Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/sciencea/www/forum/forum/main.php:38) in /home/sciencea/www/forum/forum/main.php on line 229
Forum de chimie - scienceamusante.net
Forum de chimie
Le nouveau système de forum de discussion de scienceamusante.net est ouvert :
forum.scienceamusante.net
Nous vous invitons à vous y inscrire et à l'utiliser.
Le présent forum est accessible en lecture seulement.
(L'inscription et la création de nouveaux sujets ne sont plus possibles.)
Retour au forumFaire une recherche

Pages :  1

Eau, tampons et CO2 [73476]

Dan
Compte désactivé à la demande de l'utilisateur

Voir son profil

Activité : 0.5 / 5
Rang : Electron
45 messages postés


Posté le : 05/10/2010, 13:56 (Lu 1992 fois)
RÉPONDRE
CITER

Commentaire :  Quand les carbonates se font la male...


Bonjour,

Avant de commencer, je précise que je ne suis pas chimiste, je n'ai que des connaissances de base, et je comprend moyennement les relations acide-base (1 à la fois d'accord, mais plusieurs, bof) et quasi pas les effets redox. Je viens en fait vous trouver parce que j'ai un gros problème de flaque d'eau et d'acidité.

Je vais donc vous parler d'aquarium et d'injection de CO2 et de culture de plantes aquatiques, ce qui dépasse certainement la "simple" chimie mais qui y est fortement lié.

Pour placer le contexte, je possède un aquarium dans lequel se trouve de l'eau (obligé) qui a la base est de l'eau osmosée par osmose inverse et reminéralisée. La minéralisation de base est théoriquement la suivante : Ca 20,83 mg/L, Mg 10,33 mg/L, K 19,66 mg/L, Na 28,07 mg/L, HCO3 87,352 mg/L, Cl 24,69 mg/L, SO4 74,56 mg/L. Ce qui donne logiquement une dureté totale de 5,28 °dGH et une dureté carbonatée de 4°dKH. Donc un équivalent d'approximativement 94,4 ppm de CaCO3 pour la dureté totale (équivalent par rapport au poid moléculaire du Ca++ et Mg++, voir là : http://www.lenntech.com/ro/water-hardness.htm) et un équivalent de 87,352 mg/L de HCO3 au départ. Mis à part quelques traces d'oligos et mésos, beaucoup de molécules organiques diverses, les classiques NO3 et PO4 (de formes inconnues), le reste c'est du H2O (j'espère). Cet aquarium reçoit une injection de CO2 pendant la période "jour" via un système d'injection par micro diffusion. La dilution du CO2 se fait un peu au bonheur la chance, en fonction des paramètres que vous devez connaitre (température, carbonates, toussa)... La minéralisation se fait en partie via des sels commerciaux (composition précise inconnue, je n'ai qu'une information W/W à leur sujet) et de NaHCO3, MgSO4 et K2SO4 pour ajuster les taux de magnésium et potassium et amener la dureté carbonatée à 4°dKH afin d'avoir un tampon et empêcher le pH de descendre trop avec le CO2. Le CO2 est apporté pour nourrir les plantes et stabiliser le pH à une valeur désirée qui permet la bonne assimilation des nutriments par les plantes. Les apports d'engrais sont principalement à base de K2SO4 et MgSO4, traces et oligos. La dureté carbonatée doit rester dans une certaine fourchette, pour permettre aux poissons de pouvoir vivre normalement, permettre au CO2 d'acidifier l'eau et servir de tampon en évitant des variations de pH brusque. Voilà, ça, c'est pour la théorie et la situation...

