Co2 szén -dioxid. Co2 elvtársakkal, pH -val és ismét mértékegységekkel
Már tudja, hogy kilégzéskor szén -dioxid jön ki a tüdőből. De mit tud erről az anyagról? Valószínűleg egy kicsit. Ma válaszolok a szén -dioxiddal kapcsolatos összes kérdésre.
Meghatározás
Ez az anyag normál körülmények között színtelen gáz. Sok forrásból másképp nevezhető: szén -monoxid (IV), szén -anhidrid, szén -dioxid és szén -dioxid.
Tulajdonságok
A szén -dioxid (CO 2 képlet) színtelen, savas illatú és ízű gáz, vízben oldódik. Ha megfelelően lehűtik, akkor hószerű massza keletkezik, amelyet száraz jégnek neveznek (az alábbi képen), amely -78 ° C hőmérsékleten szublimál.
Ez a szerves anyagok bomlásának vagy égésének egyik terméke. Csak 15 ° C hőmérsékleten oldódik vízben, és csak akkor, ha a víz: szén -dioxid arány 1: 1. A szén -dioxid sűrűsége eltérő lehet, de szabványos körülmények között 1 976 kg / m 3. Ez akkor van, ha gáz halmazállapotú, és más állapotokban (folyékony / gáz halmazállapotú) a sűrűségértékek is eltérőek lesznek. Ez az anyag savas oxid, vízhez adva szénsav képződéséhez vezet. Ha a szén -dioxidot bármilyen alkálival kombinálja, akkor a későbbi reakció eredményeként karbonátok és bikarbonátok keletkeznek. Ez az oxid néhány kivételtől eltekintve nem képes fenntartani az égést. Ezek aktív fémek, és ilyen reakcióban oxigént vesznek el tőle.
Fogadás
Szén -dioxid és néhány más gáz nagy mennyiségben szabadul fel alkohol előállításakor vagy természetes karbonátok bomlásakor. Ezután a keletkező gázokat oldott kálium -karbonáttal mossuk. Ezt követi a szén -dioxid abszorpciója, e reakció terméke a hidrogén -karbonát, amikor az oldatot felmelegítik, a kívánt oxidot kapják.
Most azonban sikeresen felváltja a vízben feloldott etanol -amin, amely elnyeli a füstgázban lévő szén -monoxidot, és melegítéskor felszabadítja. Ezenkívül ez a gáz azoknak a reakcióknak a mellékterméke, amelyekben tiszta nitrogént, oxigént és argonot kapnak. A laboratóriumban szén -dioxid keletkezik, amikor a karbonátok és a hidrogén -karbonátok savakkal reagálnak. Szódabikarbóna reagálásakor is kialakul és citromlé vagy ugyanaz a nátrium -hidrogén -karbonát és ecet (fotó).
Alkalmazás
Az élelmiszeripar nem nélkülözheti a szén -dioxid használatát, ahol tartósítószerként és sütőporként ismert, kódja E290. Bármely tűzoltó készülék folyadék formájában tartalmazza.
A tetravalens szén -oxid, amely az erjedés során szabadul fel, jó táplálékul szolgál az akváriumi növények számára. Megtalálható a jól ismert üdítőben is, amelyet sokan elég gyakran vásárolnak az élelmiszerboltban. A dróttal történő hegesztés szén -dioxid környezetben történik, de ha ennek a folyamatnak a hőmérséklete nagyon magas, akkor a szén -dioxid disszociációja kíséri, amelyben oxigén szabadul fel, és oxidálja a fémet. Ekkor a hegesztés nem teljes deoxidátorok (mangán vagy szilícium) nélkül. A kerékpár kerekeit szén -dioxiddal szivattyúzzák, ez a pneumatikus fegyverek dobozában is megtalálható (ezt a fajta gázpalacknak nevezik). Ezenkívül ez a szilárd halmazállapotú oxid, amelyet szárazjégnek neveznek, hűtőközegként szükséges a kereskedelemben, tudományos kutatásés bizonyos berendezések rögzítésekor.
Így hasznos a szén -dioxid az emberek számára. És nem csak az iparban fontos biológiai szerepet is betölt: enélkül a gázcsere, az erek tónusának szabályozása, a fotoszintézis és sok más természetes folyamat nem játszódhat le. De a túl sok vagy hiánya a levegőben egy ideig negatívan befolyásolhatja a fizikai állapot minden élő szervezet.
(Iv) szén -dioxid vagy szén -dioxid. Szén -anhidridnek is nevezik. Teljesen színtelen, szagtalan gáz, savanyú ízű. A szén -dioxid nehezebb, mint a levegő, és nem oldódik jól a vízben. - 78 Celsius fok alatti hőmérsékleten kristályosodik és olyan lesz, mint a hó.
