Kära Oleg Mosin! Jag läste din artikel "Vatten utan luft (gaser)" på www.o8ode.ru/article/answer/voda_bez_vozduha_gazov.htm. Låt mig ställa en fråga personligen. Jag är biolog med viss grundläggande kemikunskap. Frågan gäller lösligheten av koldioxid i vatten. Kärnan i denna process. En del av den upplösta gasen samverkar med vatten för att bilda kolsyra, som dissocierar i bikarbonat och vätejoner. Att veta dissociationskonstanten, innehållet av upplöst koldioxid, kan vi beräkna surhetsindexet och innehållet av kolsyra i sig - det är försumbar.

Frågan är: Vad håller resten av koldioxid i vatten, eftersom det inte ligger i gasfasen, annars hade det omedelbart indunstats? Ingenstans kan jag hitta ett svar på den här frågan: Vad håller dioxiden i vatten? Kan det bilda vätebindningar med vattenmolekyler? Eftersom vätebindningar kan bildas mellan en väteatom kopplad till en elektronegativ atom och ett elektronegativt element som har ett fritt elektronpar (O, F, N)?

Och en ytterligare fråga. Vid pH = 3 sönderdelas dissociationsreaktionen till vänster, koldioxid sönderdelas i koldioxid och vatten. Och löst dioxid? Alla dessa problem är relaterade till respirationsprocessen i insekter och explosiv frisättning av koldioxid från tracheolvätska. Verkan av kolsyraanhydras som katalyserar processen att binda dioxiden med vatten och bildandet av bikarbonat är direkt relaterad till dessa frågor. Men jag vet inte att en av de många isoformerna av kolsyraanhydras katalyserar omvänd process. När det gäller karbohemoglobin är allt klart - Bohr-effekten. Men bikarbonat kommer in i alveolerna från blodplasma, vilket inducerar processen att binda till en proton? Vad är kinetiken i denna process?

Jag skulle vara väldigt tacksam om du klargör dessa frågor eller förtydliga riktningen för sökandet efter svar.

Med vänliga hälsningar, Vladimir.

Såvitt jag vet är lösligheten av koldioxid i vatten högre för alla gaser, den är cirka 70 gånger högre än lösligheten av syre och 150 gånger högre än lösligheten hos kväve med en koldioxidadsorptionskoefficient på 12,8 vilket motsvarar en löslighet av 87 ml gas i 100 mg vatten. Naturligtvis antar man, till exempel, att CO₂ på något sätt inbäddade i slutna vattenklyftor och hölls i dem, vilket är fallet i..... Men det är osannolikt att denna process kommer att äga rum. Lösligheten i gaser i vatten är annorlunda och beror både på yttre faktorer - temperatur och tryck och på själva gasens natur och dess förmåga att reagera kemiskt med vatten (som är fallet med koldioxid, som löses upp i vatten på grund av kemisk reaktion med bildningen av kolsyra i sin tur dissocierar till joner H + och HCO - ₃). Men å andra sidan bara 1% med₂, närvarande i vattenhaltig lösning, är närvarande i den i form av H₂CO₃. Denna inkonsekvens uppmärksammades av många forskare. Av praktiska skäl för beräkningar av kemiska ekvationer, pK_och och pH anses vara hela CO₂ reagerar med vatten.

Ur kemisk kinetiks synvinkel är processen med att lösa koldioxid i vatten ganska komplicerad. När CO₂ upplöst i vatten etableras jämvikt mellan kolsyra H₂CO₃, bikarbonat moms₃ - och karbonat CO₃ -.

Beräkningen av joniseringskonstanten i detta fall utförs enligt följande schema:

Konstanten i den första etappen av jonisering är lika med pK_{a1 =} 4,4 x 10 -7,

Den andra etappen joniseringskonstanten är pK_{A2 =} 5,6 x 10-11,

Eftersom båda joniseringsstegen är i jämvikt i en lösning av kolsyra kan de första och andra joniseringskonstanterna pK kombineras._a1 och pK_a2, multiplicera dem:

pK_a1 x pK_a2 = 4,4 x 10 -7 x 5,6 x 10 -11 = 2,46 x 10 -17

Balansen mellan koldioxid, bikarbonat och karbonat beror på pH: här fungerar Le Chatelier-principen. Närvaron av vätejoner i lösningen skiftar den alkaliska reaktionen av mediet och syrasidan (pH till 5,5). Omvänt flyttar bortlägsnande av protoner från systemet reaktionsjämvikten åt vänster när koldioxid fylls på från karbonat och bikarbonat. Således dominerar koldioxid vid lågt pH i systemet, och i själva verket bildas varken bikarbonat eller karbonat, medan bikarbonat vid neutralt pH dominerar över CO.₂ och H₂CO₃. Och endast vid högt pH råder karbonat.

Karbonanhydras katalyserar processen med CO-hydratisering₂ och CO dehydrering₂ (cirka 100 gånger).

När det gäller Bohr-effekten, om jag inte misstänker, orsakar en annan mekanism - en minskning av pH-värdet en minskning av bindningen av syre till hemoglobin som ett resultat av vilket syre frigörs. Som jag minns från institutets kurs i biokemi förklaras Bohr-effekten av att det finns protonbindningsställen i hemoglobinmolekylen i form av histidinrester och asparaginsyra. Hur allting händer där kan jag inte säga säkert men huvudämnet ligger i förmågan hos dessa aminosyrarester att interagera med varandra i form av deoxi-hydroxi. I deoxidformen kan en asparaginsyrarest bilda en bindning mellan den protonerade histidinresten. Denna histidinrest har ett högt pK-värde._en, eftersom sambandet mellan histidin och asparaginsyraresten kvarhåller protonen från dissociation. Men i form av en hydroxiform är bildningen av en sådan bindning omöjlig och därmed värdet av pK_en för histidinhydroxiformen återgår till normal pK_en. Därför föreligger histidin vid ett blod-pH av 7,4 i oxyhemoglobin i en icke-protoniserad form. Höga protonkoncentrationer bidrar till bildandet av histidin-deoxiformen och som en följd av utsläpp av syre. CO release₂ i sin tur minskar hemoglobins affinitet med syre på två sätt. Först en del CO₂ omvandlas till bikarbonat och frigör de protoner som är ansvariga för Bohr-effekten. En annan del av detta bikarbonat frisätts av erytrocyter, medan den återstående delen av bikarbonat interagerar direkt med hemoglobin, bindande till N-gruppen i aminosyraresten och bildar den instabila karbamidsyraesternuretan. I denna process frigörs protoner igen, vilket i sin tur leder till frigörandet av O₂ och CO-bindning₂. På detta sätt uppträder en andningscykel.

http://www.o8ode.ru/article/learn/ugaz.htm

Vatten plus koldioxid

Koldioxid och den aktiva reaktionen av vatten. Eller hur man gör stalagmiter inte växer på blad av akvarium växter

Om varför och hur man hanterar innehållet av koldioxid i akvariet.
Det är känt att koldioxid är avgörande för växter. Assimileras under fotosyntesprocessen är koldioxid huvudbyggnadsmaterialet för syntes av organiska molekyler. Och akvarieplantor är inget undantag. Med ett underskott av koldioxid kommer de helt enkelt inte ha något att bygga sina tyger, vilket kommer att sakta ner eller helt stoppa sin tillväxt. Å andra sidan, med ett överskott av koldioxid i akvariet, börjar fisken att kväva även när syrehalten i den är hög (Ruth Effect). Därför måste en akvarist, om han vill njuta av levande saker, inte plastväxter och fisk, kunna behålla koncentrationen av koldioxid i vattnet i det optimala intervallet.

Med tillräcklig noggrannhet kan en akvarist bestämma koldioxidhalten i akvarievatten genom beräkning om han vet pH-värdet och karbonathårdheten hos vattnet, vilket kommer att diskuteras i denna artikel. Men först måste du svara på denna fråga: är det nödvändigt för akvaristen att mäta något alls och sedan räkna med något? Är det verkligen nödvändigt att "kontrollera harmoni med algebra"? När allt är allt i naturen kan självreglering. Ett akvarium är också väsentligen en liten "bit" av naturen och det utgör inte ett undantag från denna regel. I akvariet med normala (klassiska) * proportioner med tillräckligt, men inte ett stort antal fisk, är de nödvändiga vattenparametrarna vanligen inställda. Så att de i framtiden inte avviker från normen är det nödvändigt att inte översätta fisken regelbundet och minst en gång varannan vecka, ersätta ungefär en fjärdedel eller en tredjedel av vattenmängden. Och det kommer verkligen att vara tillräckligt. Under sitt liv avger fisken tillräckligt med koldioxid, nitrater och fosfater så att plantorna inte lever i elände. I sin tur ger plantorna fisken med tillräckligt med syre. Sedan det sista kvartalet av XIX-talet (sedan NF Zolotnitskyens tid) och för det mesta av 1900-talet har nästan alla akvarister gjort det. Allt var bra för dem, men många av dem visste inte vad akvarietesterna är...

Moderna akvarier utan användning av medel för att bestämma parametrarna för akvarievatten är helt enkelt otänkbart. Vad har förändrats?

Tekniska möjligheter! Med hjälp av specialutrustning började vi lura naturen. I en liten glaslåda, som i huvudsak är ett typiskt rums akvarium (och till och med en 200-300 liters volym för ett rum är vattenbehållaren mycket liten jämfört med en naturlig vattenreservoar), blev det möjligt att innehålla ett sådant antal levande organismer som inte är jämförbara med naturresurser i det tillgängliga. Till exempel, i ett helt immobilt och oblandat vatten i ett akvarium vid sin yta vid ett djup av 0,5-1 mm kan mängden syre vara dubbelt så stort som vid ett djup av endast några centimeter. Överföringen av syre från luft till vatten i sig är mycket långsam. Enligt vissa forskares beräkningar kan syremolekylen, i kraft av diffusion ensam, fördjupa sig med högst 2 cm! Därför är det helt enkelt omöjligt för en akvarist att fylla ett akvarium med "extra" fisk utan tekniska medel att blanda eller lufta vattnet. Moderna akvarieutrustningar gör att du kan plantera i ett akvarium och för en tid har framgångsrikt inneburit en otrolig mängd fisk tidigare och ljusa lampor väldigt tätt planterar ett akvarium med växter och täcker även botten med ett tjockt lager richi!

