Suite à discussion avec
q.dm hier, à propos du rapport de Redfield et des tests
Voilà ce que cela donne cette réflexion :
106, 16, et 1 s'appliquent respectivement aux atomes ou moles de C, N et P indépendamment de leur association avec d'autres éléments tels que O(x), H(x) etc. Par exemple que N soit associé à O comme NO2 ou NO3, ou avec H comme NH3 – NH4 ne change rien à l'équation. De même que C soit sous forme de CO2 ou HCO3, vis-à-vis de cette équation cela ne change rien, même si on peut déjà se poser la question en écrivant cela de l'assimilation plus ou moins facile de N ou C suivant les formes que j'évoque (et de même pour P).
Donc, on reprend.
Pour C comme pour N et P, ce sont bien les nombres de moles de ces éléments qui donnent le rapport 106, 16 et 1.
En nombre de moles :
C=106
N=16
P=1
En masse, avec les masses molaires de ces éléments non associés (par ex C pur et non CO2, N pur et non NO3, etc.), on a avec entre parenthèses les masses molaires :
En masse :
C=106 x (12,01g)=1273,06g
N= 16 x (14,01g) = 224,16g
P= 1x (30,97g) = 30,97g
Jusque là on est dans les équations avec C, N, et P en tant qu'élément purs (non associés). Or, ce que l'on peut « balancer » dans nos bacs, est associé sous forme stable avec d'autres éléments, par ex CO2 (mais aussi H(2) CO3 carbonates), KNO3 et KH2PO4, ces deux derniers étant des formes commerciales courantes utilisés en aquariophilie et en culture hydroponique. Les NO3 et PO4 étant aussi les formes minéralisées des déchets du métabolisme des poissons, apportés de façon indirecte via la nourriture.
On va rester simple en admettant qu'il n'y ait qu'une variante possible par élément C N et P ajoutés, soit CO2, KNO3 et KH2PO4, avec comme moyen d'évaluation des concentrations les tests courants en aquarium, soit respectivement CO2, NO3 et PO4.
Pour le CO2, comme il est considéré comme dosé correctement en compensant juste la consommation des plantes, on peut un peu fermer les yeux sur sa transformation en carbonates ou sa présence sous forme dissoute, le bilan vis-à-vis de la consommation des plantes sous forme de CO2 ou HCO3 étant à l'équilibre ou supposé tel dans le bac (pH mesuré à la même heure identique d'un jour à l'autre, etc.).
Cela va donc donner, respectivement, en masse à apporter en respectant le rapport de Redfield (masses molaires entre parenthèses), les valeurs entre crochets étant celles des éléments « testables », arrondies au gramme :
CO2=106 x (44,01g) = 4665g dont 1273,06g de C soit 106 moles [donc 4665g de CO2].
KNO3=16 x (101,1g) = 1617g dont 224,16g de N soit 16 moles [dont 992g de NO3].
KH2PO4 = 1 x (136,1g) = 136,1g dont 30,97g de P soit 1 mole [dont 95g de PO4].
Avec lesquels il sera aussi apporté au passage 17 moles de potassium (K comme kalium), soit 665g, le fameux K étant celui des engrais NPK...
J'espère que c'est clair jusque là, j'ai raisonné étape par étape. En résumé, on peut écrire en synthèse que le rapport de Redfield C, N et P peut se traduire en CO2, NO3 et PO4 de la façon suivante :
106 C => 4665g de CO2
16 N => 993g de NO3
1P => 95g de PO4
En simplifiant tout cela (division par 95), on a PO4=1, NO3=10,45 et CO2 =49,1. Si on ne veut pas trop se charger la tête avec des chiffres après la virgule difficiles à retenir et dans l'incertitude de nos tests, on peut dire qu'on est à peu près à PO4=1, NO3=10 et CO2 =50 et accessoirement K=7.
Ce qui traduit dans un bac, pourrait donner PO4=1mg/l, NO3=10mg/l, et CO2=50mg/l, aussi bien que PO4=0,5mg/l, NO3=5mg/l et CO2=25mg/l ou toutes autres valeurs multiples ou sous multiples, et ceci sans facteur limitant a priori. Cela met en évidence quand même que le CO2 contenu à des valeurs « raisonnable » inférieur à 30mg par litre devient un facteur limitant pour une eau qui contiendrait plus de 6mg/l de NO3.
Ce qui est assez rigolo, en ayant refait pour la première fois après Quentin ce calcul complet en intégrant le CO2, c'est le taux relativement modeste de NO3 auquel on arrive..
Voili voilou,
A+,
Philippe.
