PH ne descend pas

J'ai donné une explication de la formule ici :
https://www.forumaquario.org/t119691-tableaux-du-taux-de-co2-en-fonction-du-kh-et-ph-theorie#1445811


@superloupiot
Je ne te reproche pas de ne pas tout maîtriser en chimie mais quand tu écris :

superloupiot a écrit:(...)
Si tu injectes x bulles par minutes de CO2 dans une eau à KH=1 et que tu obtiens une concentration de 20mg/l de CO2 dissout dans l'eau, en remontant ton KH à 15, tu obtiendras la même concentration de CO2 dissout.

Dans les deux cas, les plantes auront à leur disposition 20 mg/l de CO2 pour pousser.
(...)

Tu ne te poses pas la question de ce qui peut se passer "en remontant le KH à 15 (depuis KH 1)"?
Comment peux-tu affirmer sans aucune explication que le taux de CO2 restera le même?
Faire monter le KH (par des sels) consiste à ajouter des ions carbonatés en grosses quantités.
Comment la concentration en CO2 qui forme un couple acido-basique avec l'ion bicarbonate ne pourrait pas en être modifiée?

superloupiot a écrit:(...)
Toutes les courbes que tu montres là sont les courbes d'une réaction à l'équilibre, c'est à dire les courbes lorsque tu n'injectes pas de CO2.
(...)
Cette injection va perturber l'équilibre de tes équations parce que tu n'est pas dans un système ou tu as un certain nombre de molécules qui se combinent et se recombinent, mais tu es dans un système ou tu apportes en permanence du CO2. (...)

J'ai peur que tu confondes notre problème de chimie avec un équilibre statique en mécanique que l'on viendrait perturber par une action dynamique...
Comme l'a rappelé fredele, l'équilibre est permanent (les flèches des réactions sont à double sens), les lois fondamentales de conservation, de neutralité de la solution etc restent valables.
Lors d'un titrage au goutte à goutte, au même titre que notre injection de CO2 gazeux, ou lors d'un mélange "brutal" de grosses quantités, on peut toujours écrire ces relations.


Enfin ce qui me dérange le plus en définitive, c'est que tu ne tiennes pas compte du retour de l'expérience, pour ne pas dire de l'expérimentation car tu affirmes suivant ta propre théorie :

superloupiot a écrit:(...)
Donc, il est faux de dire (je l'ai déjà souvent entendu) que le pH varie moins lorsque le KH est élevé.
Le pH varie exactement de la même façon, mais sa valeur absolue est simplement plus élevée à KH élevé.
(...)

alors que tout le monde constate qu'il faut vraiment forcer le nombre de bulles par minute pour faire baisser le pH, plus le KH est haut.
Pour moi c'est l'essence même de la chimie, voire des sciences en générale, de s'appuyer sur les essais et les expériences.

Quant à la valeur absolue d'un nombre (réel) en mathématiques, c'est simplement ce nombre sans signe (ou encore la racine de son carré) et je ne vois pas ce que vient faire cette notion ici... mais bon j'avais quand-même compris ton intention. :##27:

Ha-Dê a écrit:
Enfin ce qui me dérange le plus en définitive, c'est que tu ne tiennes pas compte du retour de l'expérience, pour ne pas dire de l'expérimentation car tu affirmes suivant ta propre théorie :

superloupiot a écrit:(...)
Donc, il est faux de dire (je l'ai déjà souvent entendu) que le pH varie moins lorsque le KH est élevé.
Le pH varie exactement de la même façon, mais sa valeur absolue est simplement plus élevée à KH élevé.
(...)

alors que tout le monde constate qu'il faut vraiment forcer le nombre de bulles par minute pour faire baisser le pH, plus le KH est haut.

Salut Ha-Dê,

Et bien ici justement, je ne suis pas certain que l'on ait un retour d'expérience.

Les retours d'expérience que l'on a sont plus du style j'ai un KH de 6, mon pH est de 7.8 et je veux descendre mon pH à 6.8.
Il est évident que le conseil sera de passer le KH à 4 ou 3 parce que autrement, tout le monde constate que si on reste à KH de 6, il va falloir la blinde de CO2 pour arriver à pH de 6.8.

Mais pour moi, on a pas de retour d'expérience de personnes qui ont vérifié que pour passer de pH 7.9 à pH 7.7 à KH 8, il faut injecter plus de CO2 que pour passer de pH 7.6 à pH 7.4 à KH 4.

Le mieux pour moi, ce serait de faire l'expérience et de vérifier. Par exemple, remplir un volume d'eau donné à température donnée à KH de 1 en injectant du CO2 pour faire diminuer le pH de plus ou moins 0.8 par exemple et ensuite, répéter la même expérience avec un volume d'eau identique à KH de 8, avec le même nombre de bulle par minutes el le même diffuseur de CO2 et de vérifier si la variation de pH est identique ou non.

Bonjour superloupiot,

Prenons l'exemple de ton expérience avec une variation de pH de -0,8 et 2 solutions l'une de KH 1 et l'autre de KH 8.
(De toute façon ton exemple précédent avec une variation de pH de 0,2 n'est pas significative et peu réalisable en essai, _il faut aussi pouvoir mesurer une telle petite variation de pH sans se tromper_ , puisqu'elle ne donne en plus qu'une variation théorique de CO2 de 1 ppm seulement, ce qui intéressera peu de personnes.)

Quel pH initial veux-tu considérer pour chaque solution?
Et je te ferai le calcul théorique du CO2 qu'il faut injecter dans chaque cas (ce qui est assez simple par ailleurs).

Dis, superloupiot, faudrait arrêter le délire.

Quitte à le faire varier de 0.pouilla, pourquoi ne pas le faire varier franchement ??
Parce là on constaterai qu' il faut bien plus de CO2 ( tout le monde le constate) ce qui est donc également vrai pour une variation moindre ...

Ne nous explique pas maintenant que finalement t' es bien d' accord qu' à kh 4 ... et qu' à KH 6 ... ,tu nous explique le contraire depuis le début.
Quand on se plante, on se plante, y' a pas mort d' homme ...

Voilà.

fredele a écrit:Dis, superloupiot, faudrait arrêter le délire.

Quitte à le faire varier de 0.pouilla, pourquoi ne pas le faire varier franchement ??
Parce là on constaterai qu' il  faut bien plus de CO2 ( tout le monde le constate) ce qui est donc également vrai pour une variation moindre ...

Ne nous explique pas maintenant que finalement t' es bien d' accord qu' à kh 4 ... et qu' à  KH 6 ... ,tu nous explique le contraire depuis le début.
Quand on se plante, on se plante, y' a pas mort d' homme ...

Voilà.

Toi tu n'as pas bien compris ce que je dis depuis le début.
Je n'ai jamais dis le KH n'avais pas d'impact sur l'acidité de l'eau : tout le monde sait bien que plus le KH est élevé, plus le pH est élevé (à concentration en CO2 égale).

Ce que je dis, c'est que le CO2 se dissout de la même manière dans l'eau quelque soit le KH. Et pour le vérifier, il suffirait de vérifier qu'à injection de CO2 constante, le pH varie de la même quantité quelque soit le KH de l'eau.

Pour répondre aux questions d'Ha-Dê, je ne dis pas que l'expérience est simple à réaliser.
On pourrait envisager par exemple de laisser reposer l'eau 24h avec un bulleur dedans pour la débarrasser le plus possible du CO2. Ensuite, mesure de pH. Après, introduction du dispositif de CO2 avec réglage d'un nombre de bulles par minute que l'on laisse tourner pendant 24. Mesure du pH.
On répète les opération pour une eau à KH plus élevé.
Si on constate une même variation de pH entre les deux cas, c'est qu'à nombre de bulle de CO2 constante injectée, la dissolution a donné une concentration en CO2 dissout identique. Si ce n'est pas identique, la dissolution est alors différente.

Pour ce qui est de la mesure du pH, on pourrait utiliser un appareil du genre de celui-là (celui-là n'est peut-être pas le meilleur choix, il y a peut-être plus adapté, j'ai pas cherché).

Biensûr, il reste un problème de calibration, mais au final, si on utilise le même appareil pour toutes les mesures, l'erreur de mesure n'est pas importante parce que l'on veut mesurer est une variation et non pas la valeur exacte du pH.

Et on est bien d'accord qu'il ne faut pas faire l'expérience avec une variation de pH de 0.2, que cela ne donnera rien.

Ecoute, on va arrêter là ...

Ce que je dis, c'est que le CO2 se dissout de la même manière dans l'eau quelque soit le KH.

C' est faux, sinon on s'en ficherai du KH, et puis voilà ...

Merci

superloupiot a écrit:(...)Je n'ai jamais dis le KH n'avais pas d'impact sur l'acidité de l'eau : tout le monde sait bien que plus le KH est élevé, plus le pH est élevé (à concentration en CO2 égale).
(...)

superloupiot, cette phrase est un rien perturbante, parce que, étudier différents cas à concentration de CO2 égale ne correspond à aucune situation réelle (contrairement à un KH égal). C'est vraiment comparer des valeurs de tableau sans côté pratique...

Maintenant chose promise, chose due, je vais te démontrer que ton affirmation suivante n'est pas la réalité.

superloupiot a écrit:(...)
Ce que je dis, c'est que le CO2 se dissout de la même manière dans l'eau quelque soit le KH. Et pour le vérifier, il suffirait de vérifier qu'à injection de CO2 constante, le pH varie de la même quantité quelque soit le KH de l'eau.
(...)

Et ça clora le sujet définitivement me concernant.

Considérons une solution de pH initial noté pHi et ayant un KH noté dKH, et injectons du CO2 gazeux jusqu'à obtenir un pH final noté pHf.
On va supposer que le bac ne contient ni plantes, ni poissons, ni carbone organique et on pourra donc observer l'évolution du pH que par la dissolution du CO2 (sans consommation par les plantes ou apport par la respiration notamment).
On a les relations :
CO2(g) + H2O <--> H2CO3(aq)
H2CO3 +H2O <--> HCO3- + H3O(+)
HCO3- + H2O <--> CO3-- + H3O(+)

Si on fait un bilan sur la quantité de carbone de notre solution, on a
[C] = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO3--]
or comme on a déjà vu, dans notre domaine de pH de 6 à 8,5 on va dire, les ions CO3-- étant ultra-minoritaires, on peut les négliger.
On a vu aussi ici : https://www.forumaquario.org/t119691-tableaux-du-taux-de-co2-en-fonction-du-kh-et-ph-theorie
que :
. [HCO3-] = 2*0,17848*dKH (en mmol/L)
donc [HCO3-] est seulement proportionnelle au KH. Si je note a cette constante alors,
[HCO3-] = a*dKH
. CO2(ppm) = 15,7 * dKH * E(6,35 - pH)
On voit aussi qu'on peut écrire [H2CO3] = b*dKH*E(-pH) avec b constante.

La différence D = ([C]final - [C]initial) va représenter la quantité de CO2 que je vais ajouter par l'injection gazeuse. Comme le KH ne varie pas, la quantité d'ions bicarbonates reste stable et je me retrouve finalement avec :
  D = b*dKH*E(pHinitial - pHfinal) = b*dKH*E(-DELTApH)

Appliquons cette formule à nos deux bacs de KH différents, dKH1 et dKH2 et voyons les conséquences.

. Si on veut savoir ce qui se passe à variation de pH égale après injection de CO2, alors E(-DELTApH) a la même valeur pour nos deux cas et on voit que la quantité de CO2 ajoutée est purement proportionnelle au KH.
>> Plus le KH est élevé, plus il faudra injecter du CO2 pour avoir la même variation de pH.