Mais il y a un soucis. Depuis quelques temps, la dureté carbonatée se casse la tronche et ensuite le pH suit le mouvement et toujours dans cet ordre là. Je suppose que les plantes ne trouvant pas assez de CO2, le prennent dans les hydrogénocarbonate, donc les HCO3. Je pense que le phénomène se produit depuis que j'arrive à bien nourrir les plantes, selon la loi de Liebig, avant j'étais en potassium limitant, mais actuellement je crois que le seul limitant qu'il reste c'est le CO2, l'ennui c'est que les plantes peuvent le prendre là où on ne veut pas qu'elles le prennent, dans les les "carbonates". Je n'ai aucun précipité visible dans l'aquarium. Hors tout ça rompt l'équilibre qui est quand même un peu important pour la faune et la flore, dont la flore "parasite", les algues, qui elles, profitent du moindre déséquilibre pour exploser...

Pour l'instant la source principale de "carbonates", c'est NaHCO3. Hors, j'ai cru comprendre pendant mes lectures (mis à part que c'est pas ce qu'il y a de mieux pour les plantes), que ce n'est pas ce qu'il y a de plus stable et efficace question tampon. J'aimerais donc changer l'origine du tampon dans le bac. Plusieurs solutions s'offrent à moi : KHCO3, K2CO3, KOH, MgCO3 et éventuellement CaCO3. CaCO3 ne me semble pas une bonne idée, à cause de sa dissolution nulle dans l'eau (même si je veux tourner à pH 6,5-6,6) et que j'ai suffisamment de Calcium et même trop en théorie. Comme j'apporte beaucoup, relativement à la production de NO3 par la faune, de potassium (K2SO4), un tampon à base de potassium me semble meilleur, ou éventuellement de magnésium ou les 2, mais un seul serait mieux pour ne pas compliquer le suivi. Ça me permettrait dans la foulée de baisser l'apport de sulfates. Jusque là, facile.... sauf que j'ai beau chercher, impossible de mettre la main sur ces produits sauf via le pharmacien à un prix astronomique (1 euro les 10 gr en gros....). Il me reste encore quelques pistes à explorer, mais bon...

Le seul produit que j'ai trouvé, à part le classique CaCO3, c'est de l'hydroxyde de potassium en droguerie, donc KOH. Hors je ne pige rien à l'effet de ce produit dans l'eau. Ni a ses réactions, ni sa toxicité éventuelle. C'est là que j'ai besoin de vous.

Que va t'il se passer si j'ajoute KOH à la préparation de mon eau, donc en remplacement de NaHCO3, l'eau ne contenant pas ou presque pas de CO2 dissout et n'étant pas acide au moment de la préparation vu que l'osmose, ca laisse passer quelques bases. Y a t'il un risque de réaction avec les autres sels commerciaux ?

Que se passera t'il si j'utilise KOH en solution aqueuse préparée à l'avance directement dans l'aquarium pour remonter la dureté carbonatée ? Est-ce que KOH va se transformer en KHCO3 sous l'effet de H2CO3 (H2O + CO2) ? Ensuite est-ce que si les plantes assimilent le CO2 de KHCO3, le résidu sera KOH avec retour dans le cycle et reformation de KHCO3 ? Est-ce que je ne risque pas des mouvements brusques de pH soit à l'injection de la solution, soit au moment de l'assimilation du CO2 ?

Voilà, c'est ce genre de réaction en milieu aqueux que je ne comprend pas trop. N'importe quel conseil à ce sujet (stabilité des hydrogénocarbonates et du pH) est le bienvenu. Ainsi que n'importe quel moyen de constituer des hydrogénocarbonates de manière contrôlée d'ailleurs. Même si je dois simplement intégrer l'apport journalier dans mon programme d'engraissage pour maintenir le KH au niveau désiré (et donc le pH ainsi que le CO2 dissout). Dois-je continuer à chercher un fournisseur pour K2CO3 ou MgCO3 ?