Gáz halmazállapotból ez az anyag szilárd anyaggá alakul, mivel légköri nyomáson folyékony állapotban nem létezhet. A szén -dioxid sűrűsége normál körülmények között 1,97 kg / m3 - 1,5 -szer nagyobb.A szilárd szén -dioxidot szárazjégnek nevezik. Folyékony állapotba, amelyben tárolható hosszú idő, növekvő nyomással elmúlik. Vizsgáljuk meg részletesebben ezt az anyagot és annak tartalmát kémiai szerkezet.
A szén -dioxid, amelynek képlete CO2, szénből és oxigénből áll, és égés vagy bomlás során keletkezik szerves anyag... Szén -monoxid található a levegőben és a földalatti ásványi forrásokban. Az emberek és az állatok szén -dioxidot is kibocsátanak, amikor levegőt lélegeznek ki. A növények fény nélkül engedik el, és a fotoszintézis során intenzíven elnyelik. Az összes élőlény sejtjeinek metabolizmusa miatt a szén -monoxid a környező természet egyik fő összetevője.
Ez a gáz nem mérgező, de ha nagy koncentrációban halmozódik fel, fulladás (hiperkapnia) kezdődhet, és ha hiányos, akkor az ellenkező állapot alakul ki - hypocapnia. A szén -dioxid továbbítja és tükrözi az infravörös sugárzást. Ez közvetlenül befolyásolja a globális felmelegedést. Ez annak köszönhető, hogy a légkörben lévő tartalom szintje folyamatosan növekszik, ami üvegházhatáshoz vezet.
A szén -dioxidot iparilag füstből vagy kemencegázokból, vagy dolomit- és mészkő -karbonátok bontásával állítják elő. E gázok keverékét alaposan mossuk egy speciális kálium -karbonát -oldattal. Ezután bikarbonáttá alakul, és hevítéskor bomlik, ami szén -dioxid felszabadulását eredményezi. Szén -dioxid (H2CO3) képződik vízben oldott szén -dioxidból, de modern körülmények más, progresszívabb módszerekkel. A szén -dioxid tisztítása után azt összenyomják, lehűtik és hengerekbe szivattyúzzák.
Az iparban ezt az anyagot széles körben és univerzálisan használják. Az élelmiszeripari dolgozók kelesztőszerként használják (például tészta készítéséhez) vagy tartósítószerként (E290). A szén -dioxid segítségével különféle tonizáló italokat és szódát állítanak elő, amelyeket nemcsak a gyerekek, hanem a felnőttek is annyira szeretnek. A szén -dioxidot szódabikarbóna, sör, cukor, pezsgők gyártására használják.
A szén -dioxidot hatékony tűzoltó készülékek gyártására is használják. A szén -dioxid segítségével aktív közeg jön létre, amelyre szükség van a hegesztési ív magas hőmérsékletén, a szén -dioxid oxigénné bomlik és szén-monoxid... Az oxigén kölcsönhatásba lép a folyékony fémmel és oxidálja azt. A dobozokban lévő szén -dioxidot légfegyverekben és pisztolyokban használják.
A repülőgépgyártók ezt az anyagot használják modelljeik üzemanyagaként. A szén -dioxid segítségével jelentősen növelheti az üvegházban termesztett növények termelékenységét. Széles körben használják az iparban is, ahol az élelmiszerek sokkal jobban megőrződnek. Hűtőközegként használják a hűtőszekrényekben, fagyasztók, elektromos generátorok és egyéb hő- és villamosenergia -berendezések.
Szén -dioxid (szén -dioxid), Szén -dioxidnak is nevezik, a szénsavas italok nélkülözhetetlen összetevője. Meghatározza az italok ízét és biológiai stabilitását, csillogó és frissítő tulajdonságokat kölcsönöz nekik.
Kémiai tulajdonságok. Kémiai szempontból a szén -dioxid inert. Kiválasztással alakult egy nagy szám hő, mint a szén teljes oxidációjának terméke, nagyon stabil. A szén -dioxid -redukciós reakciók csak magas hőmérsékleten mennek végbe. Így például a káliummal 230 ° C -on kölcsönhatásba lépve a szén -dioxid oxálsavvá redukálódik:
Kémiai kölcsönhatásba lépve a vízzel, a gázzal, oldat -tartalmának legfeljebb 1% -ában, szénsavat képez, H +, HCO 3-, CO 2 3- ionokra disszociálva. Vizes oldatban a szén -dioxid könnyen kémiai reakciókba lép, különféle szén -dioxid -sókat képezve. Ezért a szén -dioxid vizes oldata rendkívül agresszív a fémekkel szemben, és romboló hatással van a betonra is.