. Si on ajoute la même quantité de CO2, alors on a égalité de la quantité b*dKH*E(-DELTApH) pour les deux solutions ce qui donne :
dKH1*E(-DELTApH1) = dKH2*E(-DELTApH2) ou dKH1*E(DELTApH2) = dKH2*E(DELTApH1)

soit E(DELTApH2 - DELTApH1) = dKH2/dKH1

ou encore DELTApH2 = DELTApH1 + log(dKH2/dKH1)

Comme le pH va baisser, les DELTApH sont négatifs et je préfère écrire :
-DELTApH1 = -DELTApH2 + log(dKH2/dKH1)

Bref si la solution 2 a un KH2 supérieur à celui de la solution 1, alors log(dKH2/dKH1) est un nombre réel positif et donc la valeur absolue de DELTApH1 est supérieure à celle de DELTApH2.

>> Autrement dit la variation de pH de la solution ayant un KH inférieur sera plus importante.

CQFD

Ca y est j'ai mal au crane mdr :##06:

salut

t'en pense quoi de tout ça axeon 2007? :##05:
t'en est où maintenant?

Salut Ha-Dê,

De nouveau moi, désolé, mais je ne suis pas du tout d'accord avec tes conclusions.
Je ne sais pas si tu auras la patience de me lire jusqu'au bout, mais je vais tout de même te donner mon point vue aidé d'un article de Wikipédia : http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid

Le premier postulat que tu fais et qui est erroné pour moi, c'est de dire que H2CO3 est le CO2 dissous. A partir de là, il est normal que les conclusions soient erronées.

Un gaz qui se dissous dans l'eau est un gaz dont les molécules entrent et sortent de l'eau. Une molécule de CO2 qui entre dans l'eau et se trouve complètement entourée d'eau est une molécule de CO2 dissoute.

Les plantes, aussi bien terrestres qu'aquatiques consomment du CO2 sous sa forme de CO2! Les plantes ne consomment pas H2CO3 ou HCO3- ou CO3--.

Lorsqu'une molécule de CO2 dissoute passe près d'une plante, celle-ci la métabolise pour réaliser la photosynthèse.
La dissolution d'un gaz dans l'eau dépend uniquement de la température de l'eau et de la pression partielle qu'exerce ce gaz sur l'eau, c'est la loi d'Henry : http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid

En ce qui concerne le CO2, comme je l'ai déjà dit plus haut, seule une petite fraction de CO2 dissout réagit avec l'eau pour donner H2CO3 qui est l'acide carbonique. Le premier article que je t'ai donné en lien indique que : [H2CO3]/[CO2] ≈ 1.7×10−3. On voit donc qu'il y a à peu près 2 pour mille molécules de CO2 qui se transforme en acide carbonique. C'est normal car si tout le CO2 dissous dans l'eau se transformait en acide carbonique, l'eau deviendrait bien plus acide qu'elle n'est.

Cette partie de CO2 qui réagit ne nous intéresse pas et à un effet négligeable sur la quantité de CO2 dissous. Le KH lui intervient par après et limite la variation du pH en jouant son effet tampon (en absorbant le H+ libéré lors de la décomposition de H2CO3 en H+ + HCO3-).

Mais ce qu'il faut voir, ce sont les proportions. Dans tes explications, tu utilises la constante Ka1 = [HCO3-]*[H3O+]/[H2CO3] en pensant que H2CO3 est le CO2 dissous. Ce n'est pas cette constante qui est utilisée pour créer le fameux tableau de KH/pH/concentration CO2, mais le Ka1 apparent qui lui tient compte du CO2 dissous (ou CO2 aqueux, simple molécule de CO2 entourée d'eau) : Ka (app) = [H+][HCO3-]/([H2CO3]+[CO2(aq)]) avec [CO2(aq)] ≈ [H2CO3]/1.7×10−3

La conclusion de cela pour moi, c'est que la dissolution du CO2 suis la loi de dissolution de tous les gaz et dépend uniquement de la température et de la pression. Que seul une faible partie (0.002) de ce CO2 réagit avec la molécule d'eau et influe sur le pH.
Les plantes aborbent le CO2 dissous et non pas le H2CO3. Le KH n'a aucun impact sur la quantité de CO2 qui sera dissous. La dissolution dépendra du système d'injection et des éléments qui favorisent le dégazage comme un fort courant dans l'eau ou une agitation de l'eau de surface.
Il est donc tout à fait inutile de vouloir descendre un KH de 6 à 3 en espérant que le CO2 se dissoudra mieux pour les plantes.

superloupiot a écrit:
Il est donc tout à fait inutile de vouloir descendre un KH de 6 à 3 en espérant que le CO2 se dissoudra mieux pour les plantes.

Désolée d'intervenir après de si brillantes démonstrations , mais amha il n 'a pas été dit que le co2 se dissoudrait " mieux " mais qu'on en consommerait moins avec un Kh bas .

Quant aux formules j'admire mais je n'y comprends rien j'aurai du passer un bac S :##15:

Sur ce je sors avant que le ridicule ne m'assaille . :##06:

mine a écrit:

superloupiot a écrit:
Il est donc tout à fait inutile de vouloir descendre un KH de 6 à 3 en espérant que le CO2 se dissoudra mieux pour les plantes.

Désolée d'intervenir après de si brillantes démonstrations  , mais amha il n 'a pas été dit que le co2 se dissoudrait " mieux " mais qu'on en consommerait moins avec un Kh bas .

Bonjour mine,

Ton intervention est la bien venue, ne soit pas désolée :##06:

C'est là le cœur du débat.
Si le CO2 se dissout de la même manière quelque soit le KH, il n'y a aucune raison d'en consommer moins lorsque le KH est bas que lorsque le KH est élevé. Tu ne devras en injecter ni plus ni moins pour atteindre une concentration de 20mg/l par exemple.

