Alkalnost vode

[boban]

Napomena:
Ovaj teks je predvidjen za odeljak "Tekstovi" i bice premesten nakon malog korigovanja, ne sustine vec estetike
Diskusija moze da se vodi ovde stim sto ce umesto teksta stajati link ka testu.



Bilo da se radi o slatkovodnoj ili morskoj akvaristici alkalnost vode je izuzetno vazan faktor koji nikako ne bi smeli da zanemarimo. Posmatrajuci diskusije po pitanju alkalnosti vrlo lako se zakljucuje da je ovaj deo dosta strani za mnoge akvariste i da lako ulaze u zamke koje proizilaze iz svega toga. Jedna velika prepreka razumevanja alkalnosti vode je nekako bas njegova akvaristicka definicija koja se srece na nasim internet stranicama gde se ona usko povezuje sa karbonatnom tvrdocom vode i u tom smislu se daju definicije. Karbonatna tvrdoca vode jednaka je alkalnosti iste samo u jednom cistom zatvorenom karbonatnom sistemu a takav sitem se samo nalazi u nekim laboratorijskim uslovima i nigde vise. Dodatnu zbrku ovome daje cinjenica da je karbonatna tvrdoca industrijska definicija kao i nacin merenja gde se iz poznatih razloga zanemaruju mnogi faktori koji nisu vazni za neki dati tehnoloski proces.

Izjednacavanjem alkalnosti i tvrdoce vode moze da se tolerise u slatkovodnoj akvaristici sve dotle dokle god mi ne pokusavamo da korigujemo kvalitet vode ili pocnemo da prihranjujemo biljke bilo putem hranjive podloge ili na neki drugi nacin. U jedanom takavom korigovanom sistemu alkalnost vode se znatno menja i tu postaje potpuno neprihvatljivo da se alkalnost vode povezuje samo sa prisustvom karbobata i bikarbonata u vodi i takvo direktno povezivanje nas vodi u totalno konfuznu situaciju gde nepostoji neko logicno objasnjenje za neki moguci rezultat merenja.

Kada je u pitanju morska akvaristika onda alkalnost vode je jedno od glavnih pitanja jer je to jedan od nekoliko najbitnijih faktora od kojih zavisi stabilnost jednog sistema. Neretko vidjamo da akvaristi imaju problema sa pH koji je direktna posledica poremecene zeljene alkalnosti vode i tu je totalno neprihvatljivo govoriti o karbonatnoj tvrdoci vode.


Posto je akvarijum jedan otvoreni sistem evo da pogledamo sta sve to utice na hemizam vode odnosno koji su to izvori:

- Aeracija je jedan veliki faktor koji utice na hemizam vode. Vazduh sadrzi cestice "aerosol" kao i gasove koje mogu znatno da uticu na hemizam vode. Po ovom pitanju je vazna i sama lokacija akvarijuma. Glavne necistice kojima je izlozena voda su HCl, HNO₃, H₂SO₄ kao kiseline koje su ispustene u atmosferu odnosno njihovi anhidridi zatim NH₃, CaCO₃, MgCO₃ kao baze i druge soli putem prasine (aerosol) i to KCl, NaCl, CuSO₄, SiO₂ i alumosilikati. Ovo bi ujedno bio i priblizan sastav kisnice a kolicina ovih navedenih jedinjenja u sustini zavisi od lokacije.

- Podloga u akvarijumu je prica sama za sebe i tu sve zavisi sta mi koristimo kao podlogu. Podloga je u osnovi veliki izvor karbonata kalcijuma i magnezijuma sto je posebno izrazeno u podlogama za morsku akvaristiku dok u slatkovodnoj podloga je obicno veliki izvor silikata, sulfata, karbonata, gvozdja, mnogih kompleksnih jedinjenja itd.

- Sam kvalitet vode koju mi koristimo za akvarijum i sastav vode se totalno razlikuje od mesta do mesta.

- Dodaci kao sto je humus ili drvo koji ispustaju organske kiseline.