Fizikai tulajdonságok. Az italok telítéséhez szén -dioxidot használnak, amelyet folyékony állapotba hoznak préseléssel magas nyomású... A hőmérséklettől és a nyomástól függően a szén -dioxid gáz- vagy szilárd halmazállapotú is lehet. A megadott hőmérsékletnek megfelelő hőmérséklet és nyomás összesített állapot fázis egyensúlyi diagramján láthatók (13. ábra).
Mínusz 56,6 ° C hőmérsékleten és 0,52 MN / m 2 (5,28 kg / cm 2) nyomáson, amely a hármaspontnak felel meg, a szén -dioxid egyidejűleg gáz-, folyékony és szilárd állapotban is lehet. Többel magas hőmérsékletűés nyomás, a szén -dioxid folyékony és gáz halmazállapotú; ezen mutatók alatti hőmérsékleten és nyomáson a gáz, közvetlenül megkerülve a folyékony fázist, gázállapotba kerül (szublimál). Meghaladó hőmérsékleten kritikus hőmérséklet 31,5 ° C, semmilyen nyomás nem képes a szén -dioxidot folyadékként tartani.
Gáz halmazállapotban a szén -dioxid színtelen, szagtalan és enyhén savanyú ízű. 0 ° C hőmérsékleten és légköri nyomás a szén -dioxid sűrűsége 1,9769 kg / l 3; a levegőnél 1529 -szer nehezebb. 0 ° C -on és légköri nyomáson 1 kg gáz 506 liter térfogatot foglal el. A szén -dioxid térfogata, hőmérséklete és nyomása közötti összefüggést az alábbi egyenlet fejezi ki:
ahol V 1 kg gáz térfogata m 3 / kg -ban; T a gáz hőmérséklete ° K -ban; P a gáznyomás N / m 2 -ben; R a gázállandó; A egy további érték, amely figyelembe veszi az ideális gázállapot -egyenlettől való eltérést;
Cseppfolyósított szén -dioxid- színtelen, átlátszó, könnyen mozgó folyadék, emlékeztet megjelenés alkohol vagy éter. A folyadék sűrűsége 0 ° C -on 0,947. 20 ° C hőmérsékleten a cseppfolyósított gázt 6,37 MN / m 2 (65 kg / cm 2) nyomás alatt tárolják acélpalackokban. Amikor szabadon áramlik ki a hengerből, a folyadék elpárolog, és nagy mennyiségű hőt vesz fel. Amikor a hőmérséklet mínusz 78,5 ° C-ra csökken, a folyadék egy része megfagy, és úgynevezett szárazjéggé változik. Keménységét tekintve a szárazjég közel van a krétához, és tompa fehér színű. A szárazjég lassabban párolog, mint a folyadék, miközben közvetlenül gáz halmazállapotúvá válik.
Mínusz 78,9 ° C hőmérsékleten és 1 kg / cm 2 nyomáson (9,8 MN / m 2) a szárazjég szublimációs hője 136,89 kcal / kg (573,57 kJ / kg).
Arról, hogy miért és hogyan kell kezelni az akvárium szén -dioxid tartalmát.
Köztudott, hogy a szén -dioxid létfontosságú a növények számára. A fotoszintézis során asszimilált CO2 a fő építési anyag szerves molekulák szintézisére. És az akváriumi növények sem kivételek. A szén -dioxid hiányában egyszerűen nem lesz miből építeniük szöveteiket, ami nagymértékben lelassítja vagy teljesen leállítja növekedésüket. Másrészt, ha felesleges szén -dioxid van az akvárium vízében, a halak akkor is fulladni kezdenek, ha magas az oxigéntartalom (gyökérhatás). Következésképpen az akvarista, ha csak az élő, és nem a műanyag növényeket és halakat akarja csodálni, képesnek kell lennie arra, hogy a vízben lévő szén -dioxid koncentrációt optimális tartományban tartsa.
Kellő pontossággal az amatőr akvarista számítással meghatározhatja az akváriumvíz szén -dioxid -tartalmát, ha ismeri a víz pH -értékét és karbonátkeménységét, amelyet ebben a cikkben tárgyalunk. De először meg kell válaszolnia a következő kérdést: kell -e egyáltalán egy akvaristának mérnie valamit, majd valamit kiszámítania? Valóban szükséges az algebrai harmónia ellenőrzése? Hiszen a természetben minden képes önszabályozásra. Az akvárium lényegében a természet egy kis „darabja”, és nem kivétel ez alól a szabály alól. Normál (klasszikus) * arányú akváriumban elegendő, de nem nagy számú halakkal a szükséges vízparamétereket általában maguk határozzák meg. Annak érdekében, hogy a jövőben ne térjenek el a normától, szükség van arra, hogy ne túladagoljuk a halakat, rendszeresen és legalább kéthetente egyszer változtassuk meg a vízmennyiség negyedét vagy harmadát. És ez tényleg elég lesz. A halak életük során elegendő mennyiségű szén -dioxidot, nitrátot és foszfátot bocsátanak ki, hogy a növények ne éljenek szegénységben. A növények viszont elegendő oxigént biztosítanak a halaknak. A 19. század utolsó negyede óta (N. F. Zolotnitsky ideje óta) és a 20. század nagy részében szinte minden akvarista ezt tette. Minden rendben volt velük, és sokan közülük egyáltalán nem tudták, mi az akvárium teszt ...
