La densité de l’eau de mer

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Voilà une notion assez facile qui ne l’est pas finalement. 

Définition

On définit le kilogramme comme étant la masse d’un litre d’eau pure. Et là ça commence à ne plus être évident. Car énormément de composants peuvent se retrouver dissous dans l’eau de mer.

Il y a quoi dans l’eau de mer ?

Pour faire simple, tout un tas de choses. (voir paramètres de l’eau) Quelques-uns ne sont présents qu’à l’état de traces et sont de ce fait appelés oligo-éléments. D’autres sont présents en plus grande quantité et sont appelés éléments principaux. Le plus évident et importants est le sodium (le sel comme par hasard).

Comment mesurer la densité ?

Peser le sel dans l’eau peut parfois ressemble à chercher un morceau de sucre dans du lait chaud. Pour faire simple les molécules de sel de mettent entre les molécules d’eau et donc augmente la densité du liquide (il devient plus lourd).

Pour Mesurer il y a plusieurs solutions. Deux utilisent la loi d’Archimède qui veut que tout corps plongé dans un liquide (en ressort mouillé) subisse une force égale au volume qu’il déplace. On va retrouver ici les densimètres a aiguille et les aéromètres flottants.

Ensuite il y a les réfractomètres, ils utilisent le principe optique de la réfraction, soit le changement de direction que subit un rayon lumineux en passant d’un milieu optique donné à un autre. (merci Wikipedia pour la définition). On va placer une goutte d’eau entre 2 lamelles et grâce à la lumière on va lire la densité. En général ils sont dit ATC, ils compensent les variations dues à la température.

En fin il y a des sondes de salinité. Un peu comme le PH ou le Redox, il faut les calibrer et entre 2 mesurer les conserver dans de bonnes conditions.

Il faut quelle densité en aquariophilie marine ?

Les valeurs limites pour les coraux et autres invertébrés se situent entre 1,020 et 1,025 voire 1,027 selon les ouvrages.

Un ajout de 33,3g de sel dans une eau pure (osmosée) donne une concentration de 1,022.
Attention avec le temps ou dans de mauvaises conditions de stockage le sel absorbe de l’humidité et il faudra peut-être augmenter la quantité ajoutée jusqu’à 10 voire 15%. Certains sels deviennent bleu une fois trop humides c’est le signe de certaines réactions chimiques. Il aura dégradé certains produits, je déconseille d’utiliser un sel bleu. Pensez à fermer vos sceaux.

Préparer son eau de mer

Dans un récipient mettez votre eau osmosée. Chauffez a 25 °C et brassez. Introduisez en pluie fine dans le brassage. Puis mesurez la densité une fois l’eau limpide.

L’astuce étant de mettre un peu moins de sel que nécessaire et ajuster ensuite. Il est souvent plus facile d’ajouter du sel que de l’eau.

La variation de densité dans le bac.

Selon vos actions et votre maintenance la densité de votre aquarium va augmenter ou baisser.

Ce qui fait augmenter la densité

L’évaporation. L’eau s’évapore et il y a dont plus de sel dans l’eau restante, un Osmolateur avec une cuve d’eau osmosée règlent ce souci facilement.

Le balling. La solution 3 composée de sel sans sel pour compenser les sel des composants 1 et 2 et maintenir la balance ionique engendre une augmentation de la densitée.

Ce qui fait diminuer la densité

Le prélèvement d’eau. Que ce soit pour les tests, les échanges de boutures, … on retire la de l’eau salée il faudra compenser.

L’écumeur. Dans le godet de l’écumeur avec toutes les protéines extraites il y a forcément du sel.

La maintenance. A chaque fois que vous mettez les mains dans l’eau un peu d’eau salée reste sur votre bras.

Les unités

On a là un souci en tant que français et moi le premier je suis tombé dedans. la densité en Français ne veut pas dire densité en anglais. 

La densité c’est le rapport entre la masse volumique de l’eau de mer et celle de l’eau douce, cette valeur n’a pas d’unité.

La “density ” anglaise correspond à notre masse volumique.

Le plus simple est de parler de masse volumique qui en anglais se note SG (Specific Gravity)

 

Un trouvera ensuite les PSU et les PPT

PSU : ce sont les grammes de sel par kilogrammes d’eau.

PPT : ce sont les grammes de sel par litres d’eau.

le souci avec PSU et PPT c’est que les valeurs sont proches et on se mélange vite entre les 2. Je conseille de rester sur notre masse volumique SG que comme beaucoup je résume a tors en densité.

Tableau de composition avec les principaux sels dissous pour une eau de mer de salinité 35 g/l

Anions

g/kg

mol/kg

Chlorure (Cl−)

19,3524

0,54586

Sulfate (SO42−)

2,7123

0,02824

Hydrogénocarbonate (HCO3−)

0,108

0,00177

Bromure (Br−)

0,0673

0,00084

Carbonate (CO32−)

0,0156

0,00026

Fluorure (F−)

0,0013

6,84E-05

Hydroxyde (HO−)

0,0002

1,20E-05

Cations

g/kg

mol/kg

Ion sodium (Na+)

10,7837

0,46907

Ion magnésium (Mg2+)

1,2837

0,05282

Ion calcium (Ca2+)

0,4121

0,01028

Ion potassium (K+)

0,3991

0,01021

Ion strontium (Sr2+)

0,0079

9,02E-05

Ion lithium (Li+)

1,73E-04

2,49E-05

Ion rubidium (Rb+)

1,20E-04

1,40E-06

Ion baryum (Ba2+)

2,00E-05

1,46E-07

Ions polyatomiques

1,00E-05

1,04E-07

dont molybdène

Ions polyatomiques

3,30E-06

1,39E-08

dont uranium

Ions polyatomiques

1,90E-06

3,73E-08

dont vanadium

Ion fer (Fe2+ ; Fe3+)

1,30E-06

2,33E-08

Ions polyatomiques

1,00E-06

2,09E-08

dont titane

Ion aluminium (Al3+)

1,00E-06

3,71E-08

Autres espèces

g/kg

mol/kg

Eau (H2O)

965

53,57

Acide borique (B(OH)3)

0,0198

0,00032

Tétrahydroxyborate (B(OH)4−)

0,0079

0,0001

Dioxyde de carbone (CO2)

4,00E-04

9,09E-06