En résumé, comment former HCO3 dans l'eau sans utiliser un composé à base de Sodium ou de Calcium ? Et sans se prendre la tête à pas trop cher. :)

Pour info, je suis bien conscient que le problème vient probablement du fait que mon tampon (HCO3) est trop faible au départ, mais comme je ne veux pas augmenter le taux de Na et que c'est à ces taux là que j'ai trouvé l'équilibre "changement d'eau/engraissage/pollution par le vivant", j'aimerais y rester mais remplacer NaHCO3 par autre chose d'un peu plus stable dans le temps.

Merci d'avoir lu jusqu'ici en tout cas.

Re: Eau, tampons et CO2

darrigan
Modérateur

Voir son profil  Son site web : http://forum.scienceamusante.net/index.php

2872 messages postés


Posté le : 05/10/2010, 17:53 (Lu 1981 fois)
RÉPONDRE
CITER

Houlà ! Il va falloir relire tout ça à tête reposée... mais j'ai lu rapidement : déjà attention, KOH est une base forte ! Le pH risque d'augmenter très rapidement même avec de faibles ajouts, ce qui pourrait être fatal pour ton écosystème fragile.

Juste par curiosité : tu dis que
Citation
Depuis quelques temps, la dureté carbonatée se casse la tronche et ensuite le pH suit le mouvement et toujours dans cet ordre là.

- Le pH augmente ou diminue ?
- "Depuis quelques temps" : depuis quand exactement ? qu'as-tu changé à ton système qui ai provoqué ceci ?

A tout hasard : est-ce que l'intensité lumineuse arrivant dans ton aquarium n'est pas trop forte ? As-tu changé des tubes néon récemment ?

Re: Eau, tampons et CO2 [73481]

Dan
Compte désactivé à la demande de l'utilisateur

Voir son profil

Activité : 0.5 / 5
Rang : Electron
45 messages postés


Posté le : 06/10/2010, 03:21 (Lu 1956 fois)
RÉPONDRE
CITER

Merci de vous intéresser à mon problème.

Citation : darrigan
Houlà ! Il va falloir relire tout ça à tête reposée... mais j'ai lu rapidement : déjà attention, KOH est une base forte ! Le pH risque d'augmenter très rapidement même avec de faibles ajouts, ce qui pourrait être fatal pour ton écosystème fragile.

Je m'en doutais, c'est pour ça que j'ai préféré demander.

Citation : darrigan
Juste par curiosité : tu dis que
Citation
Depuis quelques temps, la dureté carbonatée se casse la tronche et ensuite le pH suit le mouvement et toujours dans cet ordre là.

- Le pH augmente ou diminue ?
- "Depuis quelques temps" : depuis quand exactement ? qu'as-tu changé à ton système qui ai provoqué ceci ?

A tout hasard : est-ce que l'intensité lumineuse arrivant dans ton aquarium n'est pas trop forte ? As-tu changé des tubes néon récemment ?


Ce que j'ai changé, ce n'était peut-être pas la question à poser si tu n'aimes pas la lecture.

Question intensité, d'après les critères aquariophile standard, j'ai un éclairage moyen, mais il me permet de maintenir des plantes assez gourmandes au sol. Et la durée d'éclairage est courte, 9H30 par jour. Rien de tout ça n'a changé depuis le début. Je change les tubes à 3500 H , soit un an et un seul tube à la fois tous les 3 mois. J'ai remplacé un 840 (4200K) par un 865 (6500K) début juin.

J'ai remarqué une chute du pH lente à partir de fin aout. En juin, j'ai modifier l'apport quotidien de K2SO4, je suis passé d'un apport de 1,35 ppm K par semaine à 5,4 ppm K par semaine (je parle par semaine parce que je n'apporte rien de plus le jour du changement d'eau). A partir de ce moment là, je suis passé d'une augmentation hebdomadaire de 10 ppm NO3 à une diminution hebdomadaire de 4 ppm NO3 après changement d'eau, ce qui était le but. Du coup les plantes ont explosé (façon de parler), et j'ai ajouté des plantes émergées qui débordent du bac. A partir de début aout, j'ai diminué l'apport de K2SO4 et je suis passé à 4 ppm K hebdomadaire. Jusque là, tout était stable, KH 4, pH 6.6, drop checker vert. D'après la relation KH-pH et le drop checker, il y avait donc approximativement 30 ppm de CO2 sous forme H2CO3. La seule mesure que je fais à ce moment là, c'est le pH régulièrement, juste pour vérifier, tout va bien. Je ne mesurais pas la dureté carbonatée (KH) parce qu'il était stable depuis des mois et que je n'avais plus de test sous la main. Fin aout, je constate que le drop checker passe au vert très clair en fin de semaine, il y a donc plus de 30 ppm de CO2 dans l'eau. Je mesure le pH, toujours pareil, 6.6. Je fais le changement d'eau et je régénère le drop ckecker. Un drop checker est un bidule en verre dans lequel on place une solution à KH 4 avec quelques gouttes de BBT. Par échange gazeux, l'eau du drop checker se met à équilibre avec l'eau de l'aquarium, vert correspond en théorie à 30 ppm de co2 dans le drop checker, donc dans l'eau. Une semaine plus tard, donc début septembre, le drop checker est carrément transparent (légèrement jaune en fait). Je mesure le pH, il a baissé un peu à 6.5. Ca ne m'inquiète pas plus que ça, je régénère encore le drop checker, je fais le changement d'eau, je vérifie le pH ensuite, c'est revenu normal à 6.6, le drop checker est vert en fin de journée . Le lendemain, j'achète un test KH, le drop checker est tjrs vert mais le pH a baissé à 6.2. Je mesure le KH et là, je me rend compte qu'il est descendu à 1,5 (soit +/- 33 ppm HCO3). Je prépare donc 1L d'eau osmosée avec les sels nécessaire pour faire remonter le KH à 4. J'ajoute cette solution doucement à l'aquarium pour ne pas causer de choc à la faune. Remesure, tout va bien, le KH est revenu à la bonne valeur soit KH 4. Le pH remonte doucement, tout va bien, le drop checker reste vert. Pendant la semaine, je vérifie le pH, et en fin de semaine, le KH, qui a baissé de 1° donc +/- 21 ppm HCO3 ont disparu. Le pH a légèrement baissé aussi. Depuis, je suis obligé de compenser la disparition des HCO3 avec NaHCO3 chaque semaine. Mais en faisant ça, j'apporte du sodium et je ne sais pas trop ce que devient ce sodium, en tout cas, il augmente le taux de sodium dans l'eau, c'est sûr. J'ai le temps avant que ça ne devienne de l'eau de mer, mais bon, le sodium commence déjà à me dérégler l'assimilation de certaines plantes. Je précise que cet aquarium fonctionne sans sol nutritif, il y a donc très peu de stockage des nutriments dans le sol. Malgrès tout ça, ça pousse, ça pousse.

Pour le pH qui ne baisse pas avec la chute du KH, je pense qu'autre chose que les HCO3 le tamponne, ce qui expliquerait pourquoi le dropchecker passe jaune alors que théoriquement il y a tjrs 30ppm de CO2 dans l'eau, ce que le drop checker contredit. Là dessus, je ne sais pas trop qui croire, la relation KH-pH ou l'equilibre gazeux. Mais bon, ce qui m'interesse, c'est une constante du CO2 dissout et de la dureté carbonatée de l'eau. Et là, il semble que je n'ai aucun des deux.

Petite précision, j'ai 3 autres bacs avec la même minéralisation, injection de co2 ou pas, intensité lumineuse plus grande pour certain bacs, et ces bacs là sont stable au niveau KH et pH.


Citation : chatelot16
met de la potasse ordinaire , aujourdui apelé carbonate de potassium ... ou du carbonate de sodium

ou du bicarbonate de sodium alimentaire plus pur que le carbonate de sodium vendu sous le nom cristaux de soude


Comme je l'ai dit, je préfère éviter l'ajout de sodium, c'est déjà ce que j'utilise bicarbonate de sodium.