Detta är ett fragment av botten av akvariet. Den är tätt planterad med markplädväxter: glossist (Glossostigma elatinoides), Javanese mos (Vesicularia dubyana) och Riccia (Riccia fluitans). Den senare flyter vanligtvis nära ytan, men den kan uppnås så att den växer på botten. För detta måste akvariet vara starkt upplyst och koldioxid matas in i vattnet.
Amans räkor kom inte av misstag in i ramen, det är nödvändigt att noggrant och noggrant välja rester av mat från tjocka gnagare
Men vi får inte glömma att den lurade naturen från det ögonblicket, när vi överdrivet tätbefolket akvariet med levande organismer, inte längre är ansvarigt för någonting annat! Det fortsatta livsdugligheten hos ett sådant system garanteras nu inte alls. För det ekologiska kaoset som akvaristen har ordnat i sitt akvarium kommer han och han ensam att vara svaret. Även ett mindre misstag av hans vilja leder till en ekologisk katastrof. Och för att inte göra misstag måste du veta hur och varför åtminstone de grundläggande parametrarna för vatten förändras. Genom att kontrollera dem i rätt tid kan du snabbt gripa in i det överbefolkade och därmed instabila systemet, försörja det med de saknade resurserna och ta bort överflödigt avfall som själva akvariet "biokenos" inte kan utnyttja. En av de nödvändiga för ett levande akvarium är koldioxid.

Bilden togs på ett seminarium som genomfördes av Takashi Amano i Moskva 2003. Det här är akvariet bakifrån. Det finns ingen artificiell bakgrund här. Det kommer att skapa växter, väldigt täta planterade längs bakväggen. För att de skulle kunna växa utan att "stränga" varandra, användes flera tricks baserat på akvariumhögteknik på en gång. Detta är en speciell flerskiktad, icke-sur primer, rik på mineraler tillgängliga för växter, en mycket ljus ljuskälla med ett speciellt valt spektrum, och naturligtvis en enhet som berikar vatten med CO2 (alla gjorda av ADA)

Del av ett system som berikar akvariumvatten med koldioxid närbild. Utanför finns en anordning som låter dig visuellt kontrollera flödet av gasbubblor i akvariet. Insidan är en diffusor. För tydligheten började seminarierna arrangera gas mycket starkt och en hel kolumn med bubblor stiger från diffusorn. Så mycket koldioxid akvarium växter behöver inte. Vid normal drift, när gasen är mycket mindre, bör bubblor nästan inte vara synliga, eftersom koldioxid snabbt löses upp i vatten. Således växer den frodiga vegetationen i Takashi Amano "naturliga" akvarium inte själv - det kräver specialutrustning. Så det är inte så naturligt akvarium, det är ganska konstgjordt!

Det finns mycket lite CO2 i jordens atmosfär - endast 0,03%. I torr atmosfärisk luft med standard barometertryck (760 mm Hg. Art.) Är dess partialtryck endast 0,2 mm. Hg. Art. (0,03% av 760). Men denna mycket lilla mängd är tillräckligt för att den ska beteckna sin närvaro på ett meningsfullt sätt för en akvarist. Till exempel blir destillerat eller väl avsaltat vatten, som står i en öppen behållare i tillräcklig tid för att jämvikta med atmosfärisk luft **, något surt. Detta kommer att hända eftersom koldioxid är upplöst i den.

Med ovanstående partialtryck av koldioxid kan dess koncentration i vatten nå 0,6 mg per liter vilket leder till en nedgång i pH till värden nära 5,6. Varför? Faktum är att vissa koldioxidmolekyler (inte mer än 0,6%) samverkar med vattenmolekyler för att bilda kolsyra:
CO2 + H2O H2CO3
Kolsyra dissocierar i en vätejon och en kolvätejon: H2CO3H + + HCO3-
Detta är tillräckligt för att surgöra destillerat vatten. Minns att pH (aktiv reaktion av vatten) bara återspeglar innehållet av vätejoner i vatten. Detta är den negativa logaritmen för deras koncentration.

I naturen surgörs även regnfall. Även i ekologiskt rena områden där det inte finns svavelsyra och salpetersyra i regnvatten är det fortfarande lite surt. Sedan passerar jorden, där koldioxidinnehållet är många gånger högre än i atmosfären, är vattnet ännu mer mättat med koldioxid.

Samverkan då med stenar som innehåller kalksten, omvandlar sådant vatten karbonater till mycket lösliga bikarbonater:

CaCO3 + H2O + C02 Ca (HCO3) 2

Denna reaktion är reversibel. Det kan flyttas åt höger eller vänster beroende på koncentrationen av koldioxid. Om koldioxidhalten förblir stabil under ganska lång tid, bildas kolsyra-kalkbalans i sådant vatten: inga nya kolvätejoner bildas. Om man på ett eller annat sätt tar bort CO2 från jämviktssystemet kommer det att skifta åt vänster och praktiskt taget olösligt kalciumkarbonat kommer att falla ut ur lösningen innehållande bikarbonater. Detta händer exempelvis när vatten kokas (detta är en känd metod för att reducera karbonathårdheten, det vill säga koncentrationen i vatten är Ca (HCO3) 2 och Mg (HCO3) 2). Samma process observeras också med enkel montering av artesiskt vatten, vilket var underjordiskt vid förhöjt tryck och mycket koldioxid upplöst där. En gång på ytan, där partialtrycket av CO2 är lågt, släpper detta vatten överdriven koldioxid ut i atmosfären tills den når jämvikt med den. Samtidigt framträder ett vitt moln som består av kalkstenpartiklar. Exakt enligt samma princip bildas stalaktiter och stalagmiter: Vattnet som strömmar från underjordiska formationer befrias från överskott av koldioxid och samtidigt från kalcium- och magnesiumkarbonater. Och i själva verket sker samma reaktion på bladen av många akvariefabriker, när de aktivt fotograferar i starkt ljus och koldioxid i sluten utrymme för akvarieändarna. Här börjar bladen bli "gråa", eftersom de blir täckta med en skorpa av kalciumkarbonat. Men när all fri kolsyra extraheras från vattnet växer pH också oupphörligt. Vanligtvis kan växter höja pH-värdet för akvarievatten till 8,3-8,5. Med en sådan indikator på den aktiva reaktionen av vatten finns det nästan inga koldioxidmolekyler alls och växterna (de arter som kan göra detta, men många kan göra) är engagerade i utvinning av koldioxid från bikarbonater.

Ca (HCO3) 2 -> CO2 (absorberad av växten) + CaCO3 + H2O

Som regel kan de inte höja pH-värdet ännu högre, eftersom dess ytterligare tillväxt försämrar själva plantans funktionella tillstånd: fotosyntes, och därför sänker koldioxidutsläpp från systemet och koldioxid i luften stabiliserar pH. Akvariefabriker kan därför bokstavligen kväva varandra. De arter som vinner bättre tar bort koldioxid från kolväten, och de som inte kan göra det, lider till exempel rotor och aponogonetoner i Madagaskar-gruppen. Sådana växter anses vara de mest skonsamma bland akvarister.

Vattenväxter i detta akvarium är inte i bästa skick. Under lång tid fanns det i förhållanden med akut koldioxidbrist, då var utbudet organiserat. Resultaten är uppenbara. Friska gröna toppar pratar för sig själv. Särskilt stark effekt av koldioxid är märkbar på rotationen (Rotala macrandra). De dödade nästan, vilket framgår av de nedre delarna av stjälkarna nästan helt utan blad, men de kom till liv och gav vackra, rödaktiga blad som växte mycket snabbt redan under gastillförseln

De växter som kan bryta ner bikarbonat mer tålamod. Dessa inkluderar Rdesta, Vallisneria, Echinodorus. Emellertid kan täta tjockar elodey stryka dem. Elodea kan effektivt extrahera koldioxid bunden i kolväten:
Ca (HCO3) 2 -> 2CO2 (absorberad av växten) + Ca (OH) 2
Om vattenets karbonathårdhet är tillräckligt hög, kan denna process leda till en farlig ökning, inte bara för andra växter, men också för de allra flesta akvariefiskar, pH-värdet för akvariumvatten upp till 10. Det är omöjligt att odla ett stort antal växter i akvarievatten med höga pH-värden och Mycket många arter av akvariefisk gillar definitivt inte alkaliskt vatten.

Är det möjligt att rätta till situationen genom att öka akvariumets luftning i hopp om att på grund av den höga lösligheten av koldioxid kommer akvarievatten att berika CO2? Vid normalt atmosfärstryck och en temperatur på 20 ° C kunde 1,7 g koldioxid lösas i en liter vatten. Men det skulle bara hända om den gasfas som det här vattnet kom i kontakt med skulle bestå av CO2. Och i kontakt med atmosfärisk luft, som endast innehåller 0,03% CO2 i 1 liter vatten, kan endast 0,6 mg passera från denna luft - det är jämviktskoncentrationen som motsvarar partialtrycket av koldioxid i atmosfären vid havsnivån. Om koldioxidinnehållet i akvarievattnet är lägre, kommer luftningen faktiskt att höja den till en koncentration på 0,6 mg / l och inte mer! Men vanligtvis är koldioxidinnehållet i akvariet vatten över det angivna värdet och luftning leder endast till förlust av koldioxid.

Problemet kan lösas genom att man kunstigt matar koldioxid till akvariet, särskilt eftersom det inte alls är svårt. I det här fallet kan du till och med utan märkesutrustning, men använd helt enkelt processerna för alkoholjäsning i sockerlösning med jäst och några andra extremt enkla enheter, som vi snart kommer att berätta.

