos profs qui nous ont dit (limite obligé) de la faire et de nous renseigner ("apprendre de nous même le cours), sauf que sa va faire 4h que nous bossons dessus et impossible de comprendre quelque chose (site internet, livres, etc..).
Le lycée nous fournit le matériel (résine, etc..) presque à volonté (pas le droit de dépasser une certaine somme juste) juste besoin de prévenir le préparateur afin qu'il passe commande

Moco : Utilisé l'énergie solaire nous y avons déjà pensé elle nous sert de seconde expérience (2 expériences minimum obligatoire dans le TPE) car les profs la trouve trop "facile et bateau" ...

Zuiichi : merci pour c'est differentes infos

[moco]

Si vraiment soit vous, soit votre professeur insiste pour dessaler de l'eau de mer avec des résines échangeuse d'ions, il est facile de montrer l'absurdité d'un tel projet.
Commençons par les résines échangeuses de cations. On s'occupera des résines échangeuse d'anions après.
Les résines pour faire l'échange des cations sont du type Dowex 50 W. Ce sont des résines présentes sou forme de petits grains bruns, semblables à des grains de sable. On peut chercher sur Google les caractéristiques de ces résines. On trouve qu'il en existe plusieurs modèles. Mais les capacités d'échange de ces résines ne varient pas beaucoup de l'une à l'autre, Elles sont de l'ordre de 0.6 à 1.2 milliéquivalent de cation par mL de résine. Un milliéquivalent de Na est un milllimole de Na. Et un millimole de sodium pèse 23 mg. Donc un millilitre de résine est capable de capter entre 0.6·23 = 14 et 1.2·23 = 28 mg Na.
14 mg de Na est compris dans une masse de sel de (58.5/23) 14 mg = 35.6 mg NaCl.
Donc 1 mL de résine Dowex est capable de fixer le sodium présent dans 35.6 mg à 71.2 mg de sel NaCl.
L'eau de mer contient environ 30 g de sel par litre. Pour fixer le sodium de 1 litre d'eau de mer, il faut une quantité de résine Dowex égale à 30'000/35.6 à 30'000/71.2 = 421 à 842 mL de résine.

Imagine un peu le tableau. Pour enlever le sodium de 1 litre d'eau de mer, il faut utiliser entre 421 et 842 mL de résine, et il faudra ensuite autant pour enlever les ions chlorure.
Les échangeurs d'ions se vendent à au minimum 300 euros le litre, et parfois bien davantage
Si vous tenez absolument à dessaler de l'eau de mer avec des échangeurs d'ions, il vous faudra dépenser pas loin de 1000 euros pour faire un litre d'eau pure !
Les écoles ont des budgets, certes. Mais je doute que quiconque soit prêt à envisager une dépense d'une telle ampleur pour un si piètre résultat : 1 litre d'eau pure !

[ZuIIchI]

Ou alors, bien que très embêtant : tu achètes une certaines quantité de résine, tu l'utilises, tu la régénères et tu recommences le processus.

Mais pour montrer l'efficacité d'une résine, tu peux en prendre une petite quantité, mesurer la conductivité de ta solution, la faire passer sur cette résine et mesurer à nouveau la conductivité, qui devrait avoir baissé.

[moco]

Mais pour régénérer une résine il faut des litres d'eau non salée !!!

[ZuIIchI]

Une résine acide se régénère avec HCl non ? A 37%, ça va plutôt vite si il ne régénère pas 3 kg de résine.

[moco]

Oui, mais, après traitement à HCl, il faut laver longtemps jusqu'à ce que la dernière trace d'acide soit partie, et qu'on puisse espérer obtenir de l'eau pure, sans acide. Il faut ajouter une quantité d'eau égale à plusieurs fois le volume de résine. Essaie !