- Respiracija ima izuzetno veliki uticaj na hemizam vode i neretko je jedan od glavnih uzrocnika nezeljenog kvaliteta vode.

- Fotosinteza ima znatan uticaj na hemizam vode i dovodi do promene alkalnosti vode. Ta promena moze da ide u oba smera.

- Dodavanjem raznih soli i organskih kiselina koji su po pravilu prisutni u komercijalnoj hrani za ribe.


Kao sto se vidi iz gore navedenog nas akvarijum je jedan otvoreni sistem gde mnoge stvari uticu na kvalitet vode koje je sve tesko i nabrojati i u sustini mi nebi ni trebali da se zamaramo svim tim stvarima vec samo da iskoristimo sponu koja ih spaja a to je alkalnost.


Ako mi sve ovo gore napisano na momenat prebacimo u okvire hemije onda mi ovde govorimo o kiselinama i bazama prisutnim u akvarijumskoj vodi. Mi tu kao interesantnu i vaznu stvar za akvaristiku izdvajamo faktor intenziteta ( aktivnosti ) vodonicnog jona ili protona poznat nam kao pH i faktor kiselinskog neutralizacionog kapaciteta koji je u stvari alkalnost a mi u akvaristici je zdusno nazivamo karbonatnom tvrdocom vode sto je totalno pogresno.


Priroda kiselina i baza zasnovana je na cinjenici da proton nemoze da postoji kao samostalan jon vec da snazno reaguje sa molekulima vode gradeci jedan kopleks, na primer (H7O3)⁺ ili (H9O4)⁺ . Radi pojednostavljanja mi u praksi pisemo H⁺ ili H3O⁺. Cela reakcija se predstavlja na sledeci nacin:

Kiselina 1 + Baza 2 = Kiselina 2 + Baza 1

Kada je voda u pitanju onda to izgleda ovako:

H₂O (k1) + H₂O (b2) = H₃O⁺ (k2) + OH^- (b1)

Da se mnogo ne zadrzavam ovim delom vec tu samo da napomenem da mi kiseline i baze delimo na jake i slabe u zavisnosti od njihove tendencije da otpuste ili prime protone . Ovo je vrlo bitno jer u zavisnosti od kombinacije nastale soli reaguju kao kisele, bazne ili neutralne.


U skoro svim diskusijama po pitanju karbonatne tvrdoce vode mi uglavnom vidimo izraz slican ovome:

[karbonatna tvrdoca] = [HCO₃^-] + 2[CO₃^2-] + [OH^-] - [H⁺]

Kao sto sam vec naveo ovaj izraz je sasvim tacan ali mi u praksi nigde nesrecemo takav slucaj i to je totalno daleko od nase realnosti i nasa akvarijumska voda je mnogo bliza izrazu koji sledi:

[Alkalnost] = [HCO₃^-] + 2[CO₃ ^2-] + [OH^-] + [NH₃] + [HS^-] + 2[S^2-] + [H₃SiO₄^-] + 2 [H₂SiO₄^2-] + [B(OH)₄^-] + [organski kiselinski ostatak^-] + [HPO4^2-] + 2[PO₄^3-] + [OH^-] - [H⁺]

Ovaj gornji izraz nedvosmisleno pokazuje sta mi merimo kada koristimo tester koji ima oznaku KH.

Da bi mi razumeli sustinu svega ovoga mi treba da prodiskutujemo princip merenja alkalnosti a da bi sve pojednostavnili izostavicemo alternativnu definiciju alkalnosti. Bez obzira na to obe definicije su zasnovane na stanju protona na nekom referentnom nivou. Dobar nacin da se sve ovo objasni je jedan zatvoreni karbonatni sistem gde imamo:

[karbonatna alkalnost] = [HCO₃^-] + 2[CO₃^2-] + [OH^-] - [H⁺]

Posto se alkalnost odredjuje acidimetrijskom metodom onda operativna definicija alkalnosti za ovaj slucaj bi bila ovakva:
Rastvor koji ne sadrzi neki drugi protoliticki sistem osim rastvorenih karbonata, alkalnost je kolicina utrosene jake kiseline koja je potrebna da se pH dovede na nivo koji ima totalna molarna koncentracija rastvorenog H₂CO₃ i izrazava se u moll^-1 ili ekvivalent po litru.