A modern akváriumtartás egyszerűen elképzelhetetlen az akváriumvíz paramétereit meghatározó eszközök használata nélkül. Mi változott?
Technikai lehetőségek! Egy speciális berendezés segítségével elkezdtük becsapni a természetet. Egy kis üvegdobozban, amely valójában egy tipikus beltéri akvárium (és még a beltéri tározó 200-300 literes szilárd térfogata is, mint egy természetes tározóé, nagyon kicsi), lehetővé vált ilyen számú élő szervezet tárolása ez semmiképpen sem áll arányban a rendelkezésre álló természeti erőforrásokkal. Például egy teljesen mozdulatlan és keveredés nélküli akváriumvízben a felszínén 0,5-1 mm mélységben az oxigénmennyiség kétszer akkora lehet, mint néhány centiméteres mélységben. Maga az oxigén levegőből a vízbe történő átvitele nagyon lassú. Egyes kutatók számításai szerint az oxigénmolekula, pusztán a diffúzió miatt, naponta legfeljebb 2 cm -rel mélyülhet el! Ezért anélkül technikai eszközök a víz keverése vagy levegőztetése esetén egyszerűen lehetetlen, hogy az akvarista "extra" halakkal töltse fel az akváriumot. A modern akváriumfelszerelés lehetővé teszi, hogy akváriumba ültessen, és egy ideig sikeresen tartson benne elképzelhetetlen mennyiségű halat a korábbi időkben, és a fényes lámpák nagyon szorosan megtöltik az akváriumot növényekkel, és még az alját is vastag ricia réteggel borítják!
Ez az akvárium aljának töredéke. Sűrűn ültetett talajtakaró növényekkel: Glossostigma elatinoides, jávai moha (Vesicularia dubyana) és Riccia fluitans. Ez utóbbi általában a felszín közelében úszik, de el lehet érni, hogy alul nőjön. Ehhez az akváriumot erősen meg kell világítani, és szén -dioxiddal kell ellátni.
Amano garnélarákja sem véletlenül került a keretbe, akinek gondosan és gondosan ki kell választania az ételmaradékokat a szórólapok vastagságából
De nem szabad elfelejtenünk, hogy a megtévesztett természet attól a pillanattól kezdve, amikor szuper sűrűn benépesítettük az akváriumot élő szervezetekkel, már nem felelős semmiért! Egy ilyen rendszer fenntartható életképessége ma már messze nem garantált. Az ökológiai káoszért, amelyet az akvarista rendezett az akváriumában, ő és csak ő lesz a felelős. Még egy kisebb hiba is környezeti katasztrófához vezet. És annak érdekében, hogy ne tévesszen meg, tudnia kell, hogyan és miért legalább a víz alapvető paraméterei. Ha időben ellenőrzi őket, gyorsan beavatkozhat egy túlnépesedett és ezért instabil rendszer munkájába, ellátva azt a hiányzó erőforrásokkal és eltávolítva a felesleges hulladékot, amelyet maga az akvárium "biocenosis" nem képes hasznosítani. A szén -dioxid elengedhetetlen egy élő növényekkel rendelkező akváriumhoz.
A fotó Takashi Amano moszkvai műhelyében készült 2003 -ban. Ez az akvárium hátulnézete. Mesterséges a háttér itt nem biztosított. A hátsó fal mentén rendkívül sűrűn ültetett növények hozzák létre. Annak érdekében, hogy egymás „megfojtása” nélkül nőjenek fel, több trükköt is használtak egyszerre, az akvárium alapján magas technológiák... Ez egy speciális, többrétegű, nem savasító talaj, amely ásványi anyagokban gazdag, a növények számára elérhető, nagyon fényes fényforrás, speciálisan kiválasztott spektrummal, és természetesen olyan eszköz, amely a vizet CO2-val gazdagítja (mindezt az ADA gyártja)
Része annak a rendszernek, amely szén-dioxid közelről gazdagítja az akvárium vizét. Kívülről egy eszköz van rögzítve, amely lehetővé teszi a gázbuborékok vizuális irányítását az akváriumba. Belsejében diffúzor található. Az érthetőség kedvéért a szeminárium szervezői nagyon erősen bekapcsolták a gázt, és egy egész buborékoszlop emelkedik ki a diffúzorból. Az akváriumi növényeknek nincs szükségük annyi szén -dioxidra. Normál üzemben, amikor sokkal kevesebb gázt szállítanak, szinte semmilyen buboréknak nem szabad látszódnia, mivel a szén -dioxid gyorsan feloldódik a vízben. Így a Takashi Amano "természetes" akváriumának buja növényzete nem nő magától - ehhez speciális felszerelés szükséges. Tehát ez az akvárium nem annyira "természetes", inkább technogén!
