Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Новости сайта "Аквариум с нуля!"

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 162 RSS
←   Декабрь 2008   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://aqua.zoomoskva.ru
Открыта: 12-09-2008

Автор
Егор Мальцев

Статистика

162 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Заполнение теоретического отдела. Кислотно-щелочное равновесие в аквариуме, понятие рН


| карта сайта | написать автору |

Новости сайта

Аквариум с нуля!

Привет всем начинающим аквариумистам, как профессиональным новичкам-старожилам, так и недавно присоединившимся новичкам-дилетантам! ;)

Продолжаем заполнять сайт всякими полезностями, и сегодня наша повестка дня - заполнение теоретического раздела ;) Надеюсь, что среда - самый подходящий день для освежения в памяти миниатюрных фрагментов математики и химии из самой начальной школы :) Итак,

pH

Кислотность аквариумной воды

Логарифмы

Известный ныне как большой администратор науки, ректор МГУ профессор математики В. Садовничий, по его собственному признанию, явился когда-то поступать в Университет, не зная логарифмов. Времена были тяжёлые, школьное образование отчаяно хромало, и логарифмы действительно понимали далеко не все абитуриенты. Но за светлую голову его тогда всё же взяли на мехмат, тем более что логарифмы наш абитуриент освоил уже в процессе экзамена...

Жизнь показывает, что природа, особенно в части биохимии, "живёт" в основном экспоненциальными (степенными) зависимостями. Поэтому осознание логарифма в старших классах начальной школы если не жизненно необходимо, то по крайней мере чрезвычайно полезно для самосохранения. Ну а поскольку даже у некоторых современных выпускников ВУЗов (особенно гуманитарных) логарифмы напрочь стираются из памяти сразу после соответствующих экзаменов, то мы сейчас это дело и освежим :)

Например, чтобы выразить мысль, что число 8 получается возведением 2 в степень 3 (т.е. 2*2*2=8), мы напишем:

2³=8 или log28=3
(два в кубе равно восьми, или логарифм восьми по основанию два равен трём)

Кислотность водных растворов

Теперь из 7го класса алгебры перемещаемся в 8й класс химии: кислотность водного раствора обуславливается наличием в нём ионов водорода - H+ (это простейшее "школьное" определение кислоты, но нам для аквариумистики его здесь вполне достаточно). В каких-то количествах ионы водорода присутствуют и в самой чистой воде по причине её собственной диссоциации: H2O = H+ + OH- (на самом деле всё гораздо сложнее, но нам опять сгодится эта школьная модель). В чистой воде при комнатной температуре концентрация ионов водорода составляет примерно 0,0000001 г/л, т.е. ~10-7моль/л. "По-умному" это записывается так: [H+]=10-7. Если мы в литр чистой воды вольём например 1 мл концентрированой соляной кислоты, то ионов водорода станет в сто тысяч раз больше, т.е. [H+]=10-2.

Вот мы и подошли к определению рН

Для краткости записи, чтобы не таскать эти "десятки" и "минусы", сведущие в математике химики придумали не писать повсюду концентрацию ионов водорода открытым текстом, но использовать отрицательный десятичный логарифм концентрации, обозначая его как pH (читается [пэаш]). т.е.:

pH= -log 10 [H+], или ещё короче: pH= -lg[H+]

Таким образом, мысль из предыдущего абзаца "в чистой воде при комнатной температуре концентрация ионов водорода составляет примерно ~10-7моль/л" можно выразить гораздо короче: рН чистой воды 7. Такое значение рН соответствует нейтральной среде.

В растворе с рН 6 ионов водорода в 10 раз больше, а например при рН 10 - в тысячу раз меньше, чем в чистой воде, т.е по сравнению с нейтральной средой. В первом случае (рН 6) раствор называем "слабокислым" (почти нейтральным), а во втором (рН 10) - "щелочным".

