L'aquariophilie de A à Z

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L'eau:

L'élément vital pour les poissons et les plantes est l'espace aquatique. Sa composition chimique, entre autres facteurs, détermine le bien-être des espèces qui s'y trouvent. En ce qui concerne la croissance des plantes, ce sont les valeurs moyennes usuelles qui, là encore, sont en général les plus favorables.

Elles assurent pour la plupart des espèces, une bonne croissance. La valeur pour la teneur en carbonates varie entre 5 et 12 degrés KH. Une eau très douce ou très dure est, en général, moins favorable. Dans un environnement dont le pH est de 6,5 - 7,2, la plupart des espèces végétales sont en mesure de bien se développer. Des écarts importants réduisent le nombre d'espèces possibles.

Notions sur la chimie de l'eau d'aquarium:

Dans les dernières années l'Aquachimie a pris un essor important. L'aquariophile dispose de plus en plus de moyens d'interventions, grands et petits, qui laissent espérer un aquarium sain et parfait. De plus en plus de facteurs sont traités et doivent être contrôlés, et ceci de manière impérative.

Les fâcheuses conséquences résultant de cela: des amateurs anxieux pour lesquels l'Aquachimie devient un cauchemar permanent. Il est indispensable de posséder quelques connaissances élémentaires en la matière, si l'on souhaite entretenir correctement un aquarium, mais il faut aussi dire clairement que l'importance donnée à la chimie de l'eau d'aquarium est très largement exagérée. Objectivement, il suffit de respecter quelques règles simples de l'aquariophilie, et la chimie s'y rapportant, pour s'en sortir fort correctement.

L'Aquachimie relève davantage de la logique que de la grande science. Ces notions élémentaires d'Aquachimie que devrait posséder chaque aquariophile concernent: la dureté de l'eau, l'équilibre carbonates <--> gaz carbonique (système carbonaté), le pH, le cycle de l'azote. Ces divers points seront traités dans cette page. Un index alphabétique des principaux termes, des explications s'y rapportant ainsi que des indications permettant de résoudre rapidement les problèmes d'eau d'aquarium, sont récapitulés en fin de page. Cela permet à l'internaute de s'informer de façon précise sur les points les plus importants.

La dureté totale (en degrés allemands dGH)
Chaque eau, soit de source ou de rivière a plus ou moins solubilisé des composés de calcium ou de magnésium. Les principaux de ces composés sont: l'hydrogénocarbonate de calcium [Ca(HC03)2] et le sulfate de calcium (CaS04).
Une dureté qui disparaît a l'ébullition est parfois qualifiée de dureté carbonatée ou"dureté temporaire". La dureté permanente n'est pas due aux carbonates, mais aux chlorures et aux sulfates de calcium et de magnésium; on ne peut l'éliminer par ébullition. On mesure la dureté de l'eau comme si elle était entièrement due au carbonate de calcium, et on l'exprime différemment dans les différentes parties du monde. En France, un degré de dureté égale une part de carbonate de calcium dissous dans 100 000 parts d'eau; tandis qu'en Allemagne, le degré de dureté signifie une part d'oxyde de calcium dans 100 000 parts d'eau.
1 degré français = 0.56 degré allemand ou 1 degré allemand = 1.78 degré français
Par exemple 9GH (degrés allemand) correspondent à 16TH (degré français) soit à une eau moyennement dure.
Une eau très chargée en composés de calcium est dite "dure", une eau peu chargée ou exempte est dite "douce". Ces valeurs sont exprimées en degrés de dureté totale. Un degré allemand (dGH) correspond à une charge de 10 mg/l d'oxyde de calcium ou (et) de magnésium.

L'addition de la dureté temporaire et permanente donne la dureté totale, ce qui peut être exprimé par l'équation suivante:
dGH = dKH + PH (sulfate)
dGH = dureté totale en degrés allemands
dKH = dureté carbonatée en degrés allemands
PH = dureté permanente

Etages de dureté:
0- 4° dGH = très douce
4- 8° dGH = douce
8-12° dGH = moyennement dure
12-18° dGH = assez dure
18-30° dGH = dure
> 30° dGH = très dure

Le dioxyde de carbone dissous dans l'eau, facteur écologique pour les plantes:
Le dioxyde de carbone (CO2) se dissout facilement dans l'eau. Lors de cette dissolution, il se forme une petite quantité d'acide carbonique (H2CO3). Les sels de l'acide carbonique, soit les bicarbonates et les carbonates, représentent la majeure partie des électrolytes. Ainsi, le dioxyde de carbone (gaz carbonique) et sa possible absorption par les plantes aquatiques est-il un facteur important faisant en même temps régulateur du "système carbonate"
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lexique
Le "système carbonate" et la dureté carbonatée:
La solubilité du gaz carbonique dans l'eau est 50 fois plus élevée que celle de l'oxygène. Par contre sa vitesse de diffusion est 10 000 fois plus faible que dans l'air. Dans l'eau, environ 0,2% du gaz carbonique dissous se transforme en acide carbonique (H2C03). En diffusant (ajout) du CO2 dans l'eau, on augmente donc la quantité d'acide carbonique: le pH de l'eau diminue. En chassant du CO2 hors de l'eau, par aération, le pH augmente proportionnellement au déficit.

Pour la compréhension de l'aquachimie on peut se limiter à la connaissance des composés calcium qui sont l'hydrogénocarbonate plus communément appelé bicarbonate de calcium et le carbonate de calcium (sels de l'acide carbonique).

