Ma vision sur la dureté et l'acidité de l'eau

[TURGAN 0]

Je vous recopie ici un article que j’avais écrit il ya quelques années dans un forum local disparu..

si ça fait double emploi ou que c'est incongru de mettre cet article ici alors qu'il y en a déja d'autre, les modos séviront...



Dans l’eau, on trouve beaucoup de choses dissoutes : divers éléments chimiques, des sels, des métaux lourds, des pesticides etc…
Les éléments qui nous intéressent, parce que ce sont ceux qui déterminent les différents milieux naturels de nos compagnons, sont les sels.
Il y a aussi les acides et leurs opposés les bases, dont je parlerais plus tard.
En fait, un sel dissout se décompose dans l’eau en deux partie qu’on appelle des ions , qui peuvent être négatif ou positif.
Un sel, est le résultat de l’attaque (oxydation) d’un élément chimique sur un métal (oui, le calcium, le magnésium et le sodium sont des métaux) ; exemple, le Sel de cuisine ou Chlorure de Sodium, est le résultat de l’attaque du sodium par le chlore ; il en est de même pour un autre sel très commun, le calcaire, ou Carbonate de Calcium qui est le résultat de la réaction chimique de l’acide carbonique sur le calcium..
Les sels, dissous dans l’eau, se divisent donc en ion positif ou Cation ( Ca++ calcium, Mg+ magnésium, Na+ Sodium, etc..) et en ion négatifs ou Anions (CO3—carbonate, HCO3- bicarbonate, Cl- Clorure, SO4—Sulfate, etc…

La mesure de l’ensemble de ces sels dissouts est la Salinité.

Le GH :
En allemand, ça s’écrit GesamtHarte, ou dureté globale, ça mesure la quantité de Calcium et de Magnésium dans l’eau. Ca correspond au TH français (Titre Hydrotimétrique), et comme ce n’est pas mesuré de la même façon, il y a un coefficient pour transformer les degrés Gh allemands en degrés Th français.

Pourquoi on mesure le Gh ?
Ce ne sont pas les aquariophiles qui ont inventé ça, mais les industriels qui voulaient avoir une mesure déterminant la capacité d’une eau à entartrer les équipements comme canalisations et chaudières..

Le KH :
En allemand, ça s’écrit Karbonate Harte, donc Dureté Carbonatée, qui mesure le calcium et magnésium sous forme de carbonate.
Le Kh est aussi appelé Dureté Temporaire parce que si on chauffe l’eau, elle baisse, le calcaire précipite et la casserole s’entartre…


La dureté permanente :
C’est une mesure non utilisée en aquariophilie. C’est la part de dureté qui ne diminue pas si on chauffe l’eau ; en fait, c’est le calcium et le magnésium qui sont liés à d’autres chose que les carbonates ; les sulfates, les chlorures, etc…

Donc on a :
Dureté globale = dureté carbonaté + dureté permanente

Et comme la dureté permanente en Allemand, ça s’écrit Ph, vous avez pu lire :
GH = KH + PH
Mais ce PH n’à rien à voir avec notre pH (qui s’écrit petit p et grand H et qui veut dire Potentiel en ion Hydrogène) qui mesure l’acidité de l’eau.

Mais alors, me direz vous, si Gh = Kh + quelque chose, comment peut on avoir un Kh supérieur au Gh ?

C’est là que j’introduis une notion bien connue des chimistes : le TAC ou Titre Alcalimétrique.
Le TAC mesure les quantités d’ions carbonates et bicarbonate dans l’eau, mais ils ne mesure que ça, et pas le calcium et magnésium.
Donc si le carbonate est lié au sodium par exemple, le TAC le mesure aussi.

Le problème c’est que les tests gouttes du commerce pour le Kh, mesurent en fait le TAC ;
C’est un problème parce que beaucoup d’autres métaux peuvent être associés aux carbonates, donc le TAC n’est pas exactement la mesure du Kh.

En fait, en comparant le Gh et le Kh mesuré sous forme de Tac, on compare des choux et des carotes..

Reprenons :
Le Gh mesure le calcium et le magnésium sous forme de :
- Carbonates de calcium et de magnésium,
- Chlorure de Calcium et de magnésium,
- Sulfate de Calcium et de magnésium
- Borate, silicate, aluminosilicate de Calcium et de magnésium et etc…

Notez que le sulfate de calcium est très commun, c’est le gypse d’où on tire le plâtre.

Le Kh – TAC du commerce mesure les carbonates et bicarbonates qui peuvent être de Calcium, de Magnésium, de Sodium, de potassium, de strontium, de baryum, etc…

Le bicarbonate de sodium est très commun, c’est la levure chimique et la poudre blanche que prenaient nos grands-pères pour mieux digérer..

