 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Краткое руководство: кальций, щелочность, магний и уровень рН
25.04.2012
Краткое руководство: кальций, щелочность, магний и уровень рН
Randy Holmes-Farley
Кальций и щелочность – одни из самых важных химических параметров рифового аквариума. К сожалению, взаимоотношения между этими параметрами нередко ставят в тупик аквариумистов. Взаимодействие этих параметров вполне понятно и объяснимо в химических терминах; я подробно рассказывал о нем, используя химические и математические уравнения, в предыдущих статьях. Однако, многие аквариумисты не воспринимают научную терминологию. Когда к взаимоотношениям кальция и щелочности добавляется воздействие магния и уровня рН, описание процесса становится еще более сложным.
Чрезмерно упрощенное описание взаимодействия перечисленных параметров не облегчает, а иногда лишь осложняет понимание . К сожалению, неаккуратное упрощение нередко приводит к неверным выводам. Так, слишком упрощенное представление о том, что общая концентрация кальция и уровень щелочности, которые могут быть постоянными в морской воде, имеют единый верхний предел, может привести к неверным толкованиям.
Например, мне часто задают подобные вопросы:
«До какого уровня я могу повысить щелочность, чтобы не выпал осадок?» или «Мой тест показывает содержание кальция 700 ppm . Это невозможно, не так ли?» Что еще хуже, такого рода неверные представления могут привести к тому, что некоторые аквариумисты просто забросят свои попытки понять химические процессы, происходящие в аквариуме; а упрощенное толкование нередко приводит к неверным выводам, ложность которых очевидна даже с точки зрения практики.
Данная статья посвящена взаимодействию кальция, щелочности, магния и уровня рН; взаимоотношения параметров описываются максимально простыми терминами. Схематичные наглядные изображения помогут аквариумистам разобраться в сложных процессах и затем применить знания на практике. Кроме того, несмотря на то, что рисунки достаточно простые, они - «правильные», соответственно, вероятность неверного понимания процессов исключена.
Лучше всего знакомиться с разделами статьи по порядку, поскольку каждый следующий раздел берет за основу информацию из предыдущих. Разделы следующие:
Кальций
Кальций – один из основных ионов морской воды. Его концентрация в обычной морской воде составляет около 420 ppm , таким образом, вес кальция составляет менее 1.2% от веса твердых веществ морской воды. В океане, изменения этой концентрации, как правило, обусловлены изменениями солености, соответственно, изменения концентрации кальция напрямуюсвязаны с уровнем солености воды. В морской воде ион кальция несет два положительных заряда и обозначается Ca++.
В рифовом акариуме кальций играет особую роль, поскольку многие организмы, включая кораллы и коралловые водоросли, используют его для формирования основы. Недостаточный уровень содержания кальция наносит урон жизнедеятельности этих организмов, они могут даже погибнуть. Я рекомендую поддерживать концентрацию кальция в рифовом аквариуме на уровне 380-450 ppm.
Щелочность
Щелочность – это комлексный показатель. Это – не «вещество», присутствующее в воде. Щелочность представляет собой совокупность многих веществ, обеспечивающих особое химическое свойство. Причина измерения щелочности аквариумистами заключается в том, что в обычной морской воде, она состоит преимущественно из бикарбоната и карбоната. Кораллы потребляют бикарбонат ( HCO3-) и превращают его в карбонат ( CO3--), необходимый для формирования скелета. Соответственно, щелочность является показателем достаточного, или недостаточного, содержания бикарбоната.
Уровень щелочности в пределах нормы, или выше, свидетельствует о достаточном содержании бикарбоната, тогда как низкий показатель говорит о недостатке бикарбоната в воде. При отсутствии специальных добавок, предназначенных для поддержания уровня щелочности в рифовом аквариуме, ресурс бикарбоната в воде быстро исчерпывается. В отдельных рифовых аквариумах снижение показателя щелочности от нормального до недопустимо низкого уровня может занять всего один-два дня, хотя в аквариумах с меньшей потребностью в карбонате этот процесс будет протекать дольше. По мере истощения ресурса бикарбоната в воде, кораллы, потребляющие его, испытывают недостаток вещества, необходимого для их жизнедеятельности, и могут даже погибнуть. Я советую аквариумистам поддерживать урвоень щелочности в пределах 2.5-4 meq / L (7-11 dKH , что равнозначно 125-200 ppm карбоната кальция).