Nagyon kevés CO2 található a Föld légkörében - csak 0,03%. Száraz légköri levegőben, normál légköri nyomáson (760 Hgmm), parciális nyomása mindössze 0,2 mm. rt. Művészet. (760 -ból 0,03%). De még ez a nagyon kis mennyiség is elég ahhoz, hogy az akvarista számára értelmes módon jelezze jelenlétét. Például a desztillált vagy jól demineralizált víz, miután elegendő ideig nyitott tartályban állt, hogy legyen ideje egyensúlyba kerülni a légköri levegővel **, enyhén savas lesz. Ez azért fog megtörténni, mert a szén -dioxid feloldódik benne.
A szén -dioxid fent említett parciális nyomása esetén annak vízben való koncentrációja elérheti a 0,6 mg / liter értéket, ami a pH -érték 5,6 közeli értékre csökkenéséhez vezet. Miért? Az a tény, hogy néhány szén -dioxid -molekula (legfeljebb 0,6%) kölcsönhatásba lép a vízmolekulákkal, és szénsavat képez:
CO2 + H2O H2CO3
A szénsav hidrogén-ionra és bikarbonát-ionra disszociál: H2CO3 H + + HCO3-
Ez elegendő a desztillált víz savanyításához. Emlékezzünk vissza, hogy a pH (a víz aktív reakciója) tükrözi a víz hidrogénion -tartalmát. Ez a koncentrációjuk negatív logaritmusa.
A természetben az esőcseppek ugyanúgy megsavanyodnak. Ezért még azokban az ökológiailag tiszta régiókban is, amelyekben nincs kén- és salétromsav az esővízben, még mindig enyhén savas. Ezután áthaladva a talajon, ahol a szén -dioxid -tartalom sokszorosa a légkörnek, a víz még telítettebbé válik szén -dioxiddal.
Ezután a víz mészkövet tartalmazó kőzetekkel kölcsönhatásba lépve a karbonátokat könnyen oldódó bikarbonáttá alakítja:
CaCO3 + H2O + CO2 Ca (HCO3) 2
Ez a reakció visszafordítható. A széndioxid koncentrációjától függően jobbra vagy balra tolható. Ha a CO2-tartalom kellően hosszú ideig stabil marad, akkor ilyen vízben szén-dioxid-mész egyensúly jön létre: új hidrokarbonát-ionok nem keletkeznek. Ha a szén -dioxidot valamilyen módon eltávolítják az egyensúlyi rendszerből, akkor balra tolódik, és gyakorlatilag oldhatatlan kalcium -karbonát válik ki a szénhidrogén -tartalmú oldatból. Ez történik például víz forralásakor (ez ismert módon a karbonátkeménység csökkentése, azaz a Ca (HCO3) 2 és Mg (HCO3) 2 vízben való koncentrációja). Ugyanez a folyamat figyelhető meg az artézi víz egyszerű ülepítésével, amely a föld alatt volt magas vérnyomásés sok szén -dioxid oldódott benne. Ez a víz a felszínen, ahol a CO2 parciális nyomása kicsi, a felesleges szén -dioxidot a légkörbe juttatja, amíg egyensúlyba nem kerül vele. Ugyanakkor fehéres zavarosság jelenik meg benne, amely mészkő részecskékből áll. A cseppkövek és sztalagmitok pontosan ugyanúgy keletkeznek: a föld alatti rétegekből szivárgó víz megszabadul a felesleges szén -dioxidtól, ugyanakkor a kalcium- és magnézium -karbonátoktól. És valójában ugyanaz a reakció fordul elő sok akváriumi növény levelein, amikor erős fényben aktívan fotoszintetizálnak, és a szén -dioxid az akvárium zárt térébe kerül. Itt a leveleik "szürkülni" kezdenek, mivel kalcium -karbonát kéreggel borítják őket, de mivel az összes szabad szén -dioxidot kivonják a vízből, a pH menthetetlenül megemelkedik. A növények általában 8,3-8,5-re tudják emelni az akváriumvíz pH-ját. A víz aktív reakciójának ilyen mutatójával szinte nincsenek szén -dioxid -molekulák, és a növények (azok a fajok, amelyek képesek erre, de sokan meg tudják csinálni) szén -dioxid bikarbonátból történő kivonásával foglalkoznak.