Par contre, j'avais aussi pensé au carbonate de potassium (K2CO3), et il y en a chez mon-droguiste.com, à 98-99%. Est-ce que cela irait ? -> http://www.mon-droguiste.com/carbonate-de-potassium-de-potasse-98/99-produits-chimiques-droguerie,fr,4,carbonatedepotassiumdsn.cfm

Mais j'ai cherché un peu ce que donne K2CO3 et j'ai trouvé ->
K2CO3 + H2O -> KHCO3 + KOH

Donc si je dilue K2CO3 dans l'eau à changer, il y aura aussi du KOH, donc une augmentation du pH, non ? On en revient au même problème... ???

Et si KOH + CO2 -> KHCO3, si le dosage est bien fait, le pH devrait être tamponné, non ?

Je préfère utiliser des solutions à concentration connue plutôt que d'utiliser des poudres directement dans l'eau. Ca simplifie le pesage et le dosage ensuite qui se fait en mL. Y a t'il un soucis de diluer K2CO3 dans de l'eau pure ? Est-ce que je vais obtenir une solution contenant uniquement KHCO3 grâce au CO2 de l'air, ou bien je suis complètement largué ?

Je pense aussi à reminéraliser mon eau en me passant des sels aquariophile commerciaux, qui sont en fait très bien adapté à des bacs "normaux" et pour les poissons, mais qui ne sont pas du tout adapté à la culture des plantes qui ont des besoins différent selon l'espèce. D'autant plus que les informations concernant la composition exacte est souvent indisponible, la dilution aléatoire, etc... mon soucis est que depuis un an j'ai une eau du robinet à paramètres variables parce que la société des eaux mélange des eaux d'origine différentes. Mais là, j'ouvrirai un autre sujet si besoin....

Oui, c'est long. Mais j'essaie de comprendre ce qu'il se passe, et un aquarium, c'est un peu différent d'une éprouvette.


----------
Édité le 06/10/2010, 04:30 par Dan

Re: Eau, tampons et CO2 [73480]

chatelot16

Voir son profil  Son site web : http://perso.orange.fr/denis.chatelot

Activité : 2 / 5
Rang : Molécule
1022 messages postés


Posté le : 05/10/2010, 21:57 (Lu 1969 fois)
RÉPONDRE
CITER

n'ajoute jamais de potasse caustique KOH ou soude caustique NaOH ca augmente trop le ph

met de la potasse ordinaire , aujourdui apelé carbonate de potassium ... ou du carbonate de sodium

ou du bicarbonate de sodium alimentaire plus pur que le carbonate de sodium vendu sous le nom cristaux de soude

Re: Eau, tampons et CO2 [73529]

Dan
Compte désactivé à la demande de l'utilisateur

Voir son profil

Activité : 0.5 / 5
Rang : Electron
45 messages postés


Posté le : 08/10/2010, 15:35 (Lu 1909 fois)
RÉPONDRE
CITER

Bonjour,

J'ai réussi à stabiliser la dureté carbonatée cette semaine, et contre toutes attentes, en diminuant le CO2 injecté pendant la journée.

Je pense que je flirte trop avec la limite de l'équilibre entre H2CO3 et HCO3.
Cela avec trop de plantes, une durée nocturne trop longue (rejet de CO2 par les plantes), et une mauvaise circulation de l'eau à cause de la densité des massifs (enfin DU massif).

Pour mon info, est-ce que je peux continuer à poser ce genre de question sur ce forum, au sujet de la minéralisation de l'eau, des tampons, et du pH ? Ou bien ça ne vous interesse pas ?

Dan

Pages :  1

Aztek Forum V4.00 Copyright (C) 2003

© Anima-Science. Tous droits réservés pour tous pays. À propos de scienceamusante.net - Contact