Карбонат кальция
Поскольку многим кораллам, коралловым водорослям и другим обызвествляющим организмам требуется кальций и щелочная среда (бикарбонат), следует постоянно поддерживать необходимую концентрацию этих элементов. К сожалению, существует естественная тенденция к выпадению нерастворимого карбоната кальция в виде абиотического (небиологического) осадка, поскольку ионы кальция и ионы карбоната объединяются. Подобная тенденция к выпадению осадка играет важную роль во взаимодействии концентрации кальция и уровня щелочности в рифовом аквариуме.
На самом деле, морская вода содержит намного больше кальция, чем карбонат или бикарбонат.Даже если уровень щелочности морской воды резко понизится в связи с выпадением карбоната кальция в виде осадка, содержание кальция уменьшится только на 50 ppm . По этой причине, уровень щелочности меняется быстрее и интенсивнее, в процентном выражении, чем уровень содержания кальция в ситуации избыточной или недостаточной концентрации обоих показателей.
Растворимость простых твердых веществ Перед обсуждением растворимости и выпадения в виде осадка такого сложного вещества, как карбонат кальция, давайте рассмотрим более простой случай. Например, ионы натрия и хлорида объединяются и образуют твердое вещество – хлорид натрия (поваренная соль). Представьте, если опустить кусок хлорида натрия в пресную воду (Рисунок 1). Он растворяется по мере того, как ионы покидают его поверхность (Рисунок 2).
Этот процесс увеличивает количество ионов в воде. Несмотря на тот факт, что кусок соли постепенно растворяется и исчезает, на молекулярном уровне процессы идут не только в одном направлении. В дополнение к ионам, покидающим поверхность и направляющимся в раствор, другие ионы перемещаются из раствора и располагаются на твердой поверхности, закрепляясь на ней (Рисунок 3).
В итоге, происходит одно из двух: либо хлорид натрия полностью растворяется, оставляя лишь отдельные ионы в растворе, или же достигается предел растворимости, и вещество прекращает растворяться. Что такое предел растворимости? Если говорить простым языком, это точка, когда скорость опускания ионов на поверхность хлорида натрия и закрепления в структуре, соответствует скорости освобождения ионов с поверхности (Рисунок 4). Поскольку скорость опускания ионов на поверхность вещества зависит от количества ионов в растворе, предел растворимости – это определенная концентрация ионов в растворе, при которой показатели «вниз» и «ввверх» будут одинаковыми. Кусок соли в насыщенном растворе хлорида натрия будет выглядеть без изменений, хотя на молекулярном уровне будет отмечена высокая активность, когда количество ионов, покидающих поверхность, эквивалентно количеству ионов, закрепляющихся на ней.
Сверхнасыщенность простого твердого вещества
В выше приведенном примере количество ионов натрия и хлорида в растворе является постоянным, поскольку они появляются из твердого вещества, хлорида натрия, а твердое вещество является неизменным только при условии одинакового количества ионов натрия и хлорида, составляющих вещество. Однако, в растворе не всегда поддерживается постоянное количество ионов. Предположим, мы начинаем с насыщенного раствора хлорида натрия в воде. Затем мы увеличиваем концентрацию натрия, не хлорида (можно было бы увеличить концентрацию обоих веществ, но давайте сначала сконцентрируемся на одном веществе). Добиться этого можно, например, растворив некоторое количество нитрата натрия в воде, что увеличит количество ионов натрия, опускающихся и закрепляющихся на поверхности хлорида натрия.
Увеличение концентрации ионов натрия делает более вероятным, что ионы хлорида, опускающиеся на поверхность твердого вещества, также будут закрепляться на ней. По существу, ионы натрия могут быстро закрывать ионы хлорида, закрепляя их на поверхности и не давая им возможности «оторваться» (Рисунок 5). В этом случае, увеличение количества одного иона может уменьшить концентрацию другого иона, приводя его в твердое состояние.