Ca (HCO3) 2 -> CO2 (a növény elnyeli) + CaCO3 + H2O
Általában nem tudják még magasabbra emelni a pH -t, mivel további növekedése nagymértékben rontja a növények funkcionális állapotát: a fotoszintézis, és ezért a CO2 eltávolítása a rendszerből lelassul, és a levegőben lévő szén -dioxid feloldódik vízben, stabilizálja a pH -t. Az akváriumi növények tehát szó szerint megfojthatják egymást. A nyertesek azok a fajok, amelyek jobban kivonják a szén -dioxidot a szénhidrogénekből, és azok, akik nem tudják, hogyan kell ezt megtenni, például a madagaszkári csoport forgószárnyai és aponogetonjai szenvednek. Ezeket a növényeket tartják a legkényesebbnek az akvaristák.
Az akvárium vízinövényei nem a legjobb állapotban vannak. Hosszú ideig fennállt akut szén -dioxid -hiány esetén, majd megszervezték az ellátását. Az eredmények egyértelműek. Friss zöldek a teteje magáért beszél. A szén -dioxid -ellátás hatása különösen észrevehető a forgóknál (Rotala macrandra). Majdnem elpusztultak, amint azt a szárak szinte teljesen levél nélküli alsó részei is bizonyítják, de életre keltek, és gyönyörű vöröses leveleket adtak, amelyek nagyon gyorsan növekedtek már a gázellátás során
Azok a növények, amelyek képesek lebontani a szénhidrogéneket, szívósabbak. Ide tartozik az rdesty, a vallisneria, az echinodorus. Az elodea sűrű bozótja azonban képes megfojtani őket. Az Elodeya még hatékonyabban képes kivonni a bikarbonátba kötött szén -dioxidot:
Ca (HCO3) 2 -> 2CO2 (a növény elnyeli) + Ca (OH) 2
Ha a víz karbonátkeménysége elég magas, akkor ez a folyamat az akváriumi víz pH -értékének 10 -re való emelkedéséhez vezethet, ami nemcsak más növényekre, hanem az akváriumi halak túlnyomó többségére is veszélyes. magas pH -értékű víz esetén lehetetlen számos növényt termeszteni, sőt sok akváriumi halfaj határozottan nem szereti a lúgos vizet.
Lehetséges -e korrigálni a helyzetet az akvárium levegőztetésének növelésével abban az elvárásban, hogy a szén -dioxid nagy oldhatósága miatt az akvárium vize CO2 -vel gazdagodik? Valójában normál légköri nyomáson és 20 ° C hőmérsékleten 1,7 g szén -dioxid oldódhat fel egy liter vízben. Ez azonban csak akkor történne meg, ha a gázfázis, amellyel ez a víz érintkezik, teljes egészében CO2 -ból állna. És amikor a légköri levegővel érintkezik, amely 1 liter vízben csak 0,03% CO2 -t tartalmaz, ebből a levegőből csak 0,6 mg távozhat - ez az egyensúlyi koncentráció, amely megfelel a légköri széndioxid parciális nyomásának a tengerszinten. Ha az akvárium vízében alacsonyabb a szén -dioxid -tartalom, akkor a levegőztetés valóban 0,6 mg / l koncentrációra emeli és nem többre! De általában a szén -dioxid -tartalom az akvárium vízében még mindig magasabb, mint a megadott érték, és a levegőztetés csak a CO2 elvesztéséhez vezet.
A probléma megoldható a szén -dioxid mesterséges betáplálásával az akváriumba, különösen azért, mert ez egyáltalán nem nehéz. Ebben az esetben megteheti a márkás berendezések nélkül is, de egyszerűen használja az alkoholos erjedés folyamatait cukoroldatban élesztővel és néhány más rendkívül egyszerű eszközzel, amelyeket rövidesen megvitatunk.
Itt azonban tisztában kell lennünk azzal, hogy ezzel ismét megtévesztjük a természetet. Az akvárium vizének meggondolatlan szén -dioxiddal való telítése nem vezet semmi jóhoz. Így gyorsan megölheti a halakat, majd a növényeket. A szén -dioxid -ellátás folyamatát szigorúan ellenőrizni kell. Megállapították, hogy a halak esetében a CO2 koncentrációja az akvárium vízében nem haladhatja meg a 30 mg / l -t. És számos esetben ennek az értéknek legalább egyharmaddal kevesebbnek kell lennie. Emlékezzünk vissza, hogy az erős pH -ingadozások a halakra is károsak, és a további szén -dioxid -ellátás gyorsan savanyítja a vizet.