Bon je continue puisque le ridicule ne tue pas :##17:

superloupiot a écrit: Tu ne devras en injecter ni plus ni moins pour atteindre une concentration de 20mg/l par exemple.

la tu parles de concentration de co2 , pour diffuser 20mg quelque soit le kh . il n 'est donc pas question de Ph dans  cette discussion?

Je peux donc diffuser 20mgr de co2 à KH20  j 'en utiliserai pas plus pas moins qu 'a kh 4 ? Par contre si je me sers du co2 pour faire baisser le PH il me faudrait en diffuser une énorme quantité  qui serait mortelle pour le vivant avec un  kh très élevé ?

Ce qui veut dire que si j 'utilise le co2 uniquement pour  le besoin des plantes peu importe le KH ?

Exactement, ce sont mes propos.

Et donc, ce que je dis, c'est que quelqu'un qui aurait une eau à KH de 10 avec des plantes et qui voudrait injecter 20mg/l de CO2 pour faire pousser ses plantes tout en se contentant d'un pH de 7.2, n'est pas obligé de descendre son KH à 4 pour avoir à injecter moins de CO2 pour atteindre la même concentration de 20mg/l.

Bien sûr, si cette personne veut en même temps un pH de 6.8, alors le conseil sera de baisser le KH à 5 voir 4.

Je ne suis pas d'accord avec cette croyance qui dit qu'il faut injecter beaucoup plus de CO2 à KH élevé. Il faudra en injecter beaucoup plus si on a un objectif de pH bas, mais la, comme tu le dis, cela deviendra préjudiciable aux poissons.

Et je suis désolé d'insister sur ce point, mais j'ajoute que la variation de pH sera la même.
Ainsi, si je pars d'un KH de 10 avec pH de 8 et que j'atteint une concentration en CO2 de 20mg/l, j'obtiendrai au final un pH de 7.2.

Si j'étais parti d'un KH de 4 avec pH de 7.6, pour la même injection que ci-dessus, amenant à la même concentration de CO2, j'atteindrais un pH de 6.8.

Dans les deux cas, le pH aurait varié de 0.8! mais à KH 10, je serais encore à pH 7.2 alors qu'à KH 4, je serais à pH de 6.8.

superloupiot a écrit:Salut Ha-Dê,

De nouveau moi, désolé, mais je ne suis pas du tout d'accord avec tes conclusions.
Je ne sais pas si tu auras la patience de me lire jusqu'au bout, mais je vais tout de même te donner mon point vue aidé d'un article de Wikipédia : http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid

Le premier postulat que tu fais et qui est erroné pour moi, c'est de dire que H2CO3 est le CO2 dissous. A partir de là, il est normal que les conclusions soient erronées.

Un gaz qui se dissous dans l'eau est un gaz dont les molécules entrent et sortent de l'eau. Une molécule de CO2 qui entre dans l'eau et se trouve complètement entourée d'eau est une molécule de CO2 dissoute.

Les plantes, aussi bien terrestres qu'aquatiques consomment du CO2 sous sa forme de CO2! Les plantes ne consomment pas H2CO3 ou HCO3- ou CO3--.

Lorsqu'une molécule de CO2 dissoute passe près d'une plante, celle-ci la métabolise pour réaliser la photosynthèse.
La dissolution d'un gaz dans l'eau dépend uniquement de la température de l'eau et de la pression partielle qu'exerce ce gaz sur l'eau, c'est la loi d'Henry : http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid

En ce qui concerne le CO2, comme je l'ai déjà dit plus haut, seule une petite fraction de CO2 dissout réagit avec l'eau pour donner H2CO3 qui est l'acide carbonique. Le premier article que je t'ai donné en lien indique que : [H2CO3]/[CO2] ≈ 1.7×10−3. On voit donc qu'il y a à peu près 2 pour mille molécules de CO2 qui se transforme en acide carbonique. C'est normal car si tout le CO2 dissous dans l'eau se transformait en acide carbonique, l'eau deviendrait bien plus acide qu'elle n'est.

Cette partie de CO2 qui réagit ne nous intéresse pas et à un effet négligeable sur la quantité de CO2 dissous. Le KH lui intervient par après et limite la variation du pH en jouant son effet tampon (en absorbant le H+ libéré lors de la décomposition de H2CO3 en H+ + HCO3-).

Mais ce qu'il faut voir, ce sont les proportions. Dans tes explications, tu utilises la constante Ka1 = [HCO3-]*[H3O+]/[H2CO3] en pensant que H2CO3 est le CO2 dissous. Ce n'est pas cette constante qui est utilisée pour créer le fameux tableau de KH/pH/concentration CO2, mais le Ka1 apparent qui lui tient compte du CO2 dissous (ou CO2 aqueux, simple molécule de CO2 entourée d'eau) : Ka (app) = [H+][HCO3-]/([H2CO3]+[CO2(aq)]) avec [CO2(aq)] ≈ [H2CO3]/1.7×10−3

La conclusion de cela pour moi, c'est que la dissolution du CO2 suis la loi de dissolution de tous les gaz et dépend uniquement de la température et de la pression. Que seul une faible partie (0.002) de ce CO2 réagit avec la molécule d'eau et influe sur le pH.
Les plantes aborbent le CO2 dissous et non pas le H2CO3. Le KH n'a aucun impact sur la quantité de CO2 qui sera dissous. La dissolution dépendra du système d'injection et des éléments qui favorisent le dégazage comme un fort courant dans l'eau ou une agitation de l'eau de surface.
Il est donc tout à fait inutile de vouloir descendre un KH de 6 à 3 en espérant que le CO2 se dissoudra mieux pour les plantes.