В качестве примера, начнем с 10 единиц натрия и 10 единиц хлорида в насыщенном растворе; добавляя еще 5 единиц натрия (вместе с 5 единицами нитрата), мы получим в результате, что 15 единиц натрия и 10 единиц хлорида стали «сверхнасыщенными». Количество ионов натрия и хлорида, опускающихся на поверхность, больше, чем количество освобождающихся и растворяющихся ионов. С течением времени, количество ионов в растворе уменьшается, и раствор снова стабилизируется (возвращаясь к насыщенному состоянию) после выпадения в осадок примерно 2.2 единиц хлорида натрия, оставляя в растворе около 12.8 единиц натрия и 7.8 единиц хлорида.
Процедура подсчета данных показателей не имеет значения, главное, что данные соответствуют действительности. Для понимания этого процесса необходимо знать, что когда вода становится сверхнасыщенной (вне зависимости от причины), скорее всего,будет иметь место выпадение осадка, уменьшающего количество ионов в растворе до уровня насыщенного состояния, при котором поддерживается баланс между продолжающимся растворением и выпадением осадка. Необходимо отметить, если состояние сверхнасыщенности было достигнуто путем добавления одного из ионов, то вернуться к состоянию насыщенности можно только посредством уменьшения количества обоих ионов, поскольку выпадение осадка на поверхность не может быть ограничено только ионами натрия. Этот процесс объясняет, как добавление натрия в насыщенный раствор хлорида натрия уменьшает количество хлорида.
Растворимость карбоната кальция Растворимость карбоната кальция сходна с растворимостью хлорида натрия, описанной выше. В частности, растворимость определяется уровнями освобождения и опускания ионов кальция и карбоната; а искусственное увеличение концентрации одного, или другого иона, может помочь направить другой ион на поверхность. Например, это объясняет, почему концентрация кальция и уровень щелочности в морской воде взаимосвязаны.
Некоторые аспекты растворимости карбоната кальция намного сложнее, чем в случае с хлоридом натрия, и о них мы поговорим в следующих разделах. Однако, перед тем, как приступать к рассмотрению более сложных ситуаций, необходимо остановиться на некоторых важные аспектах этого взаимодействия. Например:
1. Обычная морская вода (кальций = 420 ppm , pH = 8.2, щелочность = 2.5 meq / L (7 dKH )) сверхнасыщена карбонатом кальция. Скорость опускания ионов кальция и карбоната на поверхность карбоната кальция в морской воде, выше скорости освобождения ионов с поверхности (магний вносит измения в эти взаимоотношения, подробнее - в следующих разделах).
2.Если в воде содержится избыточное количество кальция или карбоната, тогда возможно выпадение осадка, которое будет продолжаться до достижения уровня насыщенности. Другими словами, если в рифовом аквариуме высокая концентрация кальция или щелочности (или оба показателя), выпадение карбоната кальция в виде осадка может уменьшить концентрацию. И опять, магний пытается влиять на это взаимодействие.Эффект становится более очевидным при добавлении в морскую воду свежих песчинок карбоната кальция. По мере выпадения карбоната кальция на новую поверхность происходит падение уровня рН. Также можно заметить снижение концентрации кальция и уровня щелочности, однако, процесс обычно останавливается (под воздействием магния) до значительного уменьшения параметров до уровня, который можно было бы определить при помощи любительских тестов.
3. Чем больше ионов кальция и карбоната сверх уровня насыщения, тем выше скорость выпадения карбоната кальция в виде осадка. Другими словами, чем больше количество опускающихся ионов превышает количество освобождающихся, тем быстрее будет процесс выпадения осадка.
4. Если в воде недостаточный уровень насыщенности кальция и карбоната, осадок не будет образовываться. Другими словами, если в рифовом аквариуме концентрация кальция или уровень щелочности являются недостаточными, увеличение концентрации одного из них, или обоих одновременно, до нормального уровня не приведет к немедленному уменьшению концентрации другого.