Uopstena definicija alkalnosti ili kiselosti bi bila da je to stanje nekog sistema koji ima manjak ili visak protona na nekom referentnom nivou.

Za nas gore navedeni karbonatni sistem uglavnom se postavljaju tri referentne tacke merenje gde gornja tacka pretstavlja kausticnu alkalnost ( f=2 ), srednja tacka je poznata kao p- alkalnost ili CO₂ kiselost ( f=1 ) dok donja tacka definise mineralnu kiselost ( f=0 ).
Te tri referentne tacke nisu bez veze odabrane nego one definisu neko stanje protona u sistemu. Tacka f=0 je tacka gde se smatra da nema vise protona nastalih protolizom karbonata. Kod tacke f=1 nema vise bikarbonatnih jona dok kod tacke f=2 sva alkalnost je kausticna.

Alkalitet f=0

[alk] = [HCO₃^-] + 2[CO₃^2-] + [OH^-] - [H⁺]

p-alkalnost f=1

[p-alk] = [OH^-] + [CO₃^2-] - [H₂CO₃] - [H⁺]

Kausticna alkalnost f=2

[OH- alk] = [OH^-] - [HCO₃^-] - 2[H₂CO₃] - [H⁺]

U praksi f=0 tacka ima pH vrednost oko 4.5, f=1 nesto iznad 7 dok f=2 ima vrednost oko 10.3. U akvaristici sva objasnjenja u vezi KH se u stvari vezuju za ovo objasnjenje pa se cak i nude razne metode odredjivanja karbonatne tvrdoce vode koje nam u sustini nece puno pomoci jer se referentna tacka pomera. S obzirom da je nasa akvarijumska voda daleko od ovakvog karbonatnog sistema datog u ovom primeru onda nama ostaje da mi racunamo ravnotezno stanje naseg sistema ili da se zadovoljimo kupovinom test pribora koji su uglavnom dovoljno precizni jer je uzeto u obzir i prisustvo nekarbonatna kod odredjivanja referentne tacke koja se razlikuje od referentne tacke cisto karbonatnog sistema.

Ovaj problem referentne tacke je izuzetno izrazen kod odredjivanja alkalnosti morske vode usled povecane koncentracije borata i zato treba dobro da pazimo sta koristimo u takvom slucaju.

Na kraju svega ovoga samo da navedem neke hemijske procese koji se desavaju u akvarijumu a koji imaju uticaj na alkalnost pored vec nabrojanih izvora uticaja.

- Fotosinteza i respiracija je proces koji se konstantno odvija putem biljaka i algi. U zavisnosti od reakcije alkalnost moze da ostane nepromenjena, da opada ili da se povecava.

- Nitrifikacija smanjuje alkalnost.

- Denitrifikacija povecava alkalnost.

- Oksidacija sulfida smanjuje alkalnost.

- Redukcija sulfida povecava alkalnost.

- Rastvaranje CaCO₃ se povecava alkalnost.


Eto to bi bilo onak vrlo skraceno objasnjenje u vezi alkalnosti vode primereno akvaristici sa ciljem da se objasni sta je to KH u akvaristici. Za vise informacija u vezi ove teme nam je potrebna literatura koja je specijalizovana u ovoj oblasti. Ja licno koristim knjigu "Aquatic Chemistry Werner Sturm i James J. Morgan" koja mi je ujedno i referentna za ovo pisanje uz malu podrsku "Udzbenik Fizicke Hemije Dr Semjuel Gleston"

 

[paleoglodit]