Bonjour,

Je me lève tôt pour un petit déplacement et je tombe sur ta réponse avant de partir, que je lis bien jusqu'au bout, non pas avec patience comme tu le dis, mais avec réelle fascination! :##15:

Car je dois reconnaître que lorsque tu as une idée en tête, tu n'en démords pas, et tu as probablement épuisé les ressources du net pour nous concocter cette nouvelle théorie.

Malheureusement, ou heureusement, on ne refait pas une théorie en un post de forum...

Quelle est donc cette loi savante que tu nous as trouvée?
La loi dite de Henry : que dit-elle en réalité?

Comme tu as l'air fasciné par wikipedia qui semble être ton livre de chevet en chimie des solutions, je te donne leur définition du site français :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Henry a écrit:
"À température constante et à saturation, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide.
La concentration maximale d'un gaz en solution, en équilibre avec une atmosphère contenant ce gaz, est proportionnelle à la pression partielle de ce gaz en ce point."

Ce que dit donc Henry, appliqué à notre bac, et je vais considérer une cuve remplie d'eau pure (osmosée), c'est que l'eau ne va pas rester pure justement. En contact avec l'atmosphère qui contient, entre autres du dioxyde de carbone gazeux, ce dernier va se dissoudre proportionnellement à sa pression partielle atmosphérique, pour être en équilibre avec celui de l'air (si on lui en laisse le temps).
De l'oxygène par exemple va donc aussi se dissoudre "naturellement" dans notre cuve, mais comme le CO2 dissout est un acide faible, une conséquence est que le pH de notre eau d'origine va baisser (et pas rester à 7 bien qu'étant de l'eau "pure" à l'origine).
Et là le wikipedia anglais que tu cites indique :
[H2CO3]/[CO2(aq)] ≈ 1.7×10−3 (constante Kh à 25°C pour l'eau pure)

Tu déroules ensuite toute ta théorie sur le CO2 dissout sous forme de CO2 moléculaire, "microbulle" aqueuse, différente de H2CO3 ultra-minoritaire etc etc.


Première remarque : crois-tu réellement que la loi d'Henry s'applique lorsque l'on injecte du CO2 depuis une bouteille sous pression? Reste-t-on dans le cas parfait d'une cuve d'eau en équilibre avec l'air et seulement soumise à la pression partielle ultra-faible du CO2 de l'air?
La réponse est non bien-sûr.
Et pour conclure cette remarque, je cite wikipedia (France) à nouveau, puisque tu y fais tant référence :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Henry a écrit:
"Il faut également noter que la loi de Henry est une loi limitante qui s'applique seulement aux solutions suffisamment diluées. La gamme de concentrations à laquelle elle s'applique se restreint à mesure que le système diverge par rapport au comportement idéal - pour faire simple, cela signifie à mesure que le soluté a un comportement chimiquement différent du solvant. Typiquement, la loi de Henry s'applique uniquement si la fraction molaire du gaz dissout est inférieure à 0,034.

Elle s'applique uniquement aux solutions dans lesquelles le solvant ne réagit pas chimiquement avec le gaz dissout. Un exemple usuel dans lequel le gaz réagit avec le solvant est le dioxyde de carbone, qui forme partiellement, par réaction avec l'eau, de l'acide carbonique (H2CO3)."

On va donc définitivement oublier "Henry" pour notre problème de CO2 injecté artificiellement dans l'eau de notre bac. Il nous aurait bien servi si le CO2 de l'air suffisait pour nos aquariums très plantés, ce qui n'est pas le cas on le sait bien!


Deuxième remarque : la problématique du devenir du CO2 dissout et des formes qui coexistent CO2 moléculaire ou CO2 aqueux, acide carbonique H2CO3 et ions carbonates/bicarbonates.

Le problème que tu soulèves est juste, quand on va au fond des choses, le CO2 dissout n'est pas à proprement parler du H2CO3, mais ce dernier n'est pas aussi faible que tu as bien voulu nous faire croire en citant faussement Henry.
En fait, dans le cas de notre aquarium soumis à une injection artificielle de CO2, c'est probablement trop compliqué à déterminer mais comme la relation (à double sens)
CO2 + H2O <--> H2CO3
est permanente et qu'ensuite on a :
H2CO3 +H2O <--> HCO3- + H3O(+),
on peut considérer une forme "globale" ou dite apparente, regroupant les deux formes H2CO3 et CO2aq, notée H2CO3*, que beaucoup, moi compris, notent finalement H2CO3.
Ton wikipedia préféré le dit mieux que moi :

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid a écrit:
Care must be taken when quoting and using the first dissociation constant of carbonic acid. In aqueous solution, carbonic acid exists in equilibrium with carbon dioxide, and the concentration of H2CO3 is much lower than the concentration of CO2. In many analyses, H2CO3 includes dissolved CO2 (referred to as CO2(aq)), H2CO3* is used to represent the two species when writing the aqueous chemical equilibrium equation. The equation may be rewritten as follows:
H2CO3* <--> HCO3− + H(+)
Ka(app) = 4.6×10−7; pK(app) = 6.3 at 25 °C and ionic strength = 0.0

Whereas this apparent pKa is quoted as the dissociation constant of carbonic acid, it is ambiguous: it might better be referred to as the acidity constant of dissolved carbon dioxide, as it is particularly useful for calculating the pH of CO2-containing solutions.

Et nous revoilà bien avec le taux de CO2 dissout "générique" dont tout le monde parle usuellement dans notre langage usuel aquariophile... pourquoi vouloir refaire le monde?

Quant à cette nouvelle affirmation :

superloupiot a écrit:(...)
Les plantes, aussi bien terrestres qu'aquatiques consomment du CO2 sous sa forme de CO2! Les plantes ne consomment pas H2CO3 ou HCO3- ou CO3--.
(...)