Карбонат кальция и уровень рН Растворимость карбоната кальция зависит от уровня рН. Чем ниже уровень рН, тем более растворим карбонат кальция. Причина этой взаимосвязи кроется все в том же анализе, который мы уже проводили: уровень «освобождающихся» и «опускающихся» ионов кальция и карбоната. В данном случае, воздействие рН объясняется изменением концентрации карбоната в растворе.
Бикарбонат и карбонат представляют собой формы одного и того же иона. При более низком уровне рН, доминирует бикарбонат ( HCO3-). При более высоком показателе рН, увеличивается концентрация карбоната ( CO3--) (Рисунок 6). Результат впечатляет: при уменьшении уровня рН на каждые 0.3 единицы в случае, если уровень рН ниже 9, имеет место двукратное уменьшение концентрации карбоната. При падении уровня рН на единицу измерения, концентрация карбоната уменьшается в десять раз.
Таким образом, по мере изменения уровня рН, изменяется и концентрация ионов карбоната в растворе. Поскольку именно концентрация ионов карбоната влияет на уровень опускания ионов карбоната на поверхность, поэтому при увеличении уровня рН, карбонат будет быстрее опускаться на поверхность. Это означает, в свою очередь, чем выше уровень рН, тем ниже растворимость карбоната кальция.
Низкая растворимость подразумевает, что выпадение карбоната кальция в виде осадка может быть более интенсивным при более высоком уровне рН. Другими словами, при увеличении уровня рН, концентрация кальция и щелочи, которые могут присутствовать в растворе без выпадения осадка, снижается.
Это объясняет, например, почему увеличение рН до высоких показателей при помощи известковой воды может способствовать бысрому выпадению карбоната кальция в осадок. Это связано не с тем, что известковая вода добавляет значительное количество кальция или щелочи, хотя и это может играть роль, а поскольку уровень рН увеличивается, и большая часть присутствующего в воде бикарбоната переходит в форму карбоната, и концентрация карбоната увеличивается.
И наоборот, при падении уровня рН количество кальция и щелочи, которые могут присутствовать в растворе без выпадения осадка, увеличивается. Данный эффект объясняет, например, почему снижение уровня рН при помощи углекислоты может растворить карбонат кальция в реакции карбонат кальция/углекислота. При уровне рН 6.5 концентрация карбоната в 50 раз меньше, чем при уровне рН8.2; таким образом, скорость опускания ионов карбоната значительно снижается. Подобное снижение скорости позволяет большему количеству карбоната кальция раствориться в воде до наступления состояния насыщения, когда процесс растворения останавливается.
Данный эффект связан еще с одной закономерностью, которая может смутить многих аквариумистов. При низком уровне рН (например, 7.8), в растворе можно поддерживать более высокий уровень кальция и щелочности, чем при более высоком уровне рН (например, 8.5). По этой причине, аквариумисты, в чьих аквариумах уровень рН низкий, зачастую говорят, что у них отсутствует проблема поддержания высокого уровня кальция и щелочности, и они редко удаляют оседающий карбонат кальция из насоса, тогда как аквариумисты, поддерживающие более высокий уровень рН , не понимают, почему они не могут создать такие условия в своем аквариуме, и почему насосы так часто засоряются. Основная причина этой разницы заключается в большей концентрация карбоната при высоком уровне рН (другая причина может заключаться в том, что большое количество кораллов потребляет больше кальция и щелочности при более высоком уровне рН, поскольку при высоких показателях рН кораллы могут быстрее затвердевать). Однако, не стоит думать, что низкий уровень рН лучше, поскольку он позволяет проще поддерживать уровень кальция и щелочности и медленнее забивает насосы. Низкий показатель является стрессовым для кораллов по той причине, что им приходится затвердевать при низком уровне рН. Сложность здесь заключается в том, что кораллам приходится откачивать протон ( H+) в процессе производства карбоната из бикарбоната, а чем меньше уровень рН, тем больше H+ присутствует в растворе, и тем сложнее откачивать избыточные H+.
Карбонат кальция и щелочность Растворимость карбоната кальция также зависит от щелочности воды. Чем выше уровень щелочности (при неизменном уровне рН), тем выше концентрация карбоната (Рисунок 7). В действительности, уровень содержания карбоната прямо пропорционален уровню щелочности. Так, при уровне щелочности, равном 5 meq / L (14 dKH ), концентрация карбоната в два раза выше, чем в обычной морской воде с уровнем щелочности 2.5 meq / L (7 dKH ).
