Titre alcalimétrique : qu'est-ce que c'est ?

Le titre alcalimétrique (TA) est une mesure de la capacité tampon d'une solution, c'est-à-dire sa capacité à résister aux changements de pH. Bien que le TA soit couramment utilisé pour l'analyse de l'eau, il peut également être appliqué à d'autres solutions aqueuses, telles que les jus de fruits, les boissons gazeuses, les solutions de dialysedialyse, les solutions de rinçage et les solutions de nettoyage.

Dans ces solutions, le TA peut être influencé par la présence d'autres ions et composés tampons, tels que les phosphates, les sulfates, les acides organiques et les protéinesprotéines. Par conséquent, les méthodes de mesure du TA peuvent varier en fonction de la composition de la solution et de l'application spécifique.

Le titre alcalimétrique de l'eau

Dans le cas de l'eau, le TA est principalement influencé par la présence de bicarbonates (HCO₃^-), de carbonates (CO₃^2-) et d'hydroxydes (OH-). Ces ions ont la capacité de se combiner avec des ions hydrogène (H+) provenant d'un acide, ce qui réduit la concentration en H+ et donc le pH. Le TA d'une eau permet de connaître sa concentration en carbonates (CO₃^2-) et en bases fortes, autrement dit son alcalinité. Ce titre se mesure en degrés français (°f) : 1 °f équivaut à 3,4 mg/L d'ion hydroxyde (HO-) ou à 6 mg/L d'ion carbonate, ou encore à 12,2 mg/L d'ion hydrogénocarbonate (HCO₃-). Pour prendre également en compte les ions bicarbonatesbicarbonates (HCO₃^-), on utilise le titre alcalimétrique complet (TACTAC). L'alcalinité d'une eau est fortement liée à sa dureté et donc à son caractère corrosif et à sa capacité d'entartrage des canalisations.

Molécule de bicarbonate de calcium en solution. Les ions bicarbonates sont indiqués avec le titre alcalimétrique complet. © Epop, Wikimedia Commons, domaine public

Mesure du titre alcalimétrique

Pour mesurer le titre alcalimétrique (TA), on ajoute progressivement un acide de force connue (généralement de l'acide chlorhydriqueacide chlorhydrique, HCl) à un échantillon d'eau, tout en mesurant le pH. L'ajout d'acide fait baisser le pH, mais cette baisse est plus ou moins rapide en fonction de la concentration en ions alcalins. Plus la concentration est élevée, plus la solution résiste à la baisse de pH.

Le titre alcalimétrique est défini comme la quantité d'acide nécessaire pour faire passer le pH de l'eau de sa valeur initiale à un niveau spécifique, généralement autour de 4,5. Ce niveau est choisi parce qu'il correspond à la zone de transition entre les bicarbonates et les carbonates, ce qui permet de mesurer la contribution de ces deux ions au TA.

Une fois que l'on a déterminé la quantité d'acide nécessaire pour atteindre le pH cible, on peut calculer le TA en fonction de la concentration de l'acide et du volumevolume d'échantillon. Le TA est généralement exprimé en milligrammes par litre (mg/L) ou en milliéquivalents par litre (meq/L), qui est une unité de concentration basée sur la charge électrique des ions.

La mesure du titre alcalimétrique pour quoi faire ? 

La mesure du TA est importante dans de nombreuses applications, car elle permet d'évaluer la capacité tampon d'une solution et de contrôler le pH. Cela peut avoir des implications importantes pour la santé humaine, l'environnement, l'agricultureagriculture et l'industrie.

Que ce soit dans les traitement des eaux potables ou usées, si le TA est trop élevé, cela peut entraîner une précipitation de carbonate de calciumcarbonate de calcium et une obstruction des canalisationscanalisations. Si le TA est trop faible, cela peut entraîner une corrosioncorrosion des canalisations en métal et une libération de métauxmétaux lourds dans l'eau. Le TA optimal dépend des conditions spécifiques de chaque application et des réglementations environnementales.

La mesure du titre alcalimétrique dans l'eau potable

Dans le traitement de l'eau potable, le TA est utilisé pour maintenir un pH stable et prévenir la corrosion des canalisations. Le TA optimal pour l'eau potable est généralement compris entre 80 et 120 mg/L, ce qui est variable en fonction des réglementations locales et des conditions de l'eau. Si le TA est trop élevé, cela peut donner un goût désagréable à l'eau, et si le TA est trop faible, cela peut entraîner la libération des métaux lourds dans l'eau et causer des problèmes de santé.

La mesure du titre alcalimétrique dans le traitement des eaux usées

Dans le traitement des eaux uséeseaux usées, le TA est utilisé pour maintenir un pH stable et optimiser le processus de traitement biologique. Les bactériesbactéries qui décomposent les matièresmatières organiques dans les eaux usées ont besoin d'un pH stable pour fonctionner correctement. Si le pH est trop acide ou trop basique, cela peut inhiber la croissance bactérienne et réduire l'efficacité du traitement. Le TA optimal pour les eaux usées est généralement compris entre 150 et 300 mg/L.

La mesure du titre alcalimétrique en aquaculture

Dans l'élevage de poissonspoissons et de crustacéscrustacés en aquarium, le titre alcalimétrique est important pour la santé des animaux aquatiques. Le TA est utilisé pour maintenir un pH stable dans l'eau. Les variations de pH peuvent être stressantes pour les animaux et affecter leur croissance, leur reproduction et leur santé globale. Le TA optimal pour l'aquacultureaquaculture dépend du type d'espèceespèce élevée et des conditions de l'eau. En général, un TA compris entre 100 et 150 mg/L est considéré comme optimal pour la plupart des espèces.

La mesure du titre alcalimétrique en agriculture

Dans l'analyse des sols et la gestion de la fertilisation, le TA est utilisé pour évaluer la capacité tampon du sol et prévoir la quantité de chaux ou d'engrais nécessaire pour maintenir un pH optimalpH optimal pour les cultures. Le TA est utilisé pour évaluer la qualité de l'eau d'irrigationirrigation. Une eau trop alcalinealcaline peut affecter la croissance des plantes et la disponibilité des nutrimentsnutriments dans le sol​. Le TA optimal pour les sols dépend du type de culture et des conditions du sol. En général, un TA compris entre 50 et 100 mg/L est considéré comme optimal pour la plupart des cultures.

La mesure du titre alcalimétrique dans l'industrie

Dans de nombreux processus industriels, le TA est utilisé pour contrôler le pH des solutions et prévenir la corrosion des équipements. En production alimentaire, notamment dans les boissons, il est important de contrôler le pH et l'alcalinité pour assurer la qualité du produit final et sa conservation​. Dans la production de papier, le TA est utilisé pour maintenir un pH stable dans les solutions de blanchiment et de traitement des effluents. Dans la production de produits chimiques, le TA est utilisé pour maintenir un pH stable dans les réactions chimiquesréactions chimiques et prévenir la corrosion des réacteurs. En général, un TA compris entre 50 et 150 mg/L est considéré comme optimal pour la plupart des processus industriels.