Ce chapitre s'adresse aux aquariophiles les plus expérimentés, possédant quelques notions de chimie et désireux d'approfondir leurs connaissances afin de mieux maitriser la qualité de l'eau des aquariums.
Le néophyte peut survoler les formules chimiques et s'attarder seulement sur les remarques ou conclusions concernant le pouvoir tampon de l'eau.
• Le pouvoir tampon caractérise la capacité d'un milieu à neutraliser ou réduire les conséquences d'une modification du milieu, c'est la dureté carbonatée KH de l'eau qui joue ce rôle vis-à-vis de l'introduction d'acide ou de base dans le milieu.
Le pouvoir tampon de l'eau détermine la faculté de modifier le pH d'une eau.
Une eau est dite tamponnée lorsque son KH est suffisant pour conserver à peu près le même pH malgré l'addition de petites quantités d'un acide ou d'une base.
Plus le KH est élevé et plus le pH est stable, toutefois le pH s'élève avec le KH.
La dureté carbonatée KH représente essentiellement, les taux d'hydrogénocarbonates et de carbonates de calcium Ca(HCO3)2 et CaCO3 et en moindre mesure de magnésium, contenus dans l'eau.
En fait dans une eau dont le pH est compris entre 6 et 8, il n'y a pratiquement que des hydrogénocarbonates et au-delà d'un pH de 8 en eau de mer les carbonates deviennent progressivement majoritaires.
KH (en mmol/L) = [H-] + [HCO3-] + 2.[CO32-]
Top ▲Rappelons qu'une molécule d'eau peut se dissocier en deux ions, un ion acide l'hydronium H3O+ et un ion alcalin l'hydroxyde OH-.
Voyons ce qui se passe lorsque l'on tente de modifier le pH en ajoutant de faibles quantités d'un acide ou d'une base :
• Si l'on incorpore dans une eau contenant des hydrogénocarbonates HCO3-, des ions hydroxyde OH- dans le but d'accroitre le pH de cette eau, la réaction sera la suivante :
HCO3- + HO- ⇨ H2O + CO32-
L'ion HO- a disparu, il est remplacé par une molécule d'eau et un ion carbonate.
• Si l'on incorpore dans une eau contenant des hydrogénocarbonates HCO3-, des ions hydroxyde O3H+ dans le but d'abaisser le pH de cette eau, la réaction sera la suivante :
HCO3- + H3O+ ⇨ H2O + H2CO3Puis :H2CO3 ⇨ H2O + CO2 soit : HCO3- + H3O+ ⇨ 2H2O + CO2
H2CO3 est l'acide carbonique.
L'ion H3O+ a disparu, il est remplacé par deux molécules d'eau, et une molécule de dioxyde carbone CO2 qui sera consommée par les plantes.
Dans ces deux réactions en milieu acide comme alcalin, les ions ajoutés HO- et H3O+ sont absorbés par les hydrogénocarbonates. Le pH va donc très peu varier dans la mesure où il y a assez d'hydrogénocarbonates pour absorber les ions acides ou alcalins introduits en quantité limitée. En fait tous les ions introduits ne sont pas remplacés, il en reste toujours quelques-uns, mais beaucoup moins qu'en l'absence d'hydrogénocarbonates, ce qui implique une faible variation du pH. Dès que les hydrogénocarbonates sont épuisés, l'eau se comporte à nouveau normalement et un faible ajout d'acide ou de base fait varier le pH dans de plus grandes proportions.
• En conséquence plus le KH sera élevé et plus il sera difficile de modifier le pH.
♦ Attention, le pH est lié au KH et non pas au GH et l'expression « Plus l'eau est douce et plus le pH est faible » est à remplacer par « Plus la dureté carbonatée KH est faible et plus le pH est faible ».
► Une eau dont le KH est faible, inférieur à 1 en général, contient des hydrogénocarbonates en très faible quantité, lesquels seront rapidement consommés par l'ajout d'une faible quantité d'acide ou de base et le pH pourra alors varier très brusquement, ce qui est souvent néfaste aux occupants.
♦ Le pH d'une eau déminéralisée ou osmosée n'a pas de sens car le KH de cette eau est nul, KH = 0. Le pouvoir tampon étant nul, il suffit d'ajouter d'infimes particules, simplement en soufflant sur l'eau ou en plongeant ses mains dans l'eau par exemple, pour obtenir un pH de 3 ou de 11. Une telle eau avant tout usage en aquariophilie doit être minéralisée soit par l'incorporation de sels, soit par un mélange avec une autre eau minéralisée.