GÉNÉRALITÉS
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Inversement, une diminution de CO2 entraîne une augmentation de pH et l’équilibre se déplace
vers les carbonates. (Koffi, 2014)
Le pH varie en moyenne pour les eaux de surface entre 7,9 et 8,3 pour l’océan ouvert.
Les eaux océaniques sont basiques (pH>7) (IPCC, 2007). Ce n'est qu'à partir d'une
concentration d'ion H
+ de l'ordre de 3 mmol kg-1 dans l'eau de mer que son pH se met à baisser
brutalement (Zeebe, et al., 2001). Le système des carbonates s'oppose donc (jusqu'à une certaine
mesure) à une trop brusque variation du pH de l'eau de mer. C’est ce qu’on appelle l’effet
tampon de l’eau de mer. (Koffi, 2014).
Dans la pratique, le pH été traditionnellement mesuré sur l’échelle National Bureau Of
Standard (NBS) (Dickson, et al., 1994) dans les solutions aqueuses
𝑝𝐻(𝑁𝐵𝑆) = −𝑙𝑜𝑔 10 𝑎 𝐻 +
10
Dans l'échelle des protons libres (Dickson, et al., 1994)
pHF = −log10[H
+
]F
A l'échelle des protons totaux, pHT tient compte des protons associés aux sulfates, (Dickson,
1993) (Hansson, 1973)
𝑝𝐻 𝑇 = − 𝑙𝑜𝑔[𝐻
+ ] 𝑇 = − 𝑙𝑜𝑔[𝐻
+ ] 𝐹 (1 +
[𝑆𝑂 4 2− ]
𝑇
𝐾(𝐻𝑆𝑂 4 −)
) ≈ −𝑙𝑜𝑔 10 ([𝐻
+ ] 𝐹 + [𝐻𝑆𝑂 4 − ] … 11
Où [SO4
2]T = [SO4
2]+ [HSO4
-
] et K(HSO4
-
), la constant de dissociation des ions bisulfates.
En raison de la force ionique de l’eau de mer beaucoup plus forte (0,7) que celle de l’eau douce
(0,1), il était nécessaire de définir une autre échelle de pH eau de mer. (Koffi, 2014)
L’échelle de l'eau de mer (SWS, Sea Water Scale) prend en compte en plus des ions H
+ les
sulfates et les fluorures présents dans l'eau de mer (Dickson, et al., 1987) (Dickson, et al.,
1979)
𝑝𝐻 𝑆𝑊𝑆 = −𝑙𝑜𝑔[𝐻
+ ] 𝑆𝑊𝑆 = −𝑙𝑜𝑔([𝐻
+ ] 𝐹 (1 + [𝑆𝑂 4 2− ] 𝑇 𝐾(𝐻𝑆𝑂
4− )) + [𝐹 −] 𝑇 𝐾(𝐻𝐹)) ≈
−𝑙𝑜𝑔([𝐻
+ ] 𝐹 + [𝐻𝑆𝑂 4 − ] + [𝐻𝐹 − ] … + 12
Où [F −] T = [F − ] + [HF − ] et K(HF) la constante de dissociation de l’acide fluorique.
[H
+
]F est la concentration d'ions hydrogène libres dans l'eau de mer, ST est la concentration
totale des sulfates.