Etude cinétique de la complexation du cuivre en milieu hydrogénocarbonate par électrochimie

摘要

La détermination de la capacité complexante des eaux naturelles est généralement effectuée par titrage ampérométrique du cuivre à pH fixé. Beaucoup, sinon tous les tampons classiques utilisés perturbent les études de spéciation du cuivre par formation de complexes peu stables. Dans ce travail nous nous sommes intéressés à la complexation du cuivre par les ions carbonates généralement présents dans les eaux naturelles. Afin de mener à bien notre étude, nous avons mesuré, dans un milieu synthétique de force ionique et pH contrôlés (KNO3 0,02 M + NaHCO3 2,38.10-3 M) toutes les constantes des divers équilibres prévisibles : produits de solubilité de l'hydroxyde de cuivre Cu(OH)2 et de la malachite Cu2 (OH)2 CO3, constante de formation du carbonate de cuivre dissous CuCO3. A des valeurs de pH suffisamment faibles, la formation du complexe CUOH+ peut étre négligée. Les trois autres réactions ont été suivies race aux mesures combinées, d'une part du pH et, d'autre part, de l'activité en ion Cu2+ libre ou hydraté par ionométrie. Compte tenu des propriétés acido-basiques des diverses espèces, les mesures ont été effectuées à divers pH compris entre 5,5 et 8. Le complexe CuCO30étant l'espèce majoritaire dans ces solutions, sa labilité, pouvant perturber follement les déterminations des capacités complexantes par titrage ampérométrique, a été étudiée par diverses méthodes électrochimiques. La polarographie à tension sinusoïdale surimposée (AC) a indiqué une réduction rapide du cuivre (II) sur électrode de mercure. Deux vagues ont été obtenues en voltampérométrie sur électrode tournante à disque de platine (RDE), ce dédoublement étant d'origine cinétique compte tenu de l'évolution de ces vagues avec la température. Une estimation des valeurs des constantes de vitesse de formation kf et de dissociation kb, a permis de montrer la rapidité des réactions mises en jeu et la labilité du complexe CuCO30.