CO2

Nesto kontam pa se pitam da li dodatno prihranjivanje bilja sa CO2 moze negativno da utice na ribe i kako? I pitam se zasto je potrebna dodatna kolicina CO2? Pa zar se CO2 ne nalazi i u vazduhu zajedno sa azotom i kiseonikom? Pa zar se aeracijom ne rastvara i CO2 paralelno sa kiseonikom? Sve ovo pitam jer razmisljam o kupovini CO2 sistema.
I jos jedno pitanje. Jako volim Cardinal neonke a njima je preporucena KH jako niska. Kako se u tom slucaju odrzava stabilnost pH posto to znaci jako mali puferski kapacitet? I da li je moguce (i kako?) imati i odrzati sterilnu vodu kako kazu da je potrebna ovim ribama pogotovo kod mresta?

 

[boban]

Svako povecanje CO2 izaziva poremecaj respiracije riba. Ribe to tolerisu do odredjene granice iznad koje se stvari vrlo komplikuju. Naime ribe teze otpustaju bikarbonatne jone kroz skrge ako je povecan CO2.

Dodatan CO2 je koristan za biljke i ako ides u tom smeru onda je ok mada danas ima proizvoda koji su efikasno istisnuli tu celokupnu CO2 skalaneriju kao sto je Seachem Flourish Excel koji nije stetan po ribe.

CO2 imas u vazduhu, to je tacno, ali neka prosecna koncentracija CO2 u vodama je oko 10 mg/l pri povrsini vode a akvaristi koji gaje biljke smatraju da to nije dovoljno u stvari dobijaju bolje rezultate povecanjem CO2 sadrzaja. To je cisto stvar izbora.

Mala alkalnost znaci da voda ima mali kiselinski neutralizacioni kapacitet i obrnuto a moze i nemora da ima puferski kapacitet.

Svaku vodu koja ima malu alkalnost je tesko odrzavati na zeljeni pH koji moze munjevito da se menja, uglavnom u smeru rasta kiselosti. Takvu vodu ti mozes da kontrolises kiselim puferima koji povecavaju alkalitet vode ali pH postaje stabilniji. Prakticno mozda je najbolje ucestala promena vode gde se izbacuju produkti koji povecavaju kiselost.

 

[paleoglodit]

uh ......sad si me dodatno zbunio. Elem... da postavim prakticnije pitanje.
Koji su to kiseli puferi (govoreci o slucaju kardinal neonki) koje mogu koristiti a da ne iskomplikuju dodatno stvar:?:J
er prilikom ucestale promene vode kako si rekao ja nisam siguran da cu uspeti da obezbedim adekvatan kvalitet iste.Nemam nikakvo iskustvo sa tim. I kako upste spustiti pH i KH tako nisko kao sto traze neonke:?:
Svakako zakljucujem da su za cardinal neonke potrebni uslovi nekako "paradoksalni" ako mogu tako da kazem. Izvini ako lupam ali mi to deluje izuzetno labilna ravnoteza takvog hemizma vode. Kako se to radi upraksi:?:
A drugo pitanje: Sta je to "Seachem Flourish Excel" kako funkcionise i gde to mogu nabaviti. :?: Ipak sam nesto procitao o SFE ali na nekim forumima govore o borbi protiv algi sa ovim sredstvom a ne o prihranjivanju biljaka. E sad mozda neznaju tacno. ali svakako navode probleme sa nekim biljkama i ovim sredstvom . Da li postoji to isto od neke druge firme ili je ovo najbolje?

 

[boban]

Kiselih pufera imas u izobilju, mislim na proizvodjace, a u sustini to su uglavnom smese sulfati i bisulfata. Ti mozes da kupis gotove smese koje daju odredjeni pH, recimo Aquarium Pharmaceuticals Proper pH 6.5 ili da koristis druge proizvodi i da se sam igras i korigujes zeljeni pH. Ako ti je sve ovo zbunjujuce onda je bolje da se okanes toga dok ti se stvari ne iskristalisu jer stvarno mozes da sve upropastis u nekom kratkom vremenu.