Här måste man dock vara medveten om att vi härigenom lurar naturen igen. Tanklöst mättnad av akvariumvatten med koldioxid leder inte till något bra. Så du kan snabbt döda fisken, och sedan växterna. Koldioxidutbudet måste kontrolleras strikt. Det är fastställt att för fisk bör koncentrationen av koldioxid i akvariet inte överstiga 30 mg / l. Och i ett antal fall bör detta värde vara minst en tredjedel mindre. Minns att de starka fluktuationerna i pH för fisk också är skadliga, och tillförseln av koldioxid surgörar snabbt vattnet.

Hur uppskattar CO2-halten och för att försäkra att när vatten mättas med denna gas, svänger pH-värdena något och förblir i acceptabelt utbud för fisk? Här kommer vi inte att kunna göra utan formler och matematiska beräkningar: Akvariefiskens vattenkemi är tyvärr ett ganska "torrt" ämne.

Förhållandet mellan koncentrationerna i ett sötvattenakvarium av koldioxid, vätejoner och kolvätejoner återspeglar Henderson-Hasselbach-ekvationen, vilket i vårt fall kommer att se ut:
[H +] [HCO3 -] / [H2CO3 + CO2] = K1
där K1 är den uppenbara dissociationskonstanten av kolsyra i det första steget, med beaktande av jämvikten av joner med hela mängden koldioxid i vatten - den totala analytiskt bestämda kolsyra (det vill säga både helt enkelt upplösta CO2-molekyler och hydratiserade molekyler i form av kolsyra - H2CO3). För en temperatur på 25 ° C är denna konstant lika med 4,5 * 10-7. Kvadratkonsoler betecknar molära koncentrationer.

Omvandling av formeln ger:

PH- och [HCO3-] -värdena kan bestämmas med användning av standard akvarietester. Det bör noteras att KH-testet bestämmer exakt innehållet av bikarbonatjoner i vatten (och inte kalciumjoner) och är lämpligt för våra syften. Den enda olägenheten av dess användning är förknippad med behovet av att omberäkna grader i M, vilket emellertid inte alls är svårt. För detta är det karbonathårdhetsvärde som erhållits efter provningsförfarandet i grader tillräckligt för att dela upp med 2.804. Koncentrationen av vätejoner uttryckt i pH måste också omvandlas till M, för detta är det nödvändigt att höja 10 till en effekt som är lika med pH-värdet med ett negativt tecken:

För att omvandla värdet [H2CO3 + СО2] beräknat med formeln (2) från M till mg / l CO2, bör det multipliceras med 44000.

Med hjälp av Henderson-Hasselbach-ekvationen är det möjligt att beräkna koncentrationen av total analytiskt detekterbar koldioxid i ett akvarium om akvaristen inte använde speciella reagens och innehållet i humana och andra organiska syror i hans akvarium är måttligt för att stabilisera pH-värdet (detta kan bedömas med tillräcklig noggrannhet för en amatör) enligt akvariet vattenfärg: om det inte liknar Amazonia "svarta vatten" är det färglöst eller färgat endast något - det betyder att det inte finns många av dem där).

De som är på en kort fot med en dator, särskilt med Excel-kalkylblad, kan, baserat på ovanstående formel och K1-värden, sammanställa detaljerade tabeller som återspeglar koldioxidhalten beroende på karbonathårdhet och pH. Vi kommer att ge här en förkortning, men vi hoppas, användbart för amatör akvarister variant av ett sådant bord, som gör att du automatiskt kan beräkna innehållet av koldioxid i vattnet:
Vattnets lägsta pH i akvariet för en given karbonathårdhet, vid vilken koldioxidhalten fortfarande inte är farlig för fisk (röda siffror i kolumnerna) och de maximala tillåtna pH-värdena vid vilka växter inte kan extrahera koldioxid från bikarbonater fortfarande fotosyntesiserar effektivt. För 25 ° C.

Om du bestämmer dig för att tillföra koldioxid till ett akvarium, justera sedan dess tillförsel så att pH-värdena för motsvarande karbonathårdhet faller mellan de röda och gröna siffrorna. Under dagsljuset kommer den aktiva reaktionen av vattnet att förändras (vanligen stiger pH-värdet), och detta bör beaktas vid installationen av utrustningen. Försök ställa in mitt i intervallet, då pH-värdet sannolikt inte hoppar ut ur gränserna. Om tillförseln av koldioxid regleras av en pH-regulator, stänger av gasförsörjningen när pH-värdet sänks till en förutbestämd nivå, bör denna nivå inte vara lägre än det minsta tillåtna för fisk. Att använda en pH-kontroller är effektivast och säker, men det är relativt dyrt.

I förgrunden av detta foto är en annan Rotala (Rotala wallichii). Till vänster - fyrfloden (Mayaca fluviatilis). Hon är också en älskare av fri koldioxid i vatten. Med lämplig belysning och koldioxidhalt i akvariet i storleksordningen 15-20 mg / l är dessa vattenplanter täckta med syrebubblor, fotosyntesen är så effektiv

Dessutom kan koldioxidväxter matas med hjälp av speciella tabletter placerade i ett akvarium i en speciell enhet. De släpper gradvis koldioxid ut i vattnet. Med samma syfte, i början av dagsljuset, är det möjligt att lägga till lågmineraliserat kolsyrat till akvariet (naturligtvis utan tillsatser av livsmedel!). Tabellen och kalkylatorn som ges i denna artikel kommer att hjälpa till att bedöma hur effektiva dessa åtgärder är.

Tabellen anger också pH-värdena som med en given karbonathårdhet förvärvas av välluftat vatten i ett rumakvarium, om det är måttligt befolket med fisk och om vattnet inte oxideras i det. Med andra ord, om tillförseln av koldioxid till akvariet plötsligt upphör, kan vi förvänta oss att vattnets pH kommer att öka till ungefär dessa värden inom några timmar. Siffrorna i den sista raden i denna tabell är pH för vattnet med en given karbonathårdhet i jämvikt med atmosfären. Det är uppenbart att de är ännu högre. I naturreservat, i strömmarna av rena floder, där vatten kokar och släpper ut allt överskott (icke-jämvikt) koldioxid i atmosfären, sker sådana pH-värden faktiskt. I rum är partialtrycket av koldioxid i luften högre än i friluft, och processerna som förekommer i jorden och akvariefilter leder till bildandet av koldioxid och vätejoner. Allt detta ger mer än i naturliga förhållanden koldioxidinnehållet i akvariet och vattnet i dem med samma karbonathårdhet är surt.

Nu uppmärksamma detta faktum. Kolsyra, som bildas genom upplösning av atmosfärisk koldioxid i vatten, minskar pH-värdet av destillerat vatten till 5,6 och vatten med karbonathårdhet, exempelvis lika med 5 kH, i jämvikt med atmosfäriska gaser, har en aktiv reaktion på 8,4. Det är lätt att spåra ett sådant mönster: Ju högre karbonathårdhet i vatten desto mer alkaliskt är det. Faktum är att denna regel är känd för många, men inte alla akvarister är medvetna om det faktum att vi talar om karbonathårdhet. Om vi ​​bara handlar med naturligt sötvatten, där karbonathårdhet som regel ger ett mycket viktigt bidrag till summan kan man inte ens tänka på det, men i konstgjort vatten kan allt vara annorlunda. Till exempel kommer tillsats av kalciumklorid att öka vattenets hårdhet, men inte pH. Det faktum att naturligt vatten vanligtvis har en svag alkalisk aktiv reaktion är förknippad exakt med närvaron av kolvätejoner i dem. Tillsammans med koldioxid upplöst i vatten bildar de ett koldioxid-bikarbonatbuffertsystem, vilket stabiliserar pH-värdet i vatten i området alkaliska värden, ju högre koncentration av bikarbonat (karbonathårdhet). För att förstå varför detta händer och för att välja de optimala karbonatstyvhetsvärdena för ett akvarium, måste du återigen referera till Henderson-Hasselbach-formeln.

* En akvariums klassiska proportioner är följande: Bredden är lika med eller högst en fjärdedel mindre än höjden. Höjden överstiger inte 50 cm. Men i princip är den inte begränsad i längd. Ett exempel är ett akvarium 1 m långt, 40 cm bred och 50 cm hög. Biologisk jämvikt i en sådan rumsreservoar kommer att etableras relativt enkelt.

** Genom jämvikt med atmosfärisk luft förstår vi vattnets tillstånd när koncentrationerna (spänningar) av gaser upplösta i den motsvarar partiell tryck av dessa gaser i atmosfären. Om trycket i en gas minskar, kommer gasens molekyler att börja lämna vattnet tills jämviktskoncentrationen återigen uppnås. Omvänt, om partialtrycket av gas över vatten ökar, kommer en större mängd av denna gas att lösas upp i vatten.

http://ru-aqua.ru/index.php?pid=16

Fysikaliska och kemiska egenskaper hos koldioxid

Formel - CO₂. Molmassa - 44 g / mol.

Kemiska egenskaper hos koldioxid

Koldioxid tillhör klassen syraoxider, dvs. När den samverkar med vatten bildar den en syra, som kallas kol. Kolsyra är kemiskt instabil och vid tidpunkten för bildningen sönderdelas den omedelbart i dess komponenter, d.v.s. reaktionen av interaktionen mellan koldioxid och vatten är reversibel:

Vid uppvärmning sönderdelas koldioxid i kolmonoxid och syre:

Som med alla syraoxider kännetecknas koldioxid av reaktioner av interaktion med basiska oxider (bildas endast av aktiva metaller) och baser:

Koldioxid håller inte förbränning, endast aktiva metaller brinner i det:

CO₂ + 2Mg = C + 2MgO (t);

CO₂ + 2Ca = C + 2CaO (t).

