Spéciation chimique

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La spéciation chimique d'un élément est la distinction entre les différentes formes de liaisons possibles (les espèces) de cet élément dans un environnement donné[1].

Exemple[modifier | modifier le code]

La spéciation du cadmium dans une eau de rivière en France métropolitaine comprend une dizaine d'espèces chimiques :

  • Cd2+ (le cation "libre", c'est-à-dire solvaté par des molécules d'eau) ;
  • CdOH+ ;
  • CdCl+ ;
  • CdCl2 ;
  • Cd(SO3)22- ;
  • CdSO3 ;
  • CdHCO3+ ;
  • Cd(CO3)2 ;
  • Cd complexé par les acides humiques en solution ;
  • Cd adsorbé sur les matières en suspension ;

etc...

NB : il n'existe pas de méthode d'analyse chimique de détermination directe de la diversité des espèces métalliques en solution. Plusieurs méthodes d'analyses sont nécessaires pour fournir des données permettant d'estimer les concentrations des espèces en solution.

Importance de la notion et compléments[modifier | modifier le code]

Deux raisons expliquent l'importance de la notion de spéciation chimique :

  1. le 'devenir' et le transport des éléments dans l'environnement dépend des formes chimiques sous lesquelles ils existent ;
  2. leur toxicité vis-à-vis du vivant également (se reporter à un manuel de toxicologie environnementale).

Par exemple l'infiltration du plomb d'un sol dans les eaux souterraines (exemple de 'devenir') dépend de la spéciation chimique du plomb dans ce sol. Est-il adsorbé sur des particules ? Est-il complexé par des sulfures ? etc.

La toxicité du mercure, par exemple, varie extrêmement selon sa spéciation puisque ses différents degrés d'oxydation et son association éventuelle avec des petites molécules organiques (qui facilite la pénétration du mercure dans les tissus biologiques) sont des éléments qui influencent beaucoup sa toxicité.

On peut, par le calcul et la modélisation, connaître facilement la spéciation d'un élément dans une eau dont on connaît les caractéristiques chimiques (ions majeurs, pH et T principalement) en utilisant un logiciel de spéciation comme VisualMINTEQ[2] (logiciel gratuit, public et téléchargeable à l'adresse en référence).

Références[modifier | modifier le code]

  1. Sigg, I., Stumm, W., Behra, P., Chimie des milieux aquatique, Chap6, Masson (1992) (ISBN 2-225-83905-0)
  2. (en) « Visual MINTEQ ver. 3.0 », sur Visual Minteq (consulté le 20 mai 2010)