Traitement, chlore libre et chlore actif avec stabilisant

Bonjour a tous

Ce petit sujet pour traiter du dosage de chlore libre afin d'obtenir un bonne désinfection grâce au chlore actif en présence de stabilisant.
Ces tableaux a différents taux que j'ai établis et qui m'auraient été bien utiles a mes débuts permettent de sélectionner une fourchette raisonnable de chlore libre en fonction du pH et du stabilisant.
Bien entendu ils peuvent être améliorés et je suis ouvert a toutes les suggestions.

Je vous livre le résultat de mon travail, tableaux et formules permettant de calculer le taux de chlore libre.



1. Constantes chimiques

pKa_HOCl = 7.5 # Sans unité (logarithme décimal)
Ka_HOCl = 10^(-pKa_HOCl) # Constante d’acidité (mol/L)
pKa_CYA1 = 6.89 # Sans unité
pKa_CYA2 = 11.4 # Sans unité
K_HCYA = 1e5 # Constante d’équilibre (L/mol)
K_CYA_minus = 3e4 # Constante d’équilibre (L/mol)
M_CYA = 125.12 # Masse molaire (g/mol)
M_Cl = 35.45 # Masse molaire (g/mol)

pKw = 14.0 # Produit ionique de l’eau à 25°C (sans unité)
Kw = 10^(-pKw) # Constante auto-ionisation eau (mol²/L²)

# Masse molaire ions courants (g/mol)
M_Ca = 40.08
M_Mg = 24.31
M_Na = 22.99
M_Cl_ion = 35.45 # même que chlore

# Charges ions
charges = {
'Ca2+': 2,
'Mg2+': 2,
'Na+': 1,
'Cl-': -1,
'CYA-': -1,
'HOCl': 0,
'OCl-': -1,
'H+': 1
}

# Masse molaire ions supplémentaires possibles (g/mol)
M_K = 39.1
M_SO4 = 96.06
M_HCO3 = 61.01

charges.update({
'K+': 1,
'SO4--': -2,
'HCO3-': -1
})

2. Conversion ppm ? mol/L

mol_per_L = ppm / (1000 * M) # ppm ? mol/L
ppm = mol_per_L * (1000 * M) # mol/L ? ppm

3. Coefficient d’activité ionique

A = 0.509 * ((T / 298.15) ^ (1 / 2)) # Sans unité
gamma = 10 ^ ( - (A * z^2 * (I ^ (1 / 2)) / (1 + I ^ (1 / 2))) + (0.3 * I) )

4. Calcul force ionique I
Pour chaque ion :

c_mol_L = ppm / (1000 * M_ion) # mol/L
I = I + (0.5 * c_mol_L * (charge ^ 2)) # mol/L

5. Système chimique
Variables :
(HOCl, OCl, HCYA, CYA_minus, complex_HCYA, complex_CYA_minus, H_plus, OH_minus) # mol/L

Équations :
- HCYA = cya_tot / (1 + (H_plus / (10 ^ (-pKa_CYA1))) + ((10 ^ (-pKa_CYA2)) / H_plus)) # mol/L

- CYA_minus = HCYA * (H_plus / (10 ^ (-pKa_CYA1))) # mol/L

- OCl * H_plus * gamma_OCl * gamma_H_plus = HOCl * Ka_HOCl # mol²/L²

- complex_HCYA = K_HCYA * HOCl * HCYA # mol/L

- complex_CYA_minus = K_CYA_minus * HOCl * CYA_minus # mol/L

- HOCl + OCl + complex_HCYA + complex_CYA_minus = chlore_tot # mol/L

- OH_minus = Kw / H_plus # mol/L

- Neutralité électrique : somme des charges pondérées par concentrations ≈ 0

6. Calcul du HOCl libre (non lié) en ppm

HOCl_ppm = HOCl_mol_per_L * M_Cl * 1000

HOCl_ppm : ppm (mg/L)
HOCl_mol_per_L : mol/L
M_Cl : 35.45 g/mol
1000 : conversion g → mg

7. Légendes complètes avec unités

Symbole Description Unité
HOCl Acide hypochloreux libre (non ionisé) mol/L
OCl Ion hypochlorite (forme ionisée) mol/L
HCYA Acide cyanurique protoné (non ionisé) mol/L
CYA_minus Ion cyanurate (forme ionisée) mol/L
complex_HCYA Complexe HOCl-HCYA mol/L
complex_CYA_minus Complexe HOCl-CYA⁻ mol/L
pKa_HOCl Constante d’acidité du HOCl Sans unité
Ka_HOCl Constante d’acidité (Ka) du HOCl mol/L
pKa_CYA1 Première constante d’acidité cyanurique Sans unité
pKa_CYA2 Deuxième constante d’acidité cyanurique Sans unité
K_HCYA Constante d’équilibre complexe HOCl-HCYA L/mol
K_CYA_minus Constante d’équilibre complexe HOCl-CYA⁻ L/mol
M_CYA Masse molaire cyanurique g/mol
M_Cl Masse molaire chlore g/mol
pKw Produit ionique de l’eau Sans unité
Kw Constante d’auto-ionisation de l’eau mol²/L²
pH Potentiel hydrogène (acidité) Sans unité
H_plus Concentration protonique mol/L
OH_minus Concentration hydroxyde mol/L
cya_tot_ppm Concentration totale cyanurique (mg/L) ppm (mg/L)
chlore_tot_ppm Concentration totale chlore libre (mg/L) ppm (mg/L)
I Force ionique mol/L
gamma Coefficient d’activité ionique Sans unité
T Température Kelvin (K)
charges Charges ioniques des espèces Sans unité
masses molaires Masses molaires des ions supplémentaires g/mol

Cordialement