Koldioxid reagerar med enkla ämnen som väte och kol:

När koldioxid interagerar med peroxiderna av de aktiva metallerna bildas karbonater och syre frigörs:

En kvalitativ reaktion på koldioxid är reaktionen av dess interaktion med kalkvatten (mjölk), d.v.s. med kalciumhydroxid, i vilken en vit fällning bildas - kalciumkarbonat:

Fysikaliska egenskaper hos koldioxid

Koldioxid är en gasformig substans utan färg eller lukt. Tungare än luft. Termiskt resistent. Vid komprimering och kylning går det lätt i flytande och fast tillstånd. Koldioxid i ett aggregerat fast tillstånd kallas "torris" och sublimeras lätt vid rumstemperatur. Koldioxid är dåligt löslig i vatten, reagerar delvis med den. Densitet - 1,977 g / l.

Produktion och användning av koldioxid

Det finns industriella och laboratoriemetoder för att producera koldioxid. Så i industrin erhålls det genom att bränna kalksten (1) och i laboratoriet genom verkan av starka syror på karbonatsalter (2):

Koldioxid används i livsmedel (limonadkarbonering), kemisk (temperaturkontroll vid tillverkning av syntetfibrer), metallurgisk (miljöskydd, till exempel brun gasutfällning) och andra industrier.

Exempel på problemlösning

Vi skriver ekvationen för upplösning av kalksten i salpetersyra:

Innehåll av rent (utan föroreningar) kalciumkarbonat i kalksten:

ω (CaCO₃)_cl = 100% - ω_blandning = 100% - 8% = 92% = 0,92.

Då massan av rent kalciumkarbonat:

Mängden kalciumkarbonat är:

n (CaCO₃) = 82,8 / 100 = 0,83 mol.

Mängden salpetersyra i lösningen kommer att vara lika med:

m (hno₃) = 200 x 10/100% = 20 g.

Mängden kalcium salpetersyra är:

n (hno₃) = 20/63 = 0,32 mol.

Genom att jämföra antalet ämnen som ingick i reaktionen bestämmer vi att salpetersyra är bristfällig, därför gör vi ytterligare beräkningar på salpetersyra. Enligt reaktionsekvationen n (HNO₃): n (CO₂) = 2: 1, därför är n (CO₂) = 1/2 × n (HNO₃) = 0,16 mol. Därefter är volymen koldioxid lika med:

http://ru.solverbook.com/spravochnik/svojstva-po-ximii/fizicheskie-i-ximicheskie-svojstva-uglekislogo-gaza/

Vad är CO2?

Vad är koldioxid?

Koldioxid är känd huvudsakligen i dess gasformiga tillstånd, d.v.s. som koldioxid med en enkel kemisk formel CO2. I denna form existerar den under normala förhållanden - vid atmosfärstryck och "normala" temperaturer. Men med ökat tryck, över 5 850 kPa (som till exempel trycket vid sjötjockleken på ca 600 m) blir denna gas till en vätska. Och med stark kylning (minus 78,5 ° C) kristalliserar den och blir den så kallade torrisen, som används i stor utsträckning för handel för att lagra frysta livsmedel i kylskåp.

Flytande koldioxid och torris erhålls och används i mänsklig aktivitet, men dessa former är instabila och lätt sönderdelas.

Men koldioxidgas distribueras överallt: den frigörs vid andning av djur och växter och är en viktig del av atmosfärens och oceanens kemiska sammansättning.

Egenskaper för koldioxid

Koldioxidkoldioxid är färglös och luktfri. Under normala förhållanden har den ingen smak. Men när man inhalerar höga halter av koldioxid kan man känna en sur smak i munnen, orsakad av att koldioxid löser sig på slemhinnor och i saliv och bildar en svag lösning av kolsyra.

Förresten används koldioxidens förmåga att lösa upp i vatten för att göra kolsyrat vatten. Lemonadebubblor är samma koldioxid. Den första apparaten för att mätta CO2 återfinndes 1770, och redan 1783 började den initiativande schweizaren Jacob Schwepp industriproduktion av soda (varumärket Schweppes finns fortfarande).

Koldioxid är 1,5 gånger tyngre än luft, så det tenderar att "bosätta sig" i dess lägre lager om rummet är dåligt ventilerat. "Hundgrott" -effekten är känd, där CO2 sänds direkt från marken och ackumuleras i en höjd av cirka en halv meter. En vuxen som kommer in i en sådan grotta, på tillväxtens höjd känner inte till överskott av koldioxid, men hundarna befinner sig direkt i ett tjockt koldioxidlag och förgiftas.

CO2 håller inte förbränning, så det används i brandsläckare och brandsläckningssystem. Inriktningen med att släcka ett brinnande ljus med innehållet i ett påstått tomt glas (och faktiskt koldioxid) baseras exakt på denna egenskap av koldioxid.

Koldioxid i naturen: naturliga källor

Koldioxid i naturen är bildad från olika källor:

• Djur och växters andetag.
  Varje elev vet att växter absorberar koldioxid från luften och använder den i fotosyntes. Några hemmafruar försöker med ett överflöd av inomhusväxter att sona för bristerna i ventilationen. Planter absorberar dock inte bara, men avger också koldioxid i frånvaro av ljus - detta är en del av andningsprocessen. Därför är djungeln i ett dåligt ventilerat sovrum inte en bra idé: på natten ökar koldioxidnivån ännu mer.
• Vulkanaktivitet.
  Koldioxid är en komponent i vulkaniska gaser. I områden med hög vulkanisk aktivitet kan CO2 sändas direkt från marken - från sprickor och fel som kallas mofetes. Koncentrationen av koldioxid i dalarna med mofetas är så hög att många små djur dör där.
• Nedbrytning av organiskt material.
  Koldioxid bildas under förbränning och sönderfall av organiskt material. Volymetriska naturliga utsläpp av koldioxid följer skogsbränder.

Koldioxid lagras i naturen i form av kolföreningar i mineraler: kol, olja, torv, kalksten. Kraftiga reserver av CO2 finns i upplöst form i världens oceaner.

Utsläpp av koldioxid från en öppen behållare kan leda till en limnologisk katastrof, som det hände, till exempel 1984 och 1986. i sjöarna Manoun och Nyos i Kamerun. Båda sjöar bildades på vulkaniska kraters plats - de är nu utdöda, men djupt i vulkanisk magma avger emellertid koldioxid, som stiger till sjöarnas vatten och löses upp i dem. Till följd av ett antal klimat- och geologiska processer översteg koncentrationen av koldioxid i vattnet det kritiska värdet. En stor mängd koldioxid släpptes ut i atmosfären, som, som en lavin, gick nerför bergssluttningarna. Cirka 1800 personer blev offer för limnologiska katastrofer på de kamerunska sjöarna.

Konstgjorda koldioxidkällor

De viktigaste antropogena koldioxidkällorna är:

• industriella utsläpp i samband med förbränningsprocesser;
• vägtransporter.

Trots det faktum att andelen miljövänlig transport i världen växer, kommer den stora majoriteten av världens befolkning inte snart att ha möjlighet (eller önskan) att byta till nya bilar.

Aktiv avskogning för industriella ändamål leder också till en ökning av koldioxidkoncentrationen av koldioxid i luften.

Koldioxid i människokroppen

Koldioxid är ett av slutprodukterna av metabolism (nedbrytning av glukos och fett). Det utsöndras i vävnaderna och transporteras av hemoglobin till lungorna genom vilka det utandas. Omkring 4,5% koldioxid (45 000 ppm) i luften som utandas av en person är 60-110 gånger mer än i den inhalerade.

Koldioxid spelar en stor roll vid reglering av blodtillförsel och andning. En ökning av koldioxidnivån i blodet leder till att kapillärerna expanderar, vilket leder till mer blod, vilket ger syre till vävnaderna och tar bort koldioxid.

Andningsorganen stimuleras också av en ökning av koldioxidhalten, och inte av brist på syre, som det kan tyckas. Faktum är att bristen på syre inte känns länge av kroppen och det är ganska möjligt att en person kommer att förlora medvetandet i sällsynt luft innan han känner av bristen på luft. Den stimulerande egenskapen hos CO2 används i artificiell andningsapparat: koldioxid blandas med syre där för att "aktivera" andningsorganen.

Koldioxid och vi: Vad är farligt med CO2

Koldioxid är nödvändig för både människa och syre. Men precis som med syre ökar ett överskott av koldioxid vårt välbefinnande.

En hög koncentration av koldioxid i luften leder till förgiftning av kroppen och orsakar tillstånd av hyperkapni. Med hyperkapnia har en person svårt att andas, illamående, huvudvärk och kan till och med förlora medvetandet. Om koldioxidhalten inte minskas, så är hypoxi-svängningen - syrehushållning. Faktum är att både koldioxid och syre rör sig om kroppen på samma "transport" - hemoglobin. Normalt "reser de" tillsammans, som fäster vid olika platser i hemoglobinmolekylen. En ökad koncentration av koldioxid i blodet minskar emellertid syreförmågan att binda till hemoglobin. Mängden syre i blodet minskar och hypoxi uppstår.

Sådana ohälsosamma effekter på kroppen kommer från inandning av luft med ett CO2-innehåll på mer än 5000 ppm (det kan exempelvis vara luft i gruvor). I rättvisa, i det vanliga livet möter vi nästan aldrig sådan luft. En mycket lägre koncentration av koldioxid påverkar dock inte hälsan bättre.

Enligt resultaten från vissa studier orsakar redan 1000 ppm koldioxid utmattning och huvudvärk hos hälften av patienterna. Många börjar börja känna dullhet och obehag ännu tidigare. Med en ytterligare ökning av koldioxidkoncentrationen till 1 500-2 500 ppm reduceras effektiviteten kritiskt, hjärnan är "lat" för att ta initiativ, bearbeta information och fatta beslut.

Och om nivån på 5000 ppm är nästan omöjlig i vardagen, så kan 1000 och även 2500 ppm lätt vara en del av den moderna människans verklighet. Vårt experiment i skolan visade att koldioxidnivån under en betydande del av tiden i sällsynt ventilerade skolklasser stannar över 1500 ppm och hoppar ibland över 2000 ppm. Det finns all anledning att anta att situationen i många kontor och lägenheter är liknande.