Hogyan lehet felmérni a szén -dioxid -tartalmat, és biztosítani, hogy amikor a víz telített ezzel a gázzal, a pH -értékek jelentéktelen mértékben ingadoznak, és a halak számára elfogadható tartományban maradnak? Itt nem leszünk képesek képletek és matematikai számítások nélkül: az akváriumi víz hidrokémiája sajnos meglehetősen "száraz" téma.
Az édesvízi akvárium szén-dioxid-, hidrogén- és szénhidrogén-ion-koncentrációi közötti összefüggés a Henderson-Hasselbach-egyenletet tükrözi, amely esetünkben a következő lesz:
/ = K1
ahol K1 a szénsav látszólagos disszociációs állandója az első szakaszban, figyelembe véve az ionok egyensúlyát a vízben lévő teljes szén -dioxid -mennyiséggel - az összes analitikusan meghatározott szén -dioxidot (azaz egyszerűen oldott CO2 -molekulákat és hidratált molekulákat) szénsav formájában - H2CO3). 25 ° C hőmérséklet esetén ez az állandó 4,5 * 10-7. A szögletes zárójelek a moláris koncentrációt jelölik.
A képlet konvertálása a következőket eredményezi:
A pH értékek és standard akvárium tesztekkel határozhatók meg. Meg kell jegyezni, hogy a KH -teszt meghatározza a vízben lévő hidrokarbonát -ionok tartalmát (és nem a kalcium -ionokat), és alkalmas a mi céljainkra. Használatának egyetlen kellemetlensége a fokok M -re való átváltásának szükségességével jár, ami azonban egyáltalán nem nehéz. Ehhez elegendő a vizsgálati eljárás elvégzése után kapott karbonát keménység értékét fokokban elosztani 2,804 -gyel. A hidrogénionok pH -ban kifejezett koncentrációját is át kell alakítani M -re, ehhez 10 -et a pH -értékkel egyenlő teljesítményre kell emelni negatív előjellel:
A (2) képlet által kiszámított érték M -ből mg / l CO2 -ra való átszámításához szorozza meg 44000 -gyel.
A Henderson-Hasselbach-egyenlet segítségével ki lehet számítani az összes analitikusan meghatározott szén-dioxid koncentrációját az akváriumban, ha az akvarista nem használt speciális reagenseket a pH stabilizálására, és a humusz- és más szerves savak tartalma mérsékelt (kellő pontossággal egy amatőr számára, ez az akvárium vizének színéből ítélhető meg: ha nem úgy néz ki, mint az Amazonas "fekete vize", színtelen vagy csak enyhén színezett, akkor nincs sok közülük ott).
Azok, akik rövid lábon állnak számítógéppel, különösen táblázatok Az Exel a fenti képlet és a K1 érték alapján részletes táblázatokat állíthat össze, amelyek tükrözik a szén -dioxid tartalmat a karbonát keménységétől és a pH -tól függően. Itt adunk egy ilyen táblázat rövidített változatát, amely remélhetőleg a hobbik számára hasznos, lehetővé teszi számunkra, hogy azonnal automatikusan kiszámítsuk a víz szén -dioxid -tartalmát:
Az akváriumban lévő víz minimális pH -értékei egy adott karbonátkeménységhez, amelynél a szén -dioxid -tartalom még nem veszélyes a halakra (piros számok az oszlopokban), és a maximális megengedett pH -értékek, amelyeknél a fotoszintézis zajlik még mindig nagyon hatékony azokban az üzemekben, amelyek nem tudják kivonni a szén -dioxidot a szénhidrogénekből. 25 ° C -ra.
Ha úgy dönt, hogy szén -dioxidot juttat az akváriumba, akkor állítsa be az ellátást úgy, hogy a megfelelő karbonátkeménység pH -értéke a piros és a zöld szám közé essen. A nappali órákban a víz aktív reakciója megváltozik (általában a pH emelkedik), és ezt a körülményt figyelembe kell venni a berendezés felállításakor. Próbálja meg beállítani az intervallum közepét, akkor a pH -érték nagy valószínűséggel nem ugrik ki a határaiból. Ha a CO2 -ellátást egy pH -szabályozó szabályozza, amely leállítja a gázellátást, amikor a pH -érték egy előre meghatározott szintre csökken, akkor ez a szint nem lehet alacsonyabb a halaknál megengedett minimális értéknél. A pH -szabályozó használata a leghatékonyabb és legbiztonságosabb, de maga a szabályozó viszonylag drága.