Le bicarbonate de calcium se dissout très facilement dans l'eau et provoque la dureté carbonatée (dureté temporaire) de l'eau. Cette dureté disparaît en faisant bouillir de l'eau.

Le carbonate de calcium est pratiquement insoluble dans l'eau. Il se produit une précipitation (calcaire déposé dans les bouilloires par exemple).

Le bicarbonate n'est soluble dans l'eau de l'aquarium qu'à la condition qu'une quantité complémentaire de gaz carbonique soit également dissoute dans l'eau. Cette quantité de CO2 se nomme CO2 d'équilibre. Si cette quantité diminue, la partie de bicarbonate de calcium correspondante se transforme en carbonate de calcium et précipite.

Le système carbonaté dans la chimie de l'eau est une combinaison entre un acide faible (acide carbonique) et les sels correspondants. Cette combinaison forme un tampon dans le sens chimique du mot.

Les tampons ont la propriété de neutraliser de faibles ajouts, soit de solutions acides, soit de solutions alcalines, sans modification notable de la valeur du pH. En ajoutant un acide à un tampon, les ions H+ seront liés par les bicarbonates.

En réaction, il se formera de l'acide carbonique, qui se dissociera en grande partie en dioxyde de carbone et en eau. Le restant de dioxyde de carbone ne se dissociera que très lentement, de ce fait la concentration en Ions H+ n'augmentera que très faiblement. Le pH restera pratiquement constant.

En ajoutant une base à un tampon, ce sont les Ions OH- qui seront liés immédiatement par le C02. Des bicarbonates se formeront. Le déficit en dioxyde de carbone n'entamera que très faiblement le taux d'acide carbonique (= concentration ions H+). Le pH ne s'élèvera que très faiblement.

L'eau d'un aquarium est tamponnée de façon optimale à la valeur neutre du pH (7). L'effet tampon sera inefficace en ajoutant un acide à une solution déjà acide, car si le pH est inférieur à 6, il n'y a plus de calcium sous forme bicarbonatée.

Le tampon sera également inefficace en ajoutant une base à solution alcaline, car au delà d'un pH de 9 il n'y a plus de CO2 libre dans l'eau. L'effet tampon dépend directement de la concentration des composés de calcium dans l'eau. Une eau dure a un effet tampon plus élevé qu'une eau douce. Plus la quantité de bicarbonate dissous dans l'eau sera élevée, plus d'ions H+ pourront être liés. Cette propriété particulière du bicarbonate se dénomme pouvoir absorbant d'acide.

Comme expliqué ci-dessus, le système bicarbonate est un équilibre étroit entre la dureté carbonatée et le pH. A dureté carbonatée élevée correspond une valeur pH élevée, cette dureté élevée stabilisera d'autant plus le pH (effet tampon). La dureté carbonatée souhaitable pour la plupart des eaux d'aquarium devrait se situer dans la fourchette de 2 à 8° dKH.
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Lexique
Le pH (Degré d'acidité ou d'alcalinité)
Le pH est une mesure de l'acidité ou de l'alcalinité d'un liquide. Il ne doit pas retenir exagérement l'attention de l'amateur moyen, qui désire seulement entretenir un aquarium de décoration, mais comme il a une influence considérable sur la reproduction et sur l'élevage des alevins, son importance doit être gardée présente à l'esprit. On considère que l'eau neutre a un pH égal à 7, tandis que l'eau dont le pH est inférieur à 7 est acide, et celle dont le pH est supérieur à 7 est alcaline. L'acide carbonique (CO2) joue un rôle dans le même sens et le pH variera donc suivant le taux de CO2. L'alcalinité est fréquemment due au bicarbonate de calcium, également responsable de la dureté. C'est pourquoi, dans la nature, les eaux dures sont en général aussi alcalines.

La valeur du pH indique le degré d'acidité ou d'alcalinité d'une eau. Le point neutre correspond à l'équilibre base acide de l'eau, c'est à dire que cette eau neutre contient autant d'ions hydrogène (H+) que d'ions hydroxyde (OH-)
Les ions hydrogène acidifient l'eau, les ions hydroxyde la rendent alcaline. Une valeur de 7 indique le point neutre, une valeur supérieure à 7 indique une eau alcaline, une valeur inférieure à 7 indique une eau acide. Dans ce dernier cas on est en présence d'une forte concentration d'ions hydrogène. Retenons que plus la valeur du pH est faible, plus l'eau est acide; contrairement, plus l'eau est alcaline, plus la valeur du pH sera élevée. La variation de concentration en ions H+ et OH- peut se mesurer en grammes.

Le pH se mesure au moyen d'"indicateurs" qui changent de couleur à des degrés divers. Les indicateurs se trouvent en solution (donnant des résultats assez précis) ou sous forme de papier (ne fournissant que des approximations).

Dans la section "Système bicarbonate" nous avons vu que le pH était en relation étroite avec l'anion hydrogénocarbonate et plus spécialement avec l'effet tampon du système bicarbonate. Un contrôle régulier du pH devient donc indispensable.

La faune et la flore de l'aquarium (poissons, plantes, microorganismes) réagissent de façon sensible à un déséquilibre du pH. D'importantes variations consécutives à un dérangement du système bicarbonate, peuvent amener des symptômes de maladie des poissons.

L'influence de la composition de l'eau sur la reproduction, la croissance et le développement des poissons est connue depuis longtemps. Mais nos connaissances sont loin d'être complètes concernant les besoins en eau de certaines espèces de poissons et de plantes, ainsi que les effets sur l'eau de facteurs autres que la dureté ou le pH.