Faites une expérience : dans une eau dont vous avez préalablement mesuré le Gh et le Kh, rajoutez du bicarbonate de sodium; le Gh restera constant et le Kh s’envole. On aura nettement Kh supérieur à Gh.

En fait, comme les roches calcaires et magnésiques sont très communes sur terre, les eaux dures, c'est-à-dire issus des zones géologiques où l’eau traverse ces roches ont un Gh fort et un Kh fort. Les sulfates sont aussi bien communs sur terre, donc statistiquement, on a plus de chance de trouver une eau ayant un Gh supérieur au Kh.

On a aussi des eaux particulières :
Gh fort ou moyen et Kh faible : exemple des eaux du lac Matano au Sulawesi (origine des crevettes cardinales) ; il y a une quantité significative de calcium et de magnésium, mais très probablement sous forme de sulfates, chlorures et autres borosilicates…On trouve des eaux ayant cette particularité dans les Pyrénées (zone de Luchon).

Les rivières d’Asie ou le Kh est nettement supérieur au Gh auraient des eaux coulant dans des zones non calcaires (Gh faible) mais par contre avec des carbonates d’autres roches ou alors avec beaucoup de Co2 dissout qui se combinerait avec d’autres composés et acidifierait du même coup le pH, mais j’en parlerais plus loin.

Chez moi dans les Cévennes, les eaux coulent sur des roches magmatiques (granite) et métamorphiques acide (schistes et gneiss) ; peu de calcium et peu de carbonates , donc Gh et Kh faible (respectivement 2.5 et 1.5). Ca ressemble aux rivières amazoniennes à cela prés qu’il y a très peu de matière organique dans l’eau.

Ceci nous amène au deuxième concept ; après la dureté, parlons de l’acidité.

Le pH mesure l’acidité de l’eau, c'est-à-dire la quantité d’ion H+ présent dans l’eau.
En fait l’eau, H2O se dissocie en partie au sein d’elle-même :
H2O  H+ et OH - qui sont deux ions particuliers car ils ont des caractéristiques acides et basiques ; H+ et l’acide, OH- le basique.
Le pH est le logarithme décimal de la concentration en H+ : pH= -LOG(H+) ou H+=10 à la puissance(-pH)
Plus une eau est acide, et plus il y a de H+,et plus le pH est bas.
Plus une eau est basique, plus il y a de OH-, et plus le pH est haut.
Le pH va de 0 à 14, l’explication de ça est mathématique et inutile ici.

En ajoutant des acides dans l’eau, on ajoute des H+ : exemple l’acide Chlorhydrique HCL, se dissocie dans l’eau en H+ et Cl-, donc le pH baisse.

Dans la nature, pour simplifier, la destruction de la matière organique carbonée dans l’eau, en présence d’oxygène, produit du CO2 ; le CO2 acidifie l’eau car :
CO2 + H2O = HCO3- et H+. donc le pH baisse.

S’il y a peu d’oxygène (rivière profonde, courant lent, marécage), la décomposition de la matière organique carbonée produit du méthane et il me semble (j’ai perdu la mémoire) qu’il contribue indirectement à acidifier l’eau.
La digestion des composés azotés, contribue à produire de l’ammoniac qui acidifie l’eau aussi.
.

Pour une rivière amazonienne, roche magmatique, Gh et Kh bas, matière organique sous forme de tanins, qui sont des acides humiques complexe ; donc Ph bas mais stabilisé par la présence d’un acide tampon qui remplace les carbonate des eaux dures mieux tamponnées.

Je ne vais pas refaire ici un cours sur l’effet tampon (ou alors dites moi le), mais ce qu’il faut savoir c’est que certains composés chimiques se combinent aux H+ quand l’acidité de l’eau tend à augmenter ; ils les « emprisonnent » et de ce fait les H+ rajoutés ne peuvent pas participer à l’acidification de l’eau.
On dit « effet tampon » parce que ces produits empêchent la variation trop rapide du pH.
C’est le cas des carbonates qui passent de CO3—à HCO3- puis CO2+H2O quand on rajoute de l’acide dans l’eau.
Dans les rivières amazoniennes les acides humiques emprisonnent les H+ de la même façon.

L’eau osmosée ne contient théoriquement rien, son pH n’est donc pas tamponné et peut varier très fortement avec la décomposition des excréments dans l’aquarium où même avec la photosynthèse des plantes qui produit du CO2 la nuit et qui en absorbe la journée.

Dans mon eau du robinet cévenole, à Kh et Gh faible, le pH est à 6.9 donc légèrement acide, mais en l’aérant, je fais échapper le CO2, et le pH monte rapidement à 7,4.