Tovább előtér Ez a fénykép egy másik Rotala wallichii. Bal oldalon egy folyami világítótorony (Mayaca fluviatilis) látható. Szereti a vízben lévő szabad szén -dioxidot is. Nál nél megfelelő világításés az akvárium szén-dioxid-tartalma körülbelül 15-20 mg / l, ezek vízi növények oxigénbuborékokkal borított, a fotoszintézis olyan hatékony
Ezenkívül a növényeket CO2 -vel etetheti az akváriumba helyezett speciális tablettákkal, speciális eszközben. Fokozatosan széndioxidot bocsátanak ki a vízbe. Ugyanebből a célból, a nappali órák elején enyhén mineralizált szénsavas vizet adhat az akváriumhoz (természetesen élelmiszer-adalékok!). Az ebben a cikkben található táblázat és számológép segít felmérni, hogy ezek az intézkedések mennyire hatékonyak.
A táblázat bemutatja azokat a pH -értékeket is, amelyeket adott karbonátkeménység mellett egy jól levegőztetett víz szerez be a helyiség akváriumában, ha közepesen benépesített halakkal, és ha a víz oxidálhatósága nem magas. Más szóval, ha hirtelen leáll a szén -dioxid -ellátás az akváriumba, akkor várható, hogy a víz pH -ja néhány órán belül megközelítőleg ezekre az értékekre emelkedik. A táblázat utolsó sorában szereplő számok egy adott karbonátkeménységű víz pH -ja, amely egyensúlyban van a légkörrel. Látható, hogy még magasabbak. A természetes tározókban, a tiszta folyók zuhatagában, ahol a víz felforr, és minden felesleges (nem egyensúlyi) szén-dioxidot kibocsát a légkörbe, ilyen pH-értékek valóban megtörténnek. A helyiségekben a szén -dioxid parciális nyomása a levegőben magasabb, mint a szabadban, és az akvárium talajában és szűrőjében lejátszódó folyamatok szén -dioxid és hidrogénionok képződéséhez vezetnek. Mindez magasabb szén -dioxid -tartalmat biztosít az akváriumok vizében, mint természetes körülmények között, és a bennük lévő víz, azonos karbonátkeménységgel, savasabbnak bizonyul.
Most figyeljünk a következő tényre. A szénsav, amely a légköri szén -dioxid vízben való oldódásakor keletkezik, csökkenti a desztillált víz pH -ját 5,6 -ra, és a karbonátkeménységű, például 5 kN -os víz, amely egyensúlyban van a légköri gázokkal, aktív reakciója 8.4. A következő minta könnyen nyomon követhető: minél nagyobb a víz karbonátkeménysége, annál lúgosabb. Valójában ezt a szabályt sokan ismerik, de nem minden akvarista ismeri, hogy karbonátos keménységről beszélünk. Valóban, ha csak természetes édesvizekkel van dolgában, amelyekben a karbonátkeménység általában nagyon jelentős mértékben járul hozzá az összeshez, akkor nem kell gondolkodnia, de a mesterségesen készített vízben minden más lehet. Például kalcium -klorid hozzáadása növeli a víz keménységét, de nem növeli a pH -t. Az a tény, hogy a természetes vizek általában enyhén lúgos aktív reakciót mutatnak, pontosan a szénhidrogén -ionok jelenlétének köszönhető. A vízben oldott szén-dioxiddal együtt szén-hidrogén-karbonát pufferrendszert képeznek, amely minél jobban stabilizálja a víz pH-ját az lúgos tartományban, annál magasabb a bikarbonát koncentráció (karbonát keménység). Ahhoz, hogy megértsük, miért történik ez, és hogy az akvárium számára optimális karbonátkeménységi értékeket válasszunk, ismét a Henderson-Hasselbach képlethez kell fordulnunk.
V. Kovalev,
* Az akvárium klasszikus arányai a következők: a szélesség a magassággal egyenlő vagy legfeljebb egy negyedével kisebb. A magasság nem haladja meg az 50 cm -t, a hossza elvileg nem korlátozott. Példa erre egy 1 m hosszú, 40 cm széles és 50 cm magas akvárium.A biológiai egyensúlyt egy ilyen helyiségtartályban viszonylag könnyű megállapítani.
** A légköri levegővel való egyensúly alatt olyan vízállapotot értünk, amikor a benne oldott gázok koncentrációja (feszültsége) megfelel ezeknek a gázoknak a légkörben lévő résznyomásának. Ha bármely gáz nyomása csökken, akkor ennek a gáznak a molekulái elkezdenek kilépni a vízből, amíg ismét el nem éri az egyensúlyi koncentrációt. Ezzel szemben, ha a gáz víz feletti parciális nyomása megnő, akkor ebből a gázból több fog feloldódni a vízben.