Je ne suis pas biologiste, je ne sais pas quelle forme en définitive peut utiliser une plante aquatique ou palustre, le CO2aq, le H2CO3, voire le HCO3-; ça existe il me semble quand-même, n'as-tu jamais entendu parler de décalcification biogène?

https://www.jbl.de/fr/bassin/news/403/pourquoi-le-ph-augmente-t-il-parfois-dangereusement-lorsquil-y-a-des-efflorescences-dalgues- a écrit:
"On entend par décalcification biogène le processus qui amène certaines espèces d'algues et de plantes à couvrir leurs besoins de gaz carbonique en prélevant l'hydrogénocarbonate dissous dans l'eau et à rejeter des ions hydroxydes directement dans l'eau.
Le cas échéant, les ions hydroxydes entraînent une forte augmentation du pH. Le rapport de masse entre l'hydrogénocarbonate et le carbonate se décale au profit du carbonate. Il y a cristallisation de carbonate de calcium."

Cela peut dépendre des espèces aussi sans doute, mais je reste prudent, je ne suis vraiment pas spécialiste en la matière.
Enfin ce qui importe pour nous au final c'est l'aspect représentatif de ce fameux taux de CO2.
Il se calcule donc globalement, pour nous c'est bien suffisant.


PS : je suis vraiment surpris à quel point tu peux lire des articles comme ceux de wikipedia, soit sans aller jusqu'au bout des choses (car ils ne sont pas faux en général), soit sans regarder les conditions d'application correctement. :##22:

Je ne sais pas quel ouvrage te conseiller si tu te passionnes à ce point pour la chimie des solutions... moi je n'aime pas vraiment cela, mais j'ai mes bases, donc je suis toujours disponible pour te donner des clarifications dans la mesure de mes moyens.

superloupiot a écrit:Exactement, ce sont mes propos.

Et donc, ce que je dis, c'est que quelqu'un qui aurait une eau à KH de 10 avec des plantes et qui voudrait injecter 20mg/l de CO2 pour faire pousser ses plantes tout en se contentant d'un pH de 7.2, n'est pas obligé de descendre son KH à 4 pour avoir à injecter moins de CO2 pour atteindre la même concentration de 20mg/l.

Bien sûr, si cette personne veut en même temps un pH de 6.8, alors le conseil sera de baisser le KH à 5 voir 4.

Je ne suis pas d'accord avec cette croyance qui dit qu'il faut injecter beaucoup plus de CO2 à KH élevé. Il faudra en injecter beaucoup plus si on a un objectif de pH bas, mais la, comme tu le dis, cela deviendra préjudiciable aux poissons.

Et je suis désolé d'insister sur ce point, mais j'ajoute que la variation de pH sera la même.
Ainsi, si je pars d'un KH de 10 avec pH de 8 et que j'atteint une concentration en CO2 de 20mg/l, j'obtiendrai au final un pH de 7.2.

Si j'étais parti d'un KH de 4 avec pH de 7.6, pour la même injection que ci-dessus, amenant à la même concentration de CO2, j'atteindrais un pH de 6.8.

Dans les deux cas, le pH aurait varié de 0.8! mais à KH 10, je serais encore à pH 7.2 alors qu'à KH 4, je serais à pH de 6.8.

Il va sans dire que tout ce que tu affirmes ci-dessus, se basant principalement sur le fait que selon toi, la loi d'Henry s'applique et que le CO2 injecté qui parvient à se dissoudre, se retrouve essentiellement sous la forme moléculaire aqueuse (avec de l'acide carbonique ultra-minoritaire), est incorrect.
(Désolé j'ai barré tes affirmations, je ne peux les laisser ainsi, c'est trop dangereux : si même une modératrice commence à y croire alors non!
Et arrête de citer des lois ou des formules que visiblement tu ne maîtrises pas, sinon je vais vraiment me fâcher.  :##26: )


Tu parles de croyance, non c'est de la science! (Et ça s'étudie, désolé de le rappeler.)

Mais si tu croyais que Dieu existe alors que moi non, j'aurais aussi du mal à te le prouver...

Restons donc à ce qui est connu (et reconnu) :
. A injection de CO2 égale, plus le KH est bas, plus le pH va diminuer.
. A variation de pH égale, moins il faudra injecter de CO2 si le KH est faible.

Et c'est bien ce qu'on constate dans la pratique.

Ahlala ...
J' avais rédigé en me prenant du temps un texte que je voulais poster,Ha-Dê a répondue avant moi, même avant 5H du mat. .. alors, du coup, je pourrais tout aussi bien la fermer  - surtout que je ne sais pas faire les démonstration qu' il nous montre... :##17:  :##21:

superloupiot a écrit:
Les plantes ne consomment pas H2CO3 ou HCO3- ou CO3-

C' est faux. La décalcification biogène nous indique clairement le contraire ...
Les plantes pouvant exploiter le bicarbonate : Elodée, vallisneria, cryptocoryne, ceratophyllum.
C' est aussi avec une certaine perspicacité qu' on peut noter que ce sont justement ces plantes qui manifestent, dans la pratique, la décalcification biogène. ( je l' avais observé sur des vallisneria ...), un signe , non ?
De plus, il existe bel est bien des données concernant le KH préféré de chaque plante. Néanmoins, je n' ai jamais vue cela sur aucun site francais, que sur 1 site allemand ... je peux essayer de retrouver si vous me le demandez ...

Aussi, même si c' est déjà fait, je tiens quand même à souligner  le fait que la théorie de superloupiot considère qu 'il y a CO2 dissout sous forme de microbulles et H2CO3, et ce "distinct", et que toute sa théorie est basé là-dessus.
Or, la courbe rouge du graphe de Bjerrum correspondant au "CO2" est  bien le  CO2 dissous moléculaire à l'état de microbulles (CO2aq ) + H2CO3 : c'est-à-dire en fait le CO2 dissous.
Et oui, quand on fait référence au H2CO3, il faut bien comprendre qu' il s' agit en fait de l' acide carbonique vrai + CO2
dissous moléculaire présent à l'état de microbulles, et pas seulement du H2CO3 "vrai".
Voilà pourquoi sur ces graphes, il est parfois noté "H2CO3" au lieu de "CO2" dans la légende.
Autrement dit : CO2, H2CO3, H2CO3*, CO2 dissout : c' est pareil !