Il me semble tout de même que le respect de Kh et Gh pour nos bêbêtes est plus important que le pH, mais dans une certaine mesure.
Je pense qu’un poisson ou une crevette vivant normalement en eau à faible Kh et Gh, et pH acide 6 à 6.8, ne pâtira pas d’un pH 7.5 si la dureté reste faible et qu’une espèce à eau dure et basique (Ph , ne souffrira pas d’un Ph inférieur de quelques dixièmes si la dureté lui convient.
Voila, à vous lire…

[loicp 0]

merci marc
je me permet de te corriger la : Le pH est le logarithme décimal de la concentration en H+ : pH=LOG(H+) ou H+=10 à la puissance(-pH)

pH= - log [H3o+]

sinn l'article est parfait

j'ajoute pour l'effet tampon que ce sont les acide faible qui permette un equilibre en se dissociant avec sa base conjugée
par ex:
a ph7: les concentration sont egale (c'est utopique ce n'est qu'un exemple, je vois la tete de pupuxe d'ici xD )
si le milieu s'acidifie, on a un desequilibre et du coup c'est la que nos ions agissent, en effet, la forme basique va augmentée afin de stabiliser le pH

c'est surtout les carbonates qui font ca en milieu naturel (voir l'article ci dessus)


en tout cas merci marc

[loicp 0]

ah et pour ceux qui se demande pk marc met H+ et moi H3O+, c'est en fait la meme chose ^^ sauf qu'en pratique l'ion H+ (proton) ne peut se balader seul en milieu aqueux (eau), il va protonner (attaquer) une molecule d'eau (H2O), et donc on aura; H2O + H+ <=> H3O+

voila

[sebmini601 0]

[Cryptal91211 0]

J'adore, continuer de me faire rever les gars, j'en veu encore
J'adorais tellement mes cours de chimie...


On a vraiment des pro de l'eau

[maxoum 0]

Il a du mérite le Marc de savoir tout ça alors que lui n'a pas de question à se poser, il met l'eau du robinet le chanceux...

Merci en tout cas pour ces infos utile.

Un jour moi aussi je ferais de la TWB à l'eau du robinet

[TURGAN 0]

loicp a écrit:

ah et pour ceux qui se demande pk marc met H+ et moi H3O+, c'est en fait la meme chose ^^ sauf qu'en pratique l'ion H+ (proton) ne peut se balader seul en milieu aqueux (eau), il va protonner (attaquer) une molecule d'eau (H2O), et donc on aura; H2O + H+ <=> H3O+

voila

merci de la correction, oui, c'est plus rigoureux de dire H3O+ que H+, mais on trouve les deux écritures; ce qui est important , c'est de savoir que tout les produits qui vont libérer ou faire libérer de H+ (ou H3O+) dans l'eau, vont contribuer à la baisse du pH.

[TURGAN 0]

Cryptal912 a écrit:

J'adore, continuer de me faire rever les gars, j'en veu encore
J'adorais tellement mes cours de chimie...


On a vraiment des pro de l'eau

ça viendra, ça viendra..

je découvre depuis quelque temps que les argiles ont des effets bénéfiques assez interressants et qu'avec les feuilles en décomposition, elles créent ce qu'on appelle "les complexes argilo-humiques", et que si j'arrivais à mettre des mots simples issus de recherches rigoureuses sur ces phénomèben se serait trés édifiant.
ça viendra..

[Pupuxe1 0]

TURGAN a écrit:

je découvre depuis quelque temps que les argiles ont des effets bénéfiques assez interressants et qu'avec les feuilles en décomposition, elles créent ce qu'on appelle "les complexes argilo-humiques", et que si j'arrivais à mettre des mots simples issus de recherches rigoureuses sur ces phénomèben se serait trés édifiant.
ça viendra..

que veux tu savoir sur les complexes argilo humiques ou sur les argiles ?

TURGAN a écrit:

S’il y a peu d’oxygène (rivière profonde, courant lent, marécage), la décomposition de la matière organique carbonée produit du méthane et il me semble (j’ai perdu la mémoire) qu’il contribue indirectement à acidifier l’eau.
La digestion des composés azotés, contribue à produire de l’ammoniac qui acidifie l’eau aussi.

Bon déjà merci de ta contribution, on va parler chimie sur ce forum !

Pour les deux items ci dessus, des précisions. Oui le méthane contribue indirectement à acidifier l'eau par son oxydation dans la couche d'ozone, ceci dit, ce n'est pas la rivière proprement dite qui est acidifiée, mais l'ensemble... dans le cycle qui décompose la matière organique en méthane, il y a une réduction globale qui s'accompagne en général dans les processus biologiques (voir NADP/NADPH) d'un défaut en proton.
Pour la dégradation des composés azoté, la formation d'ammoniac basifie l'eau, la formation d'ammonium l'acidifie.