Главная  /  Статьи и советы  /  Жесткость воды

  Про Ассоциацию
Департамент содействия развитию аквариумного дизайна
Членство в Ассоциации
Устав Ассоциации
Представители в регионах
Kлубы аквариумистов
Справочная информация



Новости
Статьи и советы
Что и где купить - партнерская программа
Календарь выставок, семинаров, конкурсов
Аквафорум
Фотогалерея
Музей аквариумистики
Карта сайта

Жесткость воды


Жесткость воды

Автор: larry/creative.net (Larry Frank)
16 Дек 1997
Перевод на русский язык: Е.Л. (yevlem@yahoo.com)
Оригинальный текст:  http://www.thekrib.com/Plants/CO2/hardness-larryfrank.html

После прочтения всех сообщений, касающихся жесткости и щелочности, я попытался пройтись по аквариумной литературе, имеющейся в моем распоряжении и внести некоторую ясность во все различные определения. Я также постарался понять как это все влияет на содержание CO2 в воде. Нижеуказанное является плодом моих трудов. Выражаю благодарность Дейву ( eworobe-at-cc.UManitoba.CA) за его помощь в разъяснении понятия щелочности. Ответственность за ошибки я принимаю на себя, а не на него.

Жесткость воды

Все источники пресной воды содержат кальций и магний в различных количествах. Эти элементы присутствуют в виде катионов с 2+ зарядом. Соединяясь с отрицательно-заряженными анионами, они образуют соли. Наиболее важными анионами являются бикарбонаты HCO 3-, карбонаты CO32- и сульфаты SO42- .

Общая жесткость (GH) измеряет катионы (положительный заряд) кальция и магния.

Карбонатная жесткость (KH) относится только к анионам бикарбоната и карбоната (отрицательный заряд), но не измеряет сульфаты и прочие анионы.

Карбонатная жесткость явялется путанным термином потому что ссылается на жесткость, но в реальности имеет отношение к щелочности (способности раствора противостоять изменению pH при добавлении кислоты) карбонатного и бикарбонатного происхождения. Прочие анионы (такие как гидроксиды, бораты, силикаты и фосфаты) также могут влиять на щелочность. Чтобы быть абсолютно корректным, вам НИКОГДА не следует использовать термин 'KH'; в то же время, он часто используется в аквариумной литературе. Следует отметить, что все таки бикарбонатная/карбонатная буферная система представляет большинство щелочности в аквариумах с аквариумными растениями.

KH и GH обычно близки между собой, но GH может быть такой же, большей или меньшей чем KH, в зависимости от содержания катионов и анионов в образце. Например, большое количество NaHCO3 поднимет показатель (KH), но не окажет влияния на (GH). Большое количество MgSO4 поднимет показатель (GH),но не (KH).

Обычно, в пресной воде большинствок атионов представлены кальцием и магнием ( в пропорции 3:1) и большинство анионов – карбонатами. Уровни (GH) и (KH) часто будут похожими.

Единицы измерения

Было бы разумным измерять общую жесткость через количество ионов/литр или молярность, но эти единицы не используются. Общераспространенными единицами измерения, используемыми в литературе, являются градусы общей жесткости dGH (GH) из немецкой системы или промили (ppm –parts per million – частиц на миллион) Ca из CaCO3. Карбонатная жесткость (KH) –это термин, который не имеет ничего общего с жетскостью, но представляет собой количественный эквивалент карбоната и бикарбоната, который влияет на щелочность или кислотную буфферную емкость. (KH) соотносится с промилями CO3 из CaCO3.

Перевод из dGH и dKH в промили CaCO3 может быть произведен путем умножения на 17.86

Как был получен коэффициент перевода:

По определению, 1dGH = 10 мг/литр CaO

Атомный вес Ca = 40, O = 16, CaO = 56

Таким образом, 10 мг/литр CaO содержит 40/56 *10 = 7.143 мг/литр Ca

По определению, промили ( ppm )Ca определяют не элементарный кальций , но миллионые частицы CaCO3.

Атомный вес CaCO3 = 100

Таким образом, 7.143 мг/литр элементарного Ca будут выражены как 100/40 * 7.143 = 17.8575 мг/литр (промили)CaCO3.

1dGH = 17.86 промили CaCO3 и 7.143 промили Ca2+.

(KH)

1 dGH определяется как 10 мг/литр CaO, что может быть выражено в промилях CaCO3 как указано выше. Теперь определение для dKH должно быть сделано из количества карбоната в 17.86 промилях CaCO3 , что не имеет отношения к GH, определяемому через CaO! Исторически, GH должно быть , во-первых, определялось через CaO, жесткость через промили CaCO 3 в-вторых, затем KH в-третьих?