Fysiologer anser att 800 ppm är säkra för människors välbefinnande som koldioxidnivåer.

En annan studie hittade en koppling mellan koldioxidnivåer och oxidativ stress: ju högre koldioxidnivå desto mer lider vi av oxidativ stress, vilket förstör kroppens celler.

http://tion.ru/blog/dioksid-ugleroda-co2/

Koldioxid och vatten skapar en blandning i en läskflaska?

Hur kan så mycket gas placeras i en vätska och varför börjar den att gå ut när locket öppnas?

Koldioxid, pumpad eller placerad på något annat sätt i ett kärl med vanligt vatten under tryck, bildar inte en "blandning" utan en klar lösning. I denna lösning är koldioxid huvudsakligen i form av CO2-molekyler, och delvis även i form av produkter av kemisk interaktion av koldioxid med vatten - positivt laddade vätekatjoner H + och negativt laddade kolbonatjoner НСО3- och ett litet antal kolsyra-molekyler Н2СО3. Mängden upplöst gas adopterar Henrys lag - ju högre gasens partialtryck (det vill säga trycket utan att ta hänsyn till andra gaser, inklusive luft) ovanför lösningen, desto mer upplöses gasen. Henry konstant för koldioxid och vatten är välkänd. Om till exempel koldioxid släpps från en stålbehållare i en liter sifon med 0,9 liter vatten (den rymmer 8,8 g, vilket är lätt att bestämma genom vägning, gasen i den är under tryck i flytande tillstånd), då beräkning enligt Henriks lag, kommer att överföra cirka 85% av gasen och resten kommer att ligga över lösningen i form av komprimerad gas. Dess partiella tryck kommer att vara cirka 5,5 atm (och ytterligare 1 atm - av luft som sipponades med vatten före intag av koldioxid). Om du fyller sifonen till toppen kommer trycket ovanför vattnet att öka något. För övrigt är surheten hos en vattenlösning av CO2 (pH från 3,3 till 3,7 beroende på tryck) mycket mindre än surhetsgraden av magsaften. Därför kan även en koncentrerad vattenlösning av kolsyra bli full utan rädsla. Om en sifon eller en flaska kolsyrat vatten öppnas, sjunker trycket ovanför lösningen kraftigt och blir lika med atmosfären. Samtidigt faller gasens löslighet kraftigt i enlighet med samma lagstiftning i Henry. Det kommer att börja utbreda sig i form av bubblor i en vätska som kommer att flyta upp och ut i luften. I detta fall kombinerar H + och HCO3-joner kolsyra H2CO3, som sönderdelas med utsläpp av CO2 (dvs processerna är "i motsatt riktning"). Och igen: den konstanta Henry är starkt beroende av temperaturen. I varmt vatten är lösligheten av koldioxid mycket mindre och i isvatten - mer. Om du värmer en okorkad flaska med läsk, ökar gastrycket i det kraftigt.

http://www.bolshoyvopros.ru/questions/2215674-uglekislyj-gaz-i-voda-sozdajut-smes-v-butylke-s-gazirovkoj.html

Lägg till nr

Allt om E-kosttillskott och mat

E290 - Koldioxid

ursprung:

Tillsats kategori:

fara:

koldioxid, E290, koldioxid, koldioxid, koldioxid, koldioxid.

Kosttillskott E290 (koldioxid) används i livsmedelsindustrin som konserveringsmedel, surhetsregulator och antioxidant. I vardagen är tillsatsen E290 bättre känd som koldioxid.

Enligt dess fysikaliska egenskaper är koldioxid en färglös gas, luktfri och med en svagt sur smak. Additiv E290 kan lösas i vatten för att bilda svag kolsyra. Kemisk formel för koldioxid: CO₂.

I industriell skala produceras koldioxid från rökgas genom att absorbera den med kaliumkarbonat eller monoetanolamin. För detta genomförs en blandning av industriella gaser genom en lösning av kaliumkarbonat. Koldioxid absorberas av denna lösning och bildar ett kolväteat. Därefter upphettas bikarbonatlösningen eller utsätts för reducerat tryck, vilket resulterar i att ren kolsyra frigörs från den.

Dessutom kan koldioxid framställas vid speciella anläggningar för luftavskiljning, som en biprodukt vid extraktion av rent syre, argon och kväve.

I laboratoriekvantiteter produceras koldioxid i små mängder genom omsättning av karbonater med syror. Under reaktionen av krita med saltsyra sker exempelvis bildningen av instabil kolsyra med dess efterföljande sönderdelning i koldioxid och vatten:

Koldioxid är en del av atmosfären och många levande celler i vår kropp. Av detta skäl kan tillsatsen E290 klassificeras som en relativt ofarlig livsmedelstillsats.

Det bör dock komma ihåg att koldioxid bidrar till att accelerera absorptionen av olika substanser i magslemhinnan. Denna effekt uppträder vid snabb förgiftning som ett resultat av användningen av kolsyrade alkoholhaltiga drycker.

Dessutom är kolsyrade drycker ingenting mer än en svag kolsyra. Därför är överdriven konsumtion av E290-tillförda drycker kontraindicerat för personer med sjukdomar i mag- och mag-tarmkanalen (sår, gastrit).

Det finns mer ofarliga "biverkningar" av koldioxidverkningar på kroppen. Så, när man dricker kolsyrade drycker, har de flesta rop och "uppblåsthet".

Det finns en annan åsikt om skadan av livsmedelstillsatsen E290. Starkt kolsyrade drycker kan främja "uttorkning" av kalcium från kroppens ben.

I livsmedelsindustrin används koldioxid som konserveringsmedel E290 vid framställning av alkoholhaltiga och alkoholfria drycker. Kolsyra bildad genom reaktion av koldioxid med vatten har en desinfektions- och antimikrobiell effekt.

Vid bakning kan tillsatsen E290 användas som bakpulver, vilket ger pomp till bageriprodukter.

Koldioxid används ofta vid framställning av vinprodukter. Genom att justera mängden koldioxid i vinmosen kan jäsningen styras.

Kolmonoxid kan också användas som skyddsgas vid lagring och transport av olika livsmedelsprodukter.

Andra användningar av koldioxid:

• i svetsproduktion som skyddande atmosfär
• i kylning i form av "torris";
• i brandsläckningssystem
• i gascylinderpneumatik

Additiv E290 är tillåtet för användning i livsmedelsindustrin i nästan alla länder i världen, inklusive Ukraina och Ryska federationen.

http://dobavkam.net/additives/e290

Koldioxid och karbonatvattensystem

Många akvarister är medvetna om rekommendationerna för att använda vatten som är mjukare och surare än för akvariefisk för avelsfisk. Det är lämpligt att använda för detta ändamål destillerat vatten, mjukt och svagt surt, blanda det med vatten från akvariet. Men det visar sig att i detta fall minskar källvattnets hårdhet i proportion till utspädningen och pH förblir nästan oförändrat. Egenskapen för att bibehålla värdet av pH, oberoende av utspädningsgraden, kallas buffring. I denna artikel kommer vi att introducera huvudkomponenterna i akvariumvattenbuffertsystem: Vatten sura - pH, koldioxidhalt - CO₂, karbonat "hårdhet" - dKN (detta värde anger innehållet av kolbonatjoner HCO i vatten₃ - ; I fiskeriets hydrokemi kallas denna parameter alkalinitet), total hårdhet - dGH (för enkelhet antas det att det bara är kalciumjoner - Ca ++). Låt oss diskutera deras inflytande på den kemiska sammansättningen av naturligt och akvariumvatten, de faktiska buffertegenskaperna, liksom mekanismen för effekten av de parametrar som behandlas på fiskorganismen. De flesta av de kemiska reaktioner som diskuteras nedan är reversibla, så det är viktigt att du först känner till de kemiska egenskaperna hos reversibla reaktioner. Det är lämpligt att göra detta på exemplet av vatten och pH.

• 6. CO₂ och fysiologi av andning av akvariefisk
• 7. Mini-workshop
• 8. Referenser

1. Om kemiska jämvikt, måttenheter och pH

Fastän vattnet är svagt är det fortfarande en elektrolyt, det vill säga det är kapabel att dissociation, som beskrivs av ekvationen

Denna process är reversibel, d.v.s.

Ur en kemisk synvinkel är vätejonen H + alltid en syra. De joner som kan binda, neutraliserande syra (H +) är baser. I vårt exempel är dessa hydroxyljoner (OH -), men i akvariepraxis, som kommer att visas nedan, är den dominerande basen kolvätenjon HCO₃ -, karbonatjon "styvhet". Båda reaktionerna fortsätter med ganska mätbara hastigheter bestämda av koncentrationen: kvävehastigheterna är proportionella mot produkten av koncentrationerna av de reaktiva ämnena. Så för den omvända reaktionen av vattendissociationen H + + OH -> H₂Om hennes hastighet kommer att uttryckas enligt följande:

K - proportionalitetskoefficienten, kallad reaktionshastighetskonstanten.
[] - kvadratkonsoler betecknar den molära koncentrationen av ett ämne, d.v.s. Antal moler substans i 1 liter lösning. En mol kan definieras som vikt i gram (eller volymen i liter för gaser) av 6 × 10 23 partiklar (molekyler, joner) av ett ämne - Avogadro-talet. Ett tal som anger vikten av 6 × 10 23 partiklar i gram är lika med antalet som anger vikten av en molekyl i dalton.

Så, till exempel, uttrycket [H₂O] betecknar den molära koncentrationen av en vattenlösning... av vatten. Vattenmolekylvikten är 18 dalton (två väteatomer vid 1 d, plus en syreatom av 16 d), 1 mol (1 M) H₂Om - 18 gram. Därefter innehåller 1 liter (1000 gram) vatten 1000: 18 = 55,56 mol vatten, d.v.s. [H₂O] = 55,56M = const.

