Mécanismes réglant le pH des sols calcaires

Mécanismes réglant le pH des sols calcaires
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Equilibre du système CaCO3 – CO2 – H2O :

Le sol calcaire en particulier, doit être considéré comme un système dans lequel les équilibres géochimiques sont instables. Ces équilibres réglés en partie par les interfaces des phases solide/liquide/gaz sont en relation directe avec la dynamique de l’eau dans le sol et les cinétiques de dissolution du carbonate de calcium et du CO2 (Benabdi , 1993).

L’équilibre du système CaCO3 – CO2 – H2O ne dépend que de la pression du CO2, cette dernière constitue le seul paramètre de variation du pH et tamponne la solution dans le domaine des pH alcalins par formation des bicarbonates (Bonneau et al , 1979).

OH + CO2  HCO3

2OH + CO2  CO3 + H2O

Le CO2 consomme des OH et freine aussi l’élévation du pH. La dissolution du CO2 a donc des conséquences physico-chimiques, comme la variation du pH, mais aussi la dissolution du carbonate.

La dissolution du CO2   :

Une partie du CO2 de la phase gazeuse est dissoute dans l’eau sous forme moléculaire. Le corps formé est l’acide carbonique :

CO2 + H2O → H2CO3

H2CO3 s’ionise partiellement dans l’eau en ions HCO3 et CO3selon les réactions d’équilibre suivantes :

H2CO3 →HCO3 + H+

HCO3 →CO3 + H+

( Gallot et al,  1978 )

La dissolution du carbonate de calcium ( CaCO3 ):

Selon  Gallot  et  al., (1978 ) la dissolution du CaCO3 dans le système CaCO3 – CO2 – H2O est caractérisée par une succession de réactions chimiques qui sont les suivantes :

CaCO3  →CO32-+Ca++

CO32- + H+ →HCO3                         HCO3  + H+→H2CO3              H2O  →H+ + OH

Facteur de variation du pH des sols calcaires :

Gallot  et al ( 1978 ), se sont basés sur les résultats d’une expérimentation pour affirmer que  la  dissolution  du  CaCO3  dans  une  solution entraîne une variation du pH (tab. 8) , ceci est fonction du rapport [CaCO3]/[H2CO3].  Le pH augmente lorsque la concentration en [H2CO3] diminue (tableau n°02 ).

Tableau 8  : Variation du pH en fonction du rapport CaCO/ H2CO3 ( Gallot  et al , 1978 )

Sans phase solide  ( CaCO3 )   Présence de phase solide ( CaCO3 )  
PCO2 (atm) H2CO3

moles/L

pH
[Ca2+]

(mg/l)

[CaCO3] (mg/l) [CaCO3]

mole/l

[CaCO3] [H2CO3] Log

[CaCO3]

[H2CO3]

pH
0 0 7 4 10 10-4     9.9
10-5.5 10-7 6.7 4 10 10-4 103 3 9.7
10-4.5 10-6 6.2 10 25 10-3.6 102.4 2.4 9
10-3.5 10-3 5.7 10 40 10-3.4 101.6 1.6 8.4

Source:

ZEMOURA ABD EL KADER .2005 . étude comparative de quelques méthodes de dosage du phosphore assimilable des sols calcaires en région semi aride w de Batna.

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