Причина изменения растворимости карбоната кальция в зависимости от уровня щелочности связана со скоростью опускания на поверхность и освобождения с поверхности ионов кальция и карбоната. В этом случае, действие щелочности объясняется изменениями в концентрации карбоната в растворе.
Более низкая растворимость карбоната кальция при высоких показателях щелочности объясняется тем, что увеличивается выпадение карбоната кальция в виде осадка. Другими словами, по мере увеличения щелочности, концентрация кальция, который может присутствовать в растворе без выпадения осадка, уменьшается.
Данный эффект объясняет, в частности, почему поддержание очень высокого уровня щелочности может привести к чрезмерному выпадению осадка на нагреватели и насосы. Подобным образом, по мере уменьшения уровня щелочности, увеличивается концентрация кальция, которая может поддерживаться в растворе без осадка.
Карбонат кальция и магний Наконец, мы подошли к роли магния в системе карбоната кальция. Ситуация с магнием представляется несколько более сложной, нежели с уровнями рН и щелочности, поэтому мы продолжим все тот же анализ, чтобы понять, в чем заключается роль магния в этой системе. При попадании твердого карбоната кальция в морскую воду, он не подвергается простому механизму опускания и освобождения ионов кальция и карбоната, описанному выше. Другие ионы могут проникнуть в кристаллическую структуру вместо одного из двух имеющихся типов ионов.В морской воде, ионы магния проникают в кристаллическую структуру карбоната кальция и занимают место ионов кальция. Ионы стронция обладают такой же способностью, однако, их количество значительно меньше, чем количество ионов магния (примерно в 600 раз меньше), поэтому частью структурыони становятся значительно реже.
На рисунках 8 и 9 представлено, как магний из раствора попадает на поверхность и проникает в тонкий слой карбоната кальция в морской воде. Даже несмотря на то, что карбонат магния сам по себе достаточно растворим, чтобы не выпадать в осадок в обычной морской воде, в смешанной структуре карбонатов кальция и магния его растворимость меньше. Твердый, чистый карбонат кальция (Рисунок 8) быстро становится веществом с поверхностью из карбоната кальция и магния (Рисунок 9).
Поверхностный слой характеризуется особыми свойствами. Основной эффект заключается в том, что поверхность отличается от привычного карбоната кальция, поэтому ионы кальция и карбоната, опускающиеся на поверхность, не находят подходящей среды для закрепления. Ионы магния, закрепившиеся на поверхности, воздействуют таким образом, что поверхность не удерживает кальций и карбонат так же прочно, как раньше, поэтому скорость освобождения недавно опустившихся ионов кальция и карбоната становится выше (Рисунок 10). Соответственно, даже с учетом того, что основная причина отложения карбоната кальция остается неизменной, магний вмешивается в процесс и не позволяет ему развиваться (или существенно снижает скорость процесса).
Степень проникновения ионов магния в поверхность карбоната кальция зависит от концентрации магния в растворе. Чем выше концентрация магния, тем больше ионов закрепляется на поверхности. Если концентрация магния ниже нормы, он не может соответствующим образом закрепиться на поверности карбоната кальция, что способствует более быстрому отложению карбоната кальция и приводит к увеличению абиотического осадка карбоната кальция на различных объектах аквариума, таких как нагреватели и насосы. Зачастую невозможность поддержания необходимого уровня кальция и щелочности несмотря на добавки, а также чрезмерное выпадение осадка карбоната кальция на нагреватели и насосы, является признаком недостатка магния в воде.
Обобщение абиотического воздействия растворимости карбоната кальция Данный раздел обобщает вопросы, рассмотренные выше, и систематизирует материал.
1. Обычная морская вода (кальций = 420 ppm , pH = 8.2, щелочность = 2.5 meq / L (7 dKH )) сверхнасыщена карбонатом кальция. Скорость опускания ионов кальция и карбоната на поверхность чистого карбоната кальция в морской воде выше, чем скорость освобождения ионов с поверхности. Подобное сверхнасыщение является предпосылкой выпадения карбоната кальция в осадок.