Spustiti pH tako nisko mozes sa destilovanom vodom ili jos bolje sa RO vodom. Mesas cesmovacu sa takom vodom i meris pH. Kada dobijes zeljenu vrednost onda je koristis.

Seachem Flourish Excel je izvor ugljenika za biljke i dizajniran je da bi se izbacilo dodavanje CO2. Za nabavku sta da ti kazem, valjda neka prodavnica ima Seachem-ove proizvode a ako nema onda online. Veujem da ima mnogih slicnih proizvoda od drugih firmi ali ja ih ne koristim pa tako ne mogu ni da kazem koji su.

 

[paleoglodit]

kapiram

Kapiram ja dosta toga nemoj ti da mislis... Hemija mi nije strana. Inace RO sam vec nabavio. Pa sam cuo da i treset utice. Samo je problem kako to sve odrzavati konstantnim a da bude i prakticno. I neznam ta voda iz RO-a je predpostavljam osiromasena mineralima pa da li treba i njih onda naknadno dodati i kako i koliko i sta? Mada sam video neku tablicu za mesanje vode iz RO sa cesmovacom tj analogije da bi se dobila odredjena pH nije mi bas najjasnija. Ovde mi je taj covek sto mi je prodao RO (inace takodje akvarista) rece pola-pola .E ata voda je oko pH6.5 i to sam proverio.sta ako treba spustiti pH ispod toga?I pitam se da li je samo jedno propustanje kroz aktivni ugalj dovoljno da sredi cesmovacu od nezeljenih jedinjenja kao Cl, Pb i sta vec ne sadrzi ili treba dodati i neke hemikalije kao Serin Aquatan (valjda sde tako zove)??? Da li voda posle RO filtracije moze odma u akv. u slucaju delimicne zamene vode? Ili mora da odstoji?
Veliki pozdrav
P.S.Slobodno ti meni reci i te komplikovanije varijante ako hoces :lol:

 

[boban]

Mislim da sam ti rekao kako sve to da odradis na jedan vrlo praktican, jednostavan nacin. Kao sto si i sam naveo pomesas RO vodu sa nekom tvrdom vodom i dovedes pH na neki priblizni zeljeni nivo i onda jednostavno dodas odredjeni pufer. Za akvaristiku imas pripremljeni pufer 6.5. Ako zelis ispod toga onda je to vrlo kriticno jer se tada pH podesava ili dodavanjem kiselina ili fosfata.
E sada, kada pocnes sa hemijom onda ides do kraja pa dodajes i te minerale. Imas ih po prodavnicama i uputstvo se nalazi na njima. Ako mesas cesmovacu onda ti bas ti minerali i nisu potrebni, barem ne ucestalo.

Cesmovacu i RO mesas tako sto meris pH. Kojekakve tablice mogu da ti budu neki pocetni vodic ali merenje pH ima zavrsnu rec. Tretiranje cesmovace mozes da primenis, ima preparata za to ali i nemoras. Voda moze da odstoji i ako je hlorisana bice ok. Teskih metala tesko da ima u vecoj meri, ipak je to voda za pice. Ipak ako bas zelis dodaj preparat za tretiranje vode, nesmeta ti to uopste i vecina akvarista tako radi.

U sustini RO voda moze direktno u akvarijum ali ona ce da ti rasturi postojecu ravnotezu pa samim tim je bolje da ti pripremis vodu i onda je dodas u akvarijum. Pored toga dobro je da malo i odstoji da bi se rastvorio kiseonik jer ribama je i to potrebno.

Komplikovanija varijanta nema veze sa time da li ti znas hemiju ili ne vec sa realnim mogucnostima. Naravno tebi je lakse jer ti hemija nije strana i razumes kako rade puferi pa onda ti ostje da nabavis ciste hemikalije i napravis pufersku smesu koja ce da odrzava tvoj zeljeni pH a sve da bude sigurno za ribe i biljke. To sve znaci da treba da trazis fosfate i da se potom igras sa time.