1dKH = 17.86 промиль CaCO3

Из вышесказанного; 1dKH = 17.8575 мг/литр CaCO3. 7.143 мг/литр из этого - Ca, остальное ;(17.8575-7.143)= 10.7145мг/литр CO3

1dKH = 10.7145 промиль CO3

Для бикарбоната:

CaCO3 формирует Ca(HCO3)2 в воде при уровне pH менее чем 10.25 . (Два бикарбоната формируются из каждого иона карбоната):

CaCO3 + H20 + CO2 ---> Ca(HCO3)2

CO3 mw (молекулярный вес) = 60
HCO3 mw (молекулярный вес) = 61

Таким образом, 10.7145мг/литр CO3 из CaCO3 (каждый CO3 карбонатный анион формирует два HCO3 бикарбонатных аниона; 61/60*2 *10.7=21.8 мг/литр HCO3

Другой способ этого рассчета подразумевает использование молярности:

1dKH = 17.86 мг/литр CaCO3
mw CaCO3 = 100

17.86 мг/литр CaCO3 = 0.179 m (Моль) CaCO3

Это даст 2* .179 m Моль = .358 m Моль
Умножая моли *mw даст нам мг:
0.358*61(mw HCO3) = 21.8 мг/литр HCO3

1dKH = 21.8 промилей HCO3

Как использовать эти коэффициенты перевода:

Если Вам известна щелочность или жесткость в промилях (ppm), разделите на 17.86 чтобы получить градусы.

Если Вы хотите поднять щелочность на 1 dKH, используя CaCO3 - используйте 17,86 мг CaCO3

Если Вы хотите поднять щелочность на 1 dKH, используя NaHCO3 :

mw Na = 23
mw HCO3= 61
mw NaHCO3= 84

1dKH= 21.8 промиль HCO3
21.8 *84/61=30 мг/литр of NaHCO3

Используя молярность:
0.358 mМолей * 84(mwNaHCO3) = 30 мг/литр NaHCO3

CO2, Кислотность (pH) и Карбонатная Щелочность

CO2, pH и карбонаты взаимосвязаны при помощи следующих трех уравнений::

1.

CO2 + H20

<------>

H2CO2 (Углекислота)

2.

H2CO2

<------>

H+ + HCO3- (Бикарбонат)

3.

HCO3-

<------>

H+ + CO32- (Карбонат)

Пример того, как увеличение карбонатов либо приведет к увеличению уровня pH либо потребует уравновешивающей добавки CO2 для поддержания уровня pH.

Если NaHCO2 добавялется в аквариумную воду, дополнительные карбонатные ионы приведут к смещению реакции в уравнении (2) в левую сторону. Это приведет к формированию бОльшего количества угольной кислоты, связывающей H+ ион и, таким образом, к повышению уровня pH. Дополнительная углекислота сместит реакцию в уравнении (1) в левую сторону, создавая CO2 , который будет рассеиваться из раствора, приводя равновесие на более высокий уровень pH. Для поддержания равновесия на первоначальном уровне pH, уравнения (1) и (2) должны быть опять смещены вправо. Это может быть достигнуто благодаря добавкам дополнительного CO2 в аквариум. (Уравнение (3) приобретает важность как только pH достигает значения 10.25)

Эти взаимоотношения выражены в знакомой таблице, где сведедны показатели KH/pH и количество необходимого в растворе для поддержания определенного уровня pH. Чем выше уровень карбонатов/бикарбонатов в аквариуме, тем большее количество CO2 необходимо для поддержания определенного уровня pH.

    pH   6.0   6.2   6.4   6.6    6.8   7.0   7.2   7.4   7.6   7.8   8.0
 .........___________________________________________________
KH
0.5 |      15   9.3   5.9   3.7   2.4   1.5   .93   .59   .37   .24   .15
1.0 |      30  18.6  11.8   7.4   4.7   3.0   1.7   1.2   .74   .47   .30
1.5 |      44   28   17.6  11.1   7.0   4.4   2.8   1.8   1.11  .70   .44
2.0 |      59   37    24   14.8   9.4   5.9   3.7   2.4   1.48  .94   .59
2.5 |      73   46    30   18.5   11.8  7.3   4.6   3.0   1.85 1.18   .73
3.0 |      87   56    35    22    14.0  8.7   5.6   3.5   2.2  1.40   .87
3.5 |     103   65    41    26    16.4 10.3   6.5   4.1   2.6  1.64  1.03
4.0 |     118   75    47    30    18.7 11.8   7.5   4.7   3.0  1.87  1.18
5.0 |     147   93    59    37     23   14.7  9.3   5.9   3.7   2.3  1.47
6.0 |     177  112    71    45     28   17.7  11.2  7.1   4.5   2.8  1.77
8.0 |     240  149    94    59     37    24   14.9  9.4   5.9   3.7   2.4
10. |     300  186    118   74     47    30   18.6  11.8  7.4   4.7   3.0
15. |     440  280    176  111     70    44    28   17.6  11.1  7.0   4.4
20. |     590  370    240  148     94    59    37    24   14.8  9.4   5.9

CO2 мг/литр

CO2 превышающий 40 мг/литр вредит рыбам. Используя эту таблицу, в которой щелочность воды бикарбонатного происхождения сбалансирована с определенным уровнем pH при помощи CO2 для контроля pH, убедитесь, что Вам не потребуется использование нездорового количества CO2.





Версия для печати

Контактная информация

 
Вся информация, находящаяся на данном сервере
защищена законом об авторских правах.
Распространение информации с сервера на любых
носителях и в любом виде возможна только после
согласования с администрацией



Наша почта: info@aquariumist.in.ua   Телефон: +38 067 419-64-34