Corrigé n°10 - Établir et exploiter un diagramme de prédominance (n°4)

Q1. Quand le pH devient trop élevée, on peut introduire un acide dans l'eau de l'aquarium. On utilisera par exemple un produit commercial contenant un acide, ou on fera barboter du dioxyde de carbone.

Q2. Une solution tampon est une solution contenant un mélange d'un acide faible et de sa base conjuguée, dans des proportions comparables. Elle présente les propriétés suivantes :

• le \(\mathrm{pH}\) d'une solution tampon ne varie pas ou peu par dilution ou ajout modéré d’espèces chimiques aux propriétés acide-base. Moins le pH varie, plus le tampon est efficace ;
• une solution tampon est plus efficace lorsque la concentration en acide est la même que la concertation en base (on parle de mélange équimolaire) : dans ce cas, le \(\mathrm{pH}\) de la solution est égal au \(\mathrm{pK_A}\) du couple acide-base mis en jeu ;
• plus une solution tampon est concentrée, plus elle est efficace.

Introduire une telle solution dans l'eau de l'aquarium permettrait de limiter les variations de pH au cours de la journée, et donc de protéger les espèces vivantes.

Q3. D'après les données fournies sur les couples acide-base :

• \(\mathrm{CO_2,H_2O}\) et \(\mathrm{HCO_3^-}\) sont des acides ;
  
• \(\mathrm{HCO_3^-}\) et \(\mathrm{CO_3^{2-}}\) sont des bases.
  

Q4. Le diagramme de prédominance associé au dioxyde de carbone dissous est :

Ainsi quand le pH est optimal et égal à 8,1, \(\mathrm{HCO_3^-}\) prédomine.

Q5. Le diffuseur de dioxyde de carbone dans l’aquarium augmente la concentration en  \(\mathrm{CO_2,H_2O}\), ce qui diminue le pH de l’eau de l'aquarium. Ainsi, une baisse du pH :

• favorise la dissolution des coquilles en calcaire (carbonate de calcium) ;
  
• freine la formation du squelette et de la coquille des coraux.