Bon, je sert à rien là, Ha-Dê a déjà tout expliqué, mais cette affirmation peut se retrouver dans divers doc. sur internet, levant donc la confusion pouvant être faite, et ce même sans grande démonstration savante.
C' est ce que je voulais rajouter.

Bon, histoire de rajouter quand même quelque chose :
Dans "Ecology of the Planted Aquarium" de walstad, on peut lire que même les plantes utilisant le bicarbonate préfèrent utiliser le CO2, et ce à un ration de  1/10.
Il est également écrit que les algues, elles, se réjouissent des bicarbonnates alors que les mousses pas du tout.
Elle donne aussi une liste de plantes plus complète que la mienne et explique la stratégie de certaines plantes pour utiliser les bicarbonates : générer des ions H+ au niveau des feuilles pour dissoudre localement les bicarbonates et en "extraire" le CO2.

Pour ce qui est du H2CO3 : rien ! Sauf si j' ai lue de travers ... elle ne mentionne que le CO2, j' imagines pour "simplifier" la chose et c' est tant mieux.
Par ailleurs, elle précise :

Again, how fast the pH goes up is moderated by the water's alkalinity

Les gars, il faut arrêter de tout mélanger.
Je n'ai pas cité la décalcification biogène et pourtant je sais qu'elle existe.
Mais c'est un phénomène qui à lieu que lorsque le milieu manque de CO2.

Ha-Dê, je note que tu contestes que seule une petite part du CO2 dissous se transforme en H2CO3 et que les plantes absorbent le CO2 sous sa forme dissoute dans l'eau (en temps que molécule de CO2).
Je note que tu préfères penser que les plantes vont faire de la décalcification biogène pour se fournir en CO2.


Et tu te permets de barrer mes conclusion pour imposer les tiennes tout en disant toi même que tu n'est pas chimiste professionnel.

Dans ce cas, nous ne serons jamais d'accord.

Tu es vraiment un cas...
Tu ne sais pas lire ce que j'écris, tu interprètes!
Et ne pas être un chimiste professionnel aujourd'hui ne veut pas dire que je ne l'ai pas étudiée bien au delà du bac et des connaissances requises pour te répondre.
Mais je prendrai néanmoins le temps de te répondre à nouveau précisément plus tard, tu peux compter sur moi pour en remettre une couche.
Il n'y a pas être d'accord. Tu dis des choses fausses et tu as plutôt des lacunes en connaissances théoriques.
Tu découvriras des choses dans mon prochain post que tu n'as pris le temps de découvrir sur le net...
Visiblement il y a quand même d'autres personnes avec les mêmes connaissances sur le sujet ici comme fredele.

@superloupiot

Véritablement, je n' ai rien a rajouter, maintenant voilà ...

Les forum sont les forums, et deux avis contraires peuvent facilement donner l' illusion qu' on final, bah, c' est kiff-kiff.
Cela peut tourner au combat de coq et au concours d' éloquence.
Du coup, on renchérie, du coup, les autres renchérisent, du coup on renchéri, du coup ... on peut continuer longtemps comme ça.

J' avoue superpilou que ta théorie est moins "théoriquement" déconcertante que pleins d' autres, n' empêche ce n' est pas exact.

Tu ne précise pas d' où sortent tes chiffre. Bon, on retrouve simplement : du tableau CO2/pH/KH ...
Tu prends 2 KH différents, cherches 2 valeurs similaires de CO2 dans les 2 cas et effectivement en conclue que la variation de pH est la même en regardant

les pH correspondant aux valeurs de KH et CO2 que tu as choisie.
Et de là, tu en conclues que nécessairement pour passer d 'une concentration de CO2 à l' autre, le CO2 nécessaire est identique, comme s' il découlait d' une

simple soustraction des 2 concentrations données. Ceci est faux. Le tableau nous renseigne sur la concentration, mais pas du comment du pourquoi qu' on

en vient à passer de l' une à l'autre !

Je veux bien l' admettre, ton raison est très loin d' être bébète, vue par un non spécialiste en chimie, n' empêche que c' est faux.
J' ai écumer bon nombre d' article depuis de nombres années sur internet, pris des notes à droite à gauche, avant c' était avec les magazines d' aquariophilie

..: je n' ai JAMAIS rien lue concernant du CO2 qui resterait là, impassible, tranquillou, frais et dispo, sans interagit avec quoi que ce soit, relarguant toutes les

interactions acido/basiques à une portion infime du CO2 dissout (selon tes propres dires, avec ta formule [H2CO3]/[CO2] ≈ 1.7×10−3 ...). Pas une ligne, pas un

diagramme de H2CO3 / jesaispasquoi, etc ..


Je cite exprès 1 ouvrage qui est bien connue, et qui fait abstraction complète de ce fameux H2CO3, parce que au final superflue pour notre usage.
Bouquin spécialisé sur la chose, le titre le dit.
Résultat ? Pas une ligne, nada, sur ce que tu racontes ... une coincidence ?
Je dis que le diagramme mentionne parfois "CO2", parfois "H2CO3", ce qui veut bien dire qu' on est censé comprendre que c' est du pareil au même ...

Aussi, si tu veux faire une expérimentation :
Prends de l' eau osmosée.
Reposé, elle a un pH de 7, (si sans impureté ..)
Souffle avec une paille = CO2 -> le pH baisse
Mesure le pH et remesures après quelques heures

Reproduis la manip. avec de l' eau avec un fort KH.