Eftersom dissociation är en reversibel process (H₂O - H + + OH -), då under förutsättning att hastigheterna för de direkta och bakre reaktionerna är lika (V_etc.= V_arr) kommer ett tillstånd av kemisk jämvikt, i vilken reaktionsprodukterna och reaktanterna är i konstanta och bestämda förhållanden: K_etc.[H₂O] = K_arr[H +] [HE -]. Om konstanterna kombineras i en del av ekvationen och reagenserna i den andra får vi

där K också är en konstant och kallas jämviktskonstanten.

Den sista ekvationen är ett matematiskt uttryck av den så kallade. Massens handlingar: I ett tillstånd av kemisk jämvikt är förhållandet mellan produkter av jämviktskoncentrationer av reagens konstant. Jämviktskonstanten anger proportionerna av reagensens kemiska jämvikt uppträder. Att veta värdet av K kan man förutsäga riktningen och djupet av kemiska reaktionen. Om K> 1 fortsätter reaktionen i framåtriktningen, om K +] [OH -] / [H₂O] = 1,8 • 10-16. Sedan [H₂O] = 55,56 = const, då kan den kombineras med K på vänster sida av ekvationen. därefter:

Vattendissociationsjämförelsen omvandlad till en sådan form kallas den joniska produkten av vatten och betecknas med K_w. K-värde_w förblir konstant vid några värden av koncentrationerna av H + och OH-, d.v.s. med ökande koncentration av vätejoner H + minskar koncentrationen av hydroxyljoner - OH - och vice versa. Så, till exempel, om [H +] = 10 -6, sedan [OH -] = K_w/ [H +] = (10-14) / (10-6) = 10-8. Men K_w = (10 -6). (10-8) = 10 -14 = const. Från den joniska produkten av vatten följer att i jämviktstillståndet [H +] = [OH -] = √K_w = √1 • 10 -14 = 10 -7 M.

Uniktheten av förhållandet mellan koncentrationen av vätejoner och hydroxyl i en vattenhaltig lösning medger att en av dessa värden används för att karakterisera mediumets surhet eller alkalitet. Det är vanligt att använda värdet av koncentrationen av vätejoner H +. Eftersom det är obekvämt att arbeta med värden i storleksordningen 10 -7 år 1909, föreslog den svenska kemisten K.Serenzen att använda den negativa logaritmen för koncentrationen av vätejoner H + för detta ändamål och betecknade dess pH, från lat. potentia hydrogeni - kraften av väte: pH = -lg [H +]. Då kan uttrycket [H +] = 10 - 7 skrivas kortfattat som pH = 7. eftersom Den föreslagna parametern har inga enheter, den kallas ett mått (pH). Bekvämligheten med Serensons förslag verkar vara uppenbart, men han kritiserades av samtidiga för det ovanliga inverse förhållandet mellan koncentrationen av vätejoner H + och pH-värdet: med ökande koncentration av H +, dvs. med ökande surhet i lösningen minskar pH-värdet. Från den joniska produkten av vatten följer att pH kan ta värden från 0 till 14 med en neutralitetspunkt av pH = 7. Orgorna med mänsklig smak börjar skilja sour smak från värdet av pH = 3,5 och nedan.

För akvarium är pH-intervallet 4,5-9,5 (endast det kommer att betraktas nedan) och följande skalans är traditionellt antagen med en variabel prisdelning:

• pH 8 - alkaliskt

I praktiken är i de flesta fall en grov skala med ett konstant divisionspris mycket mer informativt:

• pH = 5 ± 0,5 - surt
• pH = 6 ± 0,5 - svagt surt
• pH = 7 ± 0,5-neutral
• pH = 8 ± 0,5 - något alkaliskt
• pH> 8,5 - alkaliskt

Miljöer med pH 9,5 är biologiskt aggressiva och bör anses olämpliga för akvarietas invånare. Eftersom pH är ett logaritmiskt värde betyder en förändring i pH med 1 enhet en ändring i koncentrationen av vätejoner med 10 gånger, en faktor 2 gånger 100 gånger osv. En förändring i koncentrationen av H + fördublar pH-värdet med endast 0,3 enhet.

Många akvariefisk tolererar de 100-faldiga (dvs 2 pH-enheter) förändringar i vattenets surhet utan speciell hälsorisk. Delar haratsinovyh och andra så kallade. mjölkfisk, släng tillverkare från det allmänna akvariet (ofta med svagt alkaliskt vatten) i gytanken (med svagt surt) och tillbaka utan mellanliggande anpassning. Praxis visar också att de flesta invånarna i biotoper med surt vatten i fångenskap känner sig bättre i vatten med ett pH på 7,0-8,0. S. Spott anser att pH 7,1-7,8 är optimal för ett sötvattenakvarium.

Destillerat vatten har ett pH av 5,5-6,0 och inte det förväntade pH = 7. För att hantera denna paradox måste du bekanta dig med "ädla familjen": CO₂ och dess derivat.

2. KOLV MED KOMRADE, PH OCH ÄN NYA MÄTTNINGSENHETER

Enligt Henrys lag är gasinnehållet i en luftblandning i vatten proportionell mot dess fraktion i luft (partialtryck) och absorptionskoefficient. Luft innehåller upp till 0,04% CO₂, vilket motsvarar dess koncentration upp till 0,4 ml / l. CO Absorptionsförhållande₂ vatten = 12,7. Sedan kan 1 liter vatten lösas upp 0,6-0,7 ml CO₂ (ml, inte mg!). Som jämförelse är dess biologiska antipode syre med 20% innehåll i atmosfären och en absorptionskoefficient på 0,05, den har en löslighet på 7 ml / l. Jämförelse av absorptionskoefficienter visar att, för övrigt lika, lösligheten hos CO₂ överstiger väsentligt lösligheten hos syre. Låt oss försöka lista ut varför sådan orättvisa.

Till skillnad från syre och kväve, koldioxid - CO₂, är inte en enkel substans, utan en kemisk förening - en oxid. Liksom andra oxider, samverkar den med vatten för att bilda oxidhydrater och, liksom andra icke-metaller, är dess hydroxid syra (kol):

Som ett resultat beror den högre relativa lösligheten av koldioxid på kemisk bindning med vatten, vilket inte uppträder med syre eller kväve. Tänk noggrant på de sura egenskaperna hos kolsyra, tillämpa lagen om massaktivitet och ta hänsyn till att [H₂O] = const:

här K₁ och K₂ - dissociationskonstanterna av kolsyra i 1 och 2-steg.

Jonah NSO₃ - kallas bikarbonater (i den gamla litteraturen, bikarbonater) och CO-joner₃ -- - karbonater. Order av K₁ och K₂ föreslår att kolsyra är en mycket svag syra (K₁ K₂).

Från ekvation K₁ Du kan beräkna koncentrationen av vätejoner H +:

Om vi ​​uttrycker koncentrationen av H + i form av pH, som Henderson och Hasselbalch gjorde i sin tid för teorin om buffertlösningar, får vi:

där, analogt med pH, pK₁ = -lgК₁ = -lg4 • 10 -7 = 6,4 = const. Därefter pH = 6,4 + lg [HCO₃ - ] / [CO₂]. Den sista ekvationen är känd som Henderson-Hasselbalch ekvationen. Minst två viktiga slutsatser följer av Henderson-Hasselbalch-ekvationen. Först, för analys av pH-värdet är det nödvändigt och tillräcklig kunskap om koncentrationerna av komponenterna av endast CO.₂-systemet. För det andra bestäms pH-värdet av förhållandet mellan koncentrationerna [HCO₃ - ] / [CO₂], och inte vice versa.

Eftersom innehållet av [HCO₃ - ] okänt, för att beräkna koncentrationen av H + i destillerat vatten, kan du använda den formel som antas i analytisk kemi [H +] = √K₁[CO₂]. Då pH = -lg√K₁[CO₂]. För att uppskatta det pH-värde vi är intresserade av, låt oss återvända till måttenheterna. Från Henrys lag är det känt att koncentrationen av CO₂ i destillerat vatten är 0,6 ml / 1. Uttryck [CO₂] den molära koncentrationen (se ovan) av koldioxid. 1M CO₂ väger 44 gram och under normala förhållanden en volym på 22,4 liter. För att lösa problemet är det nödvändigt att bestämma vilken andel av 1M, dvs. från 22,4 liter, fyll i 0,6 ml. Om koncentrationen av CO₂ uttryckt inte i volym, men i viktenheter, d.v.s. i mg / l, då bör den önskade fraktionen övervägas från den molära vikten av CO₂ - från 44 gram Då kommer det önskade värdet att vara:

där x är volymen (ml / l), y är vikt (mg / l) koncentrationen av CO₂. De enklaste beräkningarna ger ett ungefärligt värde av 3 • 10 -5 M CO₂ eller 0,03 mM. sedan

vilket överensstämmer med de uppmätta värdena.

Från Henderson-Hasselbalch-ekvationen kan man se hur pH-värdet beror på förhållandet [HCL₃ - ] / [CO₂]. Ungefär kan vi anta att om koncentrationen av en komponent överstiger koncentrationen av den andra med 100 gånger, kan den senare försummas. Sedan med [NSO₃ - ] / [CO₂] = 1/100 pH = 4,5, vilket kan betraktas som den nedre gränsen för CO₂-systemet. Mindre pH-värden beror på närvaron av andra mineralsyror, såsom svavelsyra, saltsyra, snarare än kolsyra. Med [NSO₃ - ] / [CO₂] = 1/10, pH = 5,5. Med [NSO₃ - ] / [CO₂] = 1 eller [NSO₃ - ] = [CO₂], pH = 6,5. Med [NSO₃ - ] / [CO₂] = 10, pH = 7,5. Med [NSO₃ - ] / [CO₂] = 100, pH = 8,5. Man tror att vid pH> 8.3 (ekvivalenspunkten för fenolftalin) är fri koldioxid i vatten praktiskt taget frånvarande.