2. Возможное выпадение осадка, описанное в пункте (1) откладывается иногда на неопределенный срок, поскольку магний проникает в кристаллическую структуру карбоната кальция. Магний воздействует на поверхность, видоизменяя ее. Такое «отравление» поверхности замедляет, или останавливает, закрепление новых ионов кальция или карбоната. При пониженной концентрации ионов магния процесс предупреждения выпадения осадка карбоната кальция будет менее эффективным.
3. Чем больше кальция и карбоната содержится выше уровня насыщения, тем выше будет потенциальный уровень выпадения карбоната кальция в осадок. Другими словами, чем больше разница в скорости между опусканием ионов на поверхность и освобождением ионов с поверхности, тем быстрее начнется процесс выпадения осадка. Если вероятность быстрого выпадения осадка сохраняется в силу чрезмерно сверхнасыщенного состояния, скорее всего, выпадение осадка будет связано с пониженной способностью магния предупреждать этот процесс.
4. Факторы, приводящие к повышению уровня сверхнасыщенности: повышенный уровень кальция, щелочности и рН. Воздействие уровня рН является наиболее сильным - увеличение уровня рН на 0.3 единицы эквивалентно двукратному увеличению концентрации кальция или уровня щелочности в показателях свехнасыщенности (или воздействия на выпадение осадка). Данный эффект объясняет, почему избыток известковой воды может привести к выпадению карбоната кальция в осадок, и почему добавление известковой воды в закрытую систему (питающий резервуар/всасывающее отверстие насоса), может привести к усилению выпадения карбоната кальция в осадок. По этой же причине снижение уровня рН воды в реакции карбонат кальция/углекислота может растворить промежуточную стадию карбоната кальция.
5. Если концентрация кальция и карбоната в воде ниже уровня насыщения, выпадения осадка не будет. В условиях обычной морской воды, где вода сверхнасыщена карбонатом кальция, имеет место небольшое выпадение осадка, по большей части, связанное в присутствием магния в морской воде. Соответственно, если уровень кальция или щелочности в аквариуме меньше нормы, увеличение концентрации кальция или уровня щелочности (или обоих показателей) до нормального уровня не приведет к выпадению карбоната кальция в осадок. Другими словами, увеличение одного показателя не приведет к быстрому снижению другого.
6. Когда карбонат кальция выпадает в осадок, соотношение кальция и карбоната является неизменным (1:1, или примерно 20 ppm кальция на каждый 1 meq / L (2.8 dKH ) щелочности). Данное соотношение не изменяется, поскольку кораллы формируют свою основу из карбоната кальция. Абиотическое выпадение карбоната кальция в осадок, как, например, формирование скелета кораллов, может включать в себя и другие ионы, например, магний или стронций. Подобное воздействие уменьшает указанный выше показатель с 20 ppm кальция на каждый 1 meq / L щелочности до меньшего уровня. С течением времени этот процесс истощает ресурс магния и стронция в аквариуме в случае, если синтетические добавки используются только для коррекции содержания кальция и уровня щелочности.
Обобщение схемы биологического отложения карбоната кальция Воздействие кораллов, коралловых водорослей и других организмов, накапливающих карбонат кальция, отличается от абиотического выпадения карбоната кальция в осадок, однако, характеризуется схожими взаимоотношениями между кальцием, щелочностью, уровнем рН и магнием. Приведу лишь некоторые свойства :
1. Кораллы и коралловые водоросли используют кальций и щелочность в основном, для накопления карбоната кальция. Соответственно, они используют постоянный коэффициент соотношения кальция и щелочности, который задается соотношением кальция и карбоната в карбонате кальция (1:1). Общий уровень потребления составляет примерно 18-20 ppm кальция на каждый 1 meq / L (2.8 dKH ) щелочности. Причина изменнения количества кальция заключается в том, что степень закрепления ионов магния на месте кальция зависит от конкретного вида.
2. Использование кораллами и коралловыми водорослями фиксированного показателя в соотношении кальций-щелочность позволяет разрабатывать специальные добавки, учитывающие данное соотношение. Использование