Prière, évite de prende des valeurs non extrêmes, difficilement comparables dans notre pratique courante et donc vérifiable et raisonne avec des valeurs

extrêmes, comme j' ai déjà dit.

Aussi :

Je note que tu préfères penser que les plantes vont faire de la décalcification biogène pour se fournir en CO2.

Ce n' est pas ce que dit Ha-Dê, et pas ce que dis le bouquin que je cite.


@Ha-Dê
J' avoue ne pas tout comprendre dans le détail de cette chimie, et la théorie pure me reste en partie pas claire.
Empiriquement, néanmoins, on vois bien que la formulation de superloupiot ne tiens pas : jamais lue un truc du genre, alors que cela devrait me sauter à la

figure.
En faite, j' ai une question qui pourrait se rajouter ...
on a bien H2CO3 <-> HCO3- + H3O(+)
On y trouve des bicarbonates, donc ... ceux-ci influence-t-il le KH ? Si oui, dans quelle proportion ? Ou bien, le KH, c' est seulement ce qui est complémentaire

à Ca et Mg ?J' espère ne pas te poser de colle ! Histoire de "discréditer" encore plus le reste, alors que ce que tu dis est correct ...

J' espère enfin, ne pas avoir fait ici de glissade ou mauvaise formulation, y' en a qui n' attendent que ça apparemment ...

@ Ha-Dê

Ce n'est pas que je crois et prends pour vérité ce que dit superloupiot , puisque la pratique me prouve le contraire .. je posais simplement une question :##27:

Je ne peux me permettre plus ne connaissant rien à vos savants et judicieux échanges. :##27:

@fredele,

Le fait qu'une petite partie du CO2 seulement (0.2%) réagit pour donner du H2CO3 et que donc le KH n'a pas d'influence sur la dissolution, je l'avais déjà lu il y a plus d'un an sur internet au fil de mes surfs.
C'est hier que j'ai justement trouvé sur Wikipédia un article qui semble confirmer que seule une petite partie de CO2 réagit.
Sans plus.

Cette théorie me semble plus correcte que juste des équations chimiques. Les hypothèses qu'Ha-Dê met en avant sont différentes des miennes et donc, inévitablement, les conclusions sont différentes.

Mais bon, moi je vais m'arrêter là pour cette discussion car comme dit plus haut, ce ne sont pas des équations chimiques qui me feront changer d'avis étant donné que nous ne sommes pas d'accord dés le départ sur les hypothèses.

Au final, c'est pas très grave car cela ne changera pas grand chose aux pratiques de l'aquariophilie et chacun est libre de croire ce qu'il veut.

@Ha-Dê,
J'espère ne pas t'avoir offensé en mettant en doute tes compétences de chimiste. C'est juste qu'au matin, pressé par le temps avant de conduire les enfants à l'école et d'aller travailler, je n'ai pas eu le temps de tourner 7 fois ma langue dans ma bouche avant d'écrire.
Donc, si je t'ai offensé, excuse moi, ce n'était pas volontaire!

@+.

Ah, eh bien d' accord alors, on clos : entre croire et comprendre, moi aussi des fois je préfère la première solution ..: faut comprendre, je suis alsacien.

Merci et au plaisir.

Je retiens de toutes ces discussions intéressantes, les choses suivantes :

La théorie permet d'écrire des choses et d'autres non.

Injecter du CO2g en permanence n'est pas chose simple, il n'y a pas d'équilibre gaz/liquide comme un verre d'eau laissé à l'air ou une bouteille de soda fermée. On ne peut écrire la loi d'Henry.

On se retrouve avec plusieurs couples acido-basiques (http://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_faible) que vient compléter le CO2 qui reste moléculaire.
En chimie, on aime bien rester dans un domaine où des formes sont majoritaires d'un facteur au moins 100, en particulier l'acide ou la base par rapport à son conjugué.
Or on voit que nos pKa sont de 3,6 pour H2CO3/HCO3- et 10,3 pour HCO3-/CO3--.
Donc avec des pH de 5,6 à 8,3 (entre le mini des pKa+2 et le maxi des pKa-2), il reste principalement la forme HCO3- d'un point de vue aqueux, c'est à dire les ions carbonates.

@fredele
Nos tests de KH sont faux d'un point de vue de la théorie, car ils mesurent TOUS les HCO3- et pas seulement ceux liés aux alcalino-terreux (Ca, Mg) mais pour nous cela tombe bien!

La théorie dit alors que si on considère H2CO3*, noté encore CO2, comme étant une forme théorique apparente de H2CO3 avec CO2aq, alors ce mélange se comporte comme un acide aqueux conjugué à HCO3- de pKa 6,3. On peut alors écrire :

pH = pKa + log (Cte*dKH/CO2)
avec Cte : constante
dKH : c'est le KH de nos mesures
CO2 le taux de CO2 dissout sans distinction de CO2aq et H2CO3.

On en déduit alors les fameuses tables qui restent des tables de lecture lorsque l'on mesure le pH et le KH avec nos tests, dans le domaine de pH restreint, pour évaluer ce fameux CO2 qui reste global (mélange de H2CO3 et CO2aq, dont on ne connaît pas les proportions).
Mais on ne peut pas tirer d'autres conclusions de ces tables et surtout pas reconstruire une théorie en s'appuyant sur des lois qui ne s'appliquent pas à notre bac, système bien trop complexe pour le mettre en équations que l'on puisse résoudre simplement.
Par exemple si on trace pour un KH donné, la courbe de CO2 en fonction du pH, on peut l'utiliser comme un abaque mais il est téméraire d'évoquer l'évolution d'un phénomène physico-chimique en se déplaçant suivant la courbe.
On peut en tirer des hypothèses mais il faudra avoir d'autres arguments pour les étayer.