3. NATURLIGT VATTEN OCH KARBONEKVILIBRIUM

I naturen, atmosfärisk fukt, mättad med CO₂ luft och faller ut med nederbörd, filtreras genom den geologiska skorpan av förväxling. Det anses att där, i samverkan med den mineraliska delen av väderskorpan, det berikas i den så kallade. typomorfa joner: Ca ++, Mg ++, Na +, SO₄ --, Сl - och bildar sin kemiska sammansättning.

Men verk av V.I. Vernadsky och B. B. Polynov visade att den kemiska sammansättningen av yt- och grundvatten i regioner med ett fuktigt och måttligt fuktigt klimat bildas främst av jorden. Inflammationskorsets påverkan är förknippad med dess geologiska ålder, d.v.s. med en grad av utlakning. Decaying växtrester tillförs CO₂, NSO₃ - och askelement i proportion som motsvarar deras innehåll i levande växtämnen: aska> Na> Mg. Det är nyfiken att i nästan hela världen innehåller dricksvatten som används i aquriumistics också bikarbonatjon HCO som dominerande anjon.₃ -, och bland katjoner, Ca ++, Na +, Mg ++, ofta med vissa Fe. Och ytvattnet i fuktiga tropikerna är generellt överraskande enhetligt i kemisk sammansättning, vilket bara skiljer sig i utspädningens grad. Hårdheten hos sådana vatten når extremt sällan värden (8 ° dGH), vanligtvis håller upp till 4 ° dGH. På grund av det faktum att i sådana vatten [CO₂] = [HCO₃ - ], de har en svag syrereaktion och ett pH på 6,0-6,5. Bladkullets överflöd och dess aktiva förstöring med stor utfällning kan leda till mycket höga CO-halter i sådana vatten.₂ och humila substanser (fulvinsyror) i nästan fullständigt frånvaro av askelement. Dessa är de så kallade. "Svarta vattnet" av Amazonia, där värdet av pH-värdet kan sjunka till 4,5 och dessutom bibehålla den så kallade. fuktig buffert.

På underhållet med₂ i naturligt vatten påverkar deras rörlighet. Så i det flytande vattnet i CO₂ ingår i en koncentration av 2-5 mg / l (upp till 10), medan i de stagnanta vattnen i sump och dammar når dessa värden 15-30 mg / l.

I torra och fattiga vegetationsregioner påverkas bildandet av jonisk sammansättning av ytvatten signifikant av den geologiska åldern hos bergarter som utgör väderkorsskorpan och deras kemiska sammansättning. I dem kommer pH och proportionerna av typomorfa joner att skilja sig från de som anges ovan. Som ett resultat bildas vatten med ett signifikant innehåll av SO₄ - och Сl-, och från katjoner Na + med en signifikant andel Mg ++ kan råda. Ökning av total salthalt - mineralisering. Beroende på innehållet i kolvätena varierar pH-värdet för sådana vatten i genomsnitt från pH 7 ± 0,5 till pH 8 ± 0,5 och hårdheten är alltid högre än 10 ° dGH. I stabilt alkaliskt vatten, vid pH> 9, kommer huvudkationerna alltid att vara Mg ++ och Na + med ett märkbart kaliuminnehåll, eftersom Ca ++ fälls i form av kalksten. I detta avseende är vattnet i den stora afrikanska riveldalen, som kännetecknas av så kallade. läsksaltning. Samtidigt kännetecknas även vattnet i sådana jättar som Lake Victoria, Malawi och Tanganyika av hög mineralisering och ett så högt innehåll av kolväten att kolhydraternas "hårdhet" i deras vatten överstiger den totala hårdheten: dKH> dGH.

CO innehöll i vatten₂ och dess derivat, bikarbonater och karbonater är sammankopplade med så kallade. koldioxidjämvikt:

I de regioner där väderkorskan är ung och innehåller kalksten (CaCO₃) koldioxidjämvikt uttrycks av ekvationen

Tillämpa denna ekvation massagens handlingar (se ovan) och med hänsyn till att [H₂O] = const och [CaCO₃] = const (fast fas) får vi:

där k_CO2 - Koldioxidjämviktskonstant.

Om koncentrationerna av aktiva substanser uttrycks i millimol (mM, 10-3 M), då_CO2 = 34,3. Från ekvation K_CO2 synligt instabilitetskolväte: i frånvaro av CO₂ dvs. med [CO₂] = 0, ger ekvationen ingen mening. I frånvaro av koldioxid sönderdelas bikarbonater till CO.₂ och alkaliserat vatten: HCO₃ - → HE - + MED₂. Innehåll av fri CO₂ (för "livlöst" vatten är väldigt obetydligt), som säkerställer stabiliteten hos en given koncentration av kolväten vid konstant pH, kallas jämviktskoldioxid - [CO₂]_r. Den är kopplad både till innehållet av koldioxid i luften och med dKH av vatten: med en ökning i dКN, mängden [CO₂]_r. CO-innehåll₂ I naturligt vatten är det i regel nära jämvikt, och det är denna egenskap hos dem, och inte dKH-, dGH- och pH-värdena, som oftast särskiljer tillståndet för naturligt vatten från akvarievatten. Lösning av ekvation k_CO2 relativt med₂, Du kan bestämma koncentrationen av jämviktskoldioxid:

Eftersom begreppen total hårdhet, karbonat "hårdhet" och surhet är kult i sötvatten akvarism är det intressant att ekvationerna:

kombinera dem i ett system. Delar K_CO2 på K₁ vi får den generaliserade ekvationen:

Minns att [H +] och pH är omvänt proportionella. Då visar den sista ekvationen att parametrarna: dGH, dKH och pH är direkt proportionella. Detta innebär att i en stat nära gasjämvikten kommer en ökning av koncentrationen av en komponent att leda till en ökning av andras koncentration. Denna egenskap ses tydligt när man jämför den kemiska sammansättningen av naturliga vatten i olika regioner: hårdare vatten kännetecknas av högre pH- och dKH-värden.

För fisk är det optimala innehållet av CO₂ gör 1-5 mg / l. Koncentrationer över 15 mg / l är farliga för hälsan hos många arter av akvariefiskar (se nedan).

På grund av koldioxidbalansen är således innehållet av CO₂ i naturligt vatten alltid nära [CO₂] s.

4. OM AKVARIUMVATTEN OCH PRODUKTION AV Löslighet

Akvariumvatten är inte jämvikt när det gäller CO₂ i princip. Koldioxidmätning med CO₂-testet tillåter dig att bestämma den totala koldioxiden - [CO₂]_samhället, vars värde som regel överstiger koncentrationen av jämviktskoldioxid - [CO₂]_samhället> [CO₂]_r. Detta överskott kallas icke-jämvikts koldioxid - [CO₂]_ner. sedan

Båda former av koldioxid, både jämvikt och icke-jämvikt, är inte mätbara, utan endast beräknade parametrar. Det är icke-jämvikts koldioxid som ger aktiv fotosyntes av vattenväxter och å andra sidan kan skapa problem när man håller vissa fiskarter. I ett välbalanserat akvarium leder inte naturliga dagliga fluktuationer i koldioxidhalten till en minskning av koncentrationen under [CO₂]_r och överstiger inte akvariet vattenbuffertens förmåga. Som kommer att visas i nästa kapitel, bör amplitudet för dessa oscillationer inte överstiga ± 0,5 [CO₂]_r. Men med en ökning av koldioxidhalten över 0,5 [CO₂]_r, dynamiken hos de påstådda komponenterna med₂-system - dGH, dKH och pH, ​​kommer att vara mycket annorlunda än naturliga: den totala hårdheten (dGH) i en sådan situation ökar mot bakgrund av fallande pH- och dКO-värden. Det är denna situation som i princip kan särskilja akvarievatten från naturligt vatten. En ökning av dGH sker som ett resultat av upplösningen av kalkstenjorden. I sådant vatten kan viktiga processer för gasutbyte i fiskens kropp hindras, i synnerhet - avlägsnande av CO₂, och nya patologiska svarsprocesser leder ofta till fel vid bedömningen av situationen (se nedan). I marina rev akvarier kan sådant vatten upplösa nyutfällt CaCO₃ hårdkorallskelett, inklusive på skadan, vilket kan leda till att polyproppen avlägsnas från skelettet och djurets död under akvariets välbefinnande enligt andra parametrar.

Med ett överflöd av vattenväxter är en situation möjlig när [CO₂]_samhället ++ +CO₃ -- _(Rr). Att tillämpa massagens handlingar får vi: [Ca ++] [CO₃ -- ]_(Rr)/ [CaCO₃]_(Fast).= K Eftersom [CaCO₃]_(Fast).= const (fast fas), sedan [Ca ++] [CO₃ -- ]_(Rr)= K eftersom den sista ekvationen karaktäriserar ett ämnes förmåga att lösa upp, då kallades en sådan produkt av mättade jonkoncentrationer av svårlösliga ämnen som en löslighetsprodukt - PR (jämför med den joniska produkten av vatten K_w).

OL_CaCO3 = [Ca ++] [CO₃ -- ] = 5 • 10 -9. Liksom den joniska produkten av vatten, PR_CaCO3 förbli konstant oberoende av förändringar i koncentrationen av kalciumjoner och karbonater. Då, om kalksten är närvarande i akvariejorden, kommer kolatjoner alltid att finnas i vattnet i en mängd som bestäms av PR_CaCO3 och övergripande styvhet:

I närvaro av icke-jämvikts koldioxid i vatten sker följande reaktion:

vilket sänker den mättande koncentrationen av karbonatjoner [CO₃ -- ]. Som ett resultat kommer, i enlighet med löslighetsprodukten, kompensationsmängder av CO att strömma in i vattnet.₃ -- från caso₃, dvs. kalksten kommer att börja lösa upp sig. Sedan sb₂+H₂O = H + + NSO₃ -, meningen med ovanstående ekvation kan formuleras mer exakt: CO₃ -- +H + = NSO₃ -. Den sista ekvationen säger att karbonaterna i vattnet i enlighet med PR_CaCO3, neutralisera syran (H +) som bildas genom upplösning av CO₂, varigenom vattenets pH förblir oförändrat. Således kom vi gradvis till den punkt där vi började samtalet:

5. CARBONATE BUFFER SYSTEM

Lösningar kallas buffert om de har två egenskaper:

A: pH-värdet av lösningar beror inte på deras koncentration eller på utspädningens grad.

