Par John Brennan | Mis à jour le 30 août 2022
Lorsque le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau, il forme de l'acide carbonique (H₂CO₃). Cet acide peut se dissocier pour donner du bicarbonate (HCO₃⁻) ou du carbonate (CO₃²⁻). Les ions calcium présents dans l'eau réagiront avec ces espèces pour produire soit du bicarbonate de calcium soluble, soit du carbonate de calcium insoluble. Pour les tests environnementaux et de qualité de l'eau, le calcul de la concentration de bicarbonate à partir de l'alcalinité totale et du pH est une exigence courante.
L'alcalinité totale est généralement exprimée en milligrammes par litre de CaCO₃. Divisez la valeur par 100 000 gmol⁻¹ pour obtenir des moles par litre (molarité). Cette étape donne la concentration de base qui sera affinée dans les étapes suivantes.
La formule générale d'alcalinité est :
2 × Alcalinité totale = [HCO₃⁻] + 2[CO₃²⁻] + [OH⁻]
Avec la concentration en carbonate exprimée sous la forme [CO₃²⁻] = (K₂ [HCO₃⁻])/[H⁺] , où K₂ = 5,6×10⁻¹¹, l'équation devient :
2×Alcalinité totale = [HCO₃⁻] + 2×(K₂ [HCO₃⁻]/[H⁺]) + [OH⁻]
En utilisant la relation [H⁺] = 10^(−pH) et la concentration d'hydroxyde [OH⁻] = 10^(−14 + pH) , la solution algébrique est :
[HCO₃⁻] = (2×Alcalinité totale – 10^(−14 + pH)) / (1 + 2K₂ × 10^(pH))
Insérez la molarité du CaCO₃ obtenue à l'étape 1 dans la formule ci-dessus. Le résultat est la concentration de bicarbonate en moles par litre.
Le calcul suppose que les espèces de calcium et de carbonate dominent l'alcalinité. Si d'autres composants alcalins, tels que l'ammoniac, sont présents, un modèle plus sophistiqué est requis. Reportez-vous au premier lien sous la section « Références » pour des conseils supplémentaires.