Значения рН некоторых распространённых растворов

растворрН (реакция)примечание
концентрированная соляная или азотная кислота-1 (сильнокислая)при соприкосновении вызывает сильные ожоги кожных покровов, разъедает текстильные и живые ткани.
кислая среда желудка3 (сильнокислая)требуется для работы пищеварительных ферментов типа пепсина
слабые органические к-ты практически любой концентрации, например уксусная к-та4,5-4,7 (кислая)при замачивании мяса в уксусе (маринование) разрушаются известковые "домики" личинок многих глистов, что особенно актуально при обработке дичи, свинины и осетровых рыб. Вызывает ожоги на слизистых оболочках.
водопроводная вода6,5 (слабокислая)"Уползание" рН в кислую сторону обусловлено растворённым углекислым газом (СО2), которого вода успевает нахвататься в пути до крана.
дистиллированная вода7 (нейтральная)при комнатной температуре 20-25°C
кровь, ткани организма7,2-7,4 ("физиологическая")зависит в основном от состава перевариваемой пищи и отчасти от индивидуальных особенностей организма.
р-р питьевой соды
(бикарбонат натрия)		ок. 8 (слабощелочная)Значение близко к рН морской воды
раствор мыла9-11 (щелочная)зависит от сорта мыла, практически безопасный для тканей, но благодаря химической природе мыла, уже "убивает все известные микробы наповал"(с) :)
р-р соды (карбонат натрия aka кальцинированная сода), большинство стиральных порошков на фосфатах натрия/калия.12 (щелочная)Вызывает ожоги на слизистых оболочках. Растворяется защитная оксидная плёнка на алюминии (после чего алюминий легко разрушается водой). Медленно растворяет (выщелачивает) кремнезём (стекло, песок, кварц)
р-р сильной щёлочи (гидроксиды натрия/калия, состоящее из них моющее средство "Шуманит")13-15 в зависимости от концентрации (сильнощелочная)при контакте со щёлочью синтетические волокна/ткани необратимо "съёживаются" в шарики, натуральные волокна медленно растворяются (гидролиз до сахаров и аминокислот), вызывает сильные ожоги кожи.

После ознакомления с рН основных бытовых растворов можно переходить к применению понятия

Кислотность в аквариумной воде

Все популярные аквариумные гидробионты приспособлены к обитанию в преимущественно нейтральной среде (pH 7), либо с незначительными отклонениями от нейтральной в слабокислую или слабощелочную сторону, т.е. обычные значения рН аквариумной воды колеблются в диапазоне 6-8. Но иногда могут отклоняться в кислую сторону до 5,5 для "экстремалов" южного бассейна Амазонки типа неоновой тетры (в простонародье - неон) и в щелочную до 8,5-9 для малавийских цихлид.

Причины сдвига рН в аквариуме

Существенное понижение рН обычно происходит

  • при обогащении воды углекислым газом (для усиления роста растений в голландских аквариумах)
  • или в очень старой, давно несменяемой воде из-за накопления органических кислот как продукта гниения накапливающейся органики, в основном растительного происхождения ("старая" вода обычно имеет желтоватый оттенок за счёт повышенного содержания гуминовых к-т).

Оба варианта сильного закисления чреваты закислением ораганизма водных животных (ацидоз), а второй - ещё и отравлением продуктами разложения. В первом случае необходимо специально подбирать ацидофильных гидробионтов и внимательно контролировать подачу углекислого газа. Во втором - плавно выходить на оптимальный режим подмен воды.

Более подробно о взаимосвязи жёсткости воды с кислотно-основным равновесием.

В следующих выпусках - продолжение начал гидрохимии - про жёсткость (dH) воды, взаимосвязь кислотности и жёсткости, а также про аквариумных улиток...

На сегодня пока всё, до следующего выпуска!

©opyright Егор Мальцев
любые попытки украсть содержимое
будут сурово пресекаться!
В избранное