B: Läggande av syra (H +) eller alkali (OH -), deras pH-värde ändras lite, tills koncentrationen av en av buffertlösningens komponenter förändras med mer än hälften.

Dessa egenskaper har lösningar som består av en svag syra och dess salt. I akvarieutövningen är denna syra koldioxid och dess dominerande salt är kalciumbikarbonat - Ca (HCO₃)₂. Å andra sidan har ökningen av CO₂ över jämvikt motsvarar tillsats av syra till vatten - H +, och sänker koncentrationen under jämvikt motsvarar tillsats av alkali - OH - (sönderdelning av bikarbonater - se ovan). Mängden syra eller alkali som måste tillsättas till buffertlösningen (akvarievatten) så att pH-värdet ändras med 1 enhet kallas buffertkapaciteten. Härav följer att pH-värdet för akvarievatten börjar förändras tidigare än buffertkapaciteten är uttömd, men efter att buffertkapaciteten är uttömd ändras pH redan med den mängd syra som införs, eller alkali. Basen för buffertsystemet är den så kallade. Le Chateliers princip: kemisk jämvikt förskjuts alltid i motsatt riktning mot den applicerade effekten. Tänk på egenskaperna hos A- och B-buffersystem.

A. Oberoende av buffertlösningarnas pH på deras koncentration är härledd från Henderson-Hasselbalch ekvationen: pH = pK₁ +lg [HCO₃ - ] / [CO₂]. Därefter vid olika koncentrationer av HCO₃ - och CO₂ deras attityd [HCO₃ - ] / [CO₂] kan vara oförändrad. Till exempel [HCO₃ - ] / [CO₂] = 20/8 = 10/4 = 5/2 = 2,5 / 1 = 0,5 / 0,2 = 2,5, - det vill säga, olika vatten, som skiljer sig i värdet av karbonat "hårdhet" dКН och innehållet i CO₂, men innehållande dem i samma andel kommer att ha samma pH-värde (se även ch.2). Sådant vatten kommer säkert att skilja sig åt i buffertkapaciteten: Ju högre koncentrationen av buffertsystemets komponenter är desto större är dess bufferkapacitet och vice versa.

Aquarists stöter på denna egenskap av buffertsystem, vanligtvis under perioder av vår och höstflod, om vattenintagsstationerna levereras med yta istället för artesiskt vatten. Under sådana perioder kan buffertkapaciteten för vatten minska i en sådan utsträckning att vissa arter av fisk inte tål den traditionella täta landningen. Därefter börjar historier om mystiska sjukdomar uppträda, till exempel skalar eller svärdslag, och mot vilka alla läkemedel är maktfria.

B. Du kan prata om tre buffertsystem akvariumvatten, som var och en är stabil i sitt pH-område:

2. pH = 8.3 NSO₃ - bikarbonatbuffert

Betrakta egenskap B i två versioner: var. B1 - med ökat CO-innehåll₂ och var. B2 - samtidigt som innehållet minskas.

B1. CO-koncentration₂ ökar (tätt landning, mycket gammalt vatten, övermatning).

Sura egenskaper hos CO₂ manifestera i bildandet av vätejoner H + när det interagerar med vatten: CO₂+H₂О → Н + + НСО₃ -. Sedan ökar koncentrationen av CO₂ motsvarande en ökning av koncentrationen av vätejoner H +. Enligt Le Chateliers princip kommer detta att leda till neutralisering av H +. I detta fall fungerar buffertsystemen enligt följande.

Karbonatbuffert 3: I närvaro av karbonatjord absorberas vätejoner av karbonater i vatten: H + + CO₃ -- → NSO₃ -. Konsekvensen av denna reaktion kommer att vara upplösningen av CaCO₃ marken (se ovan).

Bikarbonatbuffert 1 - 2: genom reaktionen av H + + HCO₃ - → CO₂↑ + H₂A. pH-stabilitet uppnås genom att reducera kolatets "hårdhet" hos dKH och avlägsna den erhållna CO₂ - antingen på grund av fotosyntes eller på grund av diffusion i luften (med korrekt luftning).

Om källan för överskjutande CO₂ kommer inte att elimineras, med en minskning av dKN-värdet två gånger från den första, kommer vattnets pH att minska med en samtidig minskning av buffertkapaciteten och en ökning av total hårdhet. När pH-värdet minskar med 1 enhet, kommer buffertsystemet att vara uttömt. Vid pH = 6,5, haltes resterande bikarbonater [HCO₃ - ] = [CO₂] och vid pH - → H + + CO₃ --. Sedan efter minskningen av innehållet

CO₂, Andelen kolväten kommer också att reduceras proportionellt och värdet av förhållandet [NSO₃ - ] / [CO₂] förbli konstant (se egendom A, Henderson-Hasselbalch ekvation). När koldioxidhalten understiger 0,5 [CO₂]_r, pH-värdet börjar öka och kan öka till pH = 8,3. När detta värde uppnås, uttöms bikarbonatbufferten 1 dess förmåga, eftersom i sådant vatten CO₂ praktiskt taget frånvarande.

Bikarbonatbuffert 2 behåller pH-värdet = 8,3. Denna siffra följer av formeln [H +] = √К₁K₂, där k₁ och K₂ - 1: a och 2: a dissociationskonstanten av kolsyra (se ovan). därefter:

dvs PH-värdet för eventuella kolvätelösningar är konstant, överskrider inte pH = 8,3 och är en konsekvens av dessa ämnens mycket kemiska natur.

I frånvaro av CO₂ kolväten sönderdelas av ekvationen:

NSO₃ - → CO₂+OH - alkaliserande vatten och markerar CO₂, vilka växter konsumerar Men samma bikarbonat neutraliserar OH - enligt ordningen: moms₃ - → CO₃ -- +H +; och H + + OH - → H₂A. Därför hålls pH-värdet stabilt, vilket återspeglar sammanfattande ekvation:

PH-stabilitet åstadkommes återigen genom minskning av mängden bikarbonater, d.v.s. genom att sänka buffertkapaciteten hos vatten. DKN-akvarietestet känner emellertid inte denna minskning på grund av egenskaperna hos själva analysmetoden.

Eftersom bikarbonatjonen har förmågan att dissociera både sur och grundläggande typ, det vill säga: HCO₃ - → H + + CO₃ -- och NSO₃ - → HE - + MED₂, Denna karbonat "styvhet" dKN (kolvätehalt) är också ett buffersystem.

Den artificiella införandet av bikarbonater i vatten (vanligtvis i form av natron) praktiseras ibland när ciklider från de stora afrikanska sjöarna hålls i marin akvarieförsäljning. I det här fallet genomförs två strategier: En ökning av buffertkapaciteten hos akvarievatten och en ökning av pH-värdet till 8,3.

Om mängden CO₂ i akvarievatten kommer att minska ytterligare, då med en minskning av dess innehåll med hälften jämfört med jämvikten en, börjar vattnets pH öka. När pH-värdet överstiger pH = 8,3, försvinner koldioxid från vattnet och oorganiskt kol representeras endast av bikarbonater och karbonater.

Karbonatbuffert 3. När karbonat överskrider koncentrationen som motsvarar löslighetsprodukten [CO₃ -- ] = PR_CaCO3/ [Ca ++], CaCO-kristaller bildas i vatten₃. Eftersom den huvudsakliga och enda konsumenten av CO₂ I ett sötvattensakvarium är vattenväxter, så förekommer de aktuella processerna övervägande på grönbladets yta. Med en ökning av pH> 8,3 börjar ytan på mogna löv bli täckta med en lime skorpa, vilket är ett anmärkningsvärt substrat för algtillväxt. Bindande CO-karbonater₃ --, bildande CaCO₃ upprätthåller även pH-stabilitet. I avsaknad av Ca ++ -joner (i mycket mjukt vatten), med aktiv fotosyntes, kommer emellertid en ökning av koncentrationen av karbonater att öka pH-värdet på grund av hydrolysen av karbonater: CO₃ -- +H₂О → ОН - + НСО₃ -.

Med en ökning av pH-värdet med 1 enhet, jämfört med den ursprungliga, kommer buffertkapaciteten för vatten att vara uttömd och med fortsatt minskning av CO-halten₂, pH-värdet kan snabbt stiga till riskabelt pH> 8,5. Som ett resultat drog droppen i CO₂ i akvarievatten ökar pH-värdet med en liten minskning av total hårdhet. I sådant vatten (som starkt jämviktsläge, som i version B1), kommer många mjuka vattenfiskar att känna sig mycket obekväma.

Således kombinerar karbonatbuffertsystemet med vatten de traditionella akvariehydrokemiska parametrarna: totalt och karbonathårdhet, pH och CO-innehåll.₂. Bland dGH - pH - dKH - CO₂ Den mest konservativa parametern är dGH, och den mest flyktiga är CO₂. Enligt graden av förändring i dGH, pH och i synnerhet dKH jämfört med sedimenterat, luftat kranvatten, kan man bedöma intensitetsgraden av andningsprocesser och fotosyntes i ett akvarium. Utmattning av buffertkapaciteten hos akvarievatten, både i den ena och den andra riktningen, förändrar dess förmåga att absorbera CO₂, att det är den här egenskapen som ofta förvandlas till starkt ojämlikhet när det gäller CO₂ och radikalt skiljer sig från det naturliga. Förändringar i akvariefattens förmåga att absorbera CO som utandas av fisk₂, kan överstiga den fysiologiska förmågan hos fiskens kropp för borttagningen. Eftersom detta påverkar akvariefiskens hälsa bör du lära känna de fysiologiska effekterna av CO₂ på fiskens kropp.

© Alexander Yanochkin, 2005
© Aqua Logo, 2005

http://www.aqualogo.ru/co2-1