Carbonate

L’ion carbonate (CO₃²⁻) est une forme minérale du carbone dissous. Dans l’eau, il appartient au système carbonique avec le dioxyde de carbone dissous, l’acide carbonique et l’ion hydrogénocarbonate. Ces espèces s’interconvertissent rapidement par des réactions acido-basiques et relient la composition de l’eau à son pH.

Équilibre dans l’eau

Le pH gouverne largement leur répartition. Le dioxyde de carbone dissous domine aux pH acides, l’hydrogénocarbonate dans une grande partie des eaux naturelles, puis la proportion de carbonate augmente en milieu alcalin. Le système consomme ou libère des ions hydrogène lors des variations de pH et contribue ainsi au pouvoir tampon.

Le carbonate réagit avec des cations, en particulier le calcium. Lorsque le produit des activités ioniques du calcium et du carbonate dépasse le produit de solubilité du minéral, l’eau est sursaturée à son égard. La formation de calcite ou d’aragonite dépend aussi de la cinétique ; les concentrations seules ne décrivent pas entièrement cette condition. La dissolution et la précipitation influencent le pH, l’alcalinité et les dépôts calcaires dans les circuits aquatiques.

Mesures associées

Les ions hydrogénocarbonate et carbonate constituent souvent la majeure partie de l’alcalinité, c’est-à-dire de la capacité de l’eau à neutraliser un acide. L’alcalinité totale inclut cependant d’autres bases et ne correspond pas à la seule concentration en CO₃²⁻. La dureté décrit principalement les concentrations en calcium et magnésium : une eau peut donc être alcaline sans présenter exactement la même valeur de dureté.

Le prélèvement, le contact avec l’air, la température et le pH modifient l’équilibre carbonique. Une mesure de carbonate est ainsi liée aux conditions physicochimiques au moment de l’analyse.