Hydrogénocarbonate

L’hydrogénocarbonate est l’anion HCO₃⁻, couramment appelé bicarbonate. Il constitue une forme majeure du carbone inorganique dissous dans de nombreuses eaux naturelles. Espèce amphiprotique capable de capter ou de céder un proton, il relie le dioxyde de carbone dissous au carbonate et contribue au tamponnement du pH. Sa concentration participe souvent fortement à l’alcalinité, sans se confondre avec elle.

Équilibre carbonaté

Dans l’eau, le CO₂ hydraté, l’acide carbonique, HCO₃⁻ et le carbonate, CO₃²⁻, forment un système d’équilibres acido-basiques. Une hausse du pH favorise successivement l’hydrogénocarbonate puis le carbonate ; une baisse favorise le CO₂ dissous. Température, salinité et force ionique déplacent les constantes d’équilibre, de sorte qu’une proportion précise dépend des conditions du milieu.

L’hydrogénocarbonate transporte aussi du carbone entre eau, atmosphère, organismes et minéraux. Les producteurs primaires peuvent utiliser le CO₂ et, selon leurs mécanismes de concentration du carbone, HCO₃⁻. La précipitation ou la dissolution de carbonates de calcium modifie simultanément le carbone inorganique, l’alcalinité et parfois la dureté.

Relation avec l’alcalinité

L’alcalinité mesure la capacité globale d’une eau à neutraliser un acide jusqu’à un point de titrage défini. HCO₃⁻ en est souvent le principal contributeur à pH proche de la neutralité, mais les carbonates, hydroxydes, phosphates, borates et acides organiques peuvent aussi intervenir. Une alcalinité exprimée en mg/L de CaCO₃ est une capacité équivalente, et non une concentration massique de bicarbonate.

Application

En aquaculture et en aquarium, la nitrification produit des protons et consomme de l’alcalinité. Un apport de bicarbonate de sodium peut restaurer cette réserve tampon, avec une quantité calculée à partir du volume, de l’alcalinité mesurée, de la charge azotée et de la pureté du produit. Le pH seul ne quantifie pas la réserve disponible. Le « KH » des tests courants constitue une estimation opérationnelle de l’alcalinité carbonatée, non une mesure exclusive de HCO₃⁻.