|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
ОБ АКВАРИУМНОЙ ВОДЕ И ПРОИЗВЕДЕНИИ РАСТВОРИМОСТИ
Аквариумная вода не бывает равновесной по содержанию СО2 в принципе. Измерение содержания углекислоты с помощью СО2 -теста позволяет определить общее содержание углекислого газа – [CO2]общ, значение которого, как правило, превышает концентрацию равновесной углекислоты – [CO2]общ>[CO2]р. Это превышение называется неравновесной углекислотой – [CO2]нер. Тогда [CO2]нер = [CO2]общ – [CO2]р Обе формы углекислоты – и равновесная и неравновесная, являются не измеряемыми, а только расчетными параметрами. Именно неравновесный углекислый газ обеспечивает активный фотосинтез водных растений и с другой стороны, может создавать проблемы при содержании отдельных видов рыб. В хорошо сбалансированном аквариуме естественные суточные колебания содержания углекислого газа не приводят к падению его концентрации ниже [CО2]р и не превышают возможностей буфера аквариумной воды. Как будет показано в следующей главе, амплитуда этих колебаний не должна превышать ±0,5[CO2]р. Но при увеличении содержания углекислого газа на более, чем 0,5[CO2]р, динамика заявленных компонентов СО2 -системы – dGH, dKH и рН, будет сильно отличаться от природной: общая жесткость (dGH) в такой ситуации возрастает на фоне падения значений рН и dКН. Именно такая ситуация в корне может отличать аквариумную воду от природной. Происходит повышение dGH в результате растворения известняка грунта. В такой воде могут затрудняться жизненно важные процессы газообмена в организме рыб, в частности – выведение СО2, а формирующиеся ответные патологические процессы часто приводят к ошибкам при оценке ситуации (см ниже). В морских рифовых аквариумах такая вода может растворять свежеосажденный СаСО3 скелета жестких кораллов, в том числе на месте травмы, что может приводить к отслоению тела полипа от скелета и гибели животного при благополучии аквариума по другим параметрам. При обилии водных растений, на свету возможна ситуация, когда [CO2]общ<[CO2]р. В этом случае растения будут влачить жалкое существование, а вода будет склонна к отложению СаСО3, особенно на зрелых листьях. Поэтому в аквариумах для выращивания водных растений рекомендуется поддерживать [CO2]нер< 3 – 5 мг/л. Последнее неравенство также характерно для морских вод коралловых рифов. В океанологии данная ситуация описывается т.н. индексом насыщенности вод карбонатом кальция. В такой обстановке фотосинтез симбионтных зооксантелл в телах коралловых полипов еще больше усиливает приведенное неравенство, что в итоге приводит к отложению СаСО3 и росту скелета полипа. К сожалению, в морской аквариумистике этот параметр применения пока не нашел. Ввиду такого важного значения растворимости известняка СаСО3, познакомимся с химией этого процесса подробнее. Как известно, осаждение из раствора кристаллов любого вещества начинается при его т.н. насыщенных концентрациях, когда вода больше не способна вмещать в себе это вещество. Водный раствор над осадком (твердой фазой) всегда будет насыщен ионами вещества, независимо от его растворимости и будет находиться в состоянии химического равновесия с твердой фазой. Для известняка это выразится уравнением: СаСО3(тв.)=Са+++СО3--(р-р). Применив закон действия масс, получим: [Ca++][CO3--](р-р)/[CaCO3](тв.)=К. Поскольку [CaCO3](тв.)=const (твердая фаза), то тогда [Ca++][CO3--](р-р)=К. Т.к. последнее уравнение характеризует способность вещества растворяться, то такое произведение насыщенных концентраций ионов трудно растворимых веществ назвали произведением растворимости - ПР (ср. с ионным произведением воды Кw). ПРСаСО3 = [Ca++][CO3--] = 5•10-9. Как и ионное произведение воды, ПРСаСО3 остается постоянным, независимо от изменения концентраций ионов кальция и карбонатов. Тогда при наличии в аквариумном грунте известняка, в воде всегда будут присутствовать карбонат-ионы в количестве, определяемом ПРСаСО3 и общей жесткостью: [CO3--] = ПРСаСО3/[Ca++] В присутствии в воде неравновесного углекислого газа происходит реакция: СО3--+СО2+Н2О=2НСО3- которая понижает насыщающую концентрацию карбонат-ионов [СО3--]. В результате в соответствии с произведением растворимости, в воду будут поступать компенсаторные количества СО3-- из СаСО3, т.е. известняк начнет растворяться. Поскольку СО2+Н2О=Н++НСО3-, смысл приведенного выше уравнения можно сформулировать точнее: СО3--+Н+=НСО3-. Последнее уравнение говорит о том, что карбонаты, находящиеся в воде в соответствии с ПРСаСО3, нейтрализуют кислоту (Н+), образующуюся при растворении СО2, в результате чего рН воды сохраняется неизменным. Таким образом, мы постепенно пришли к тому, с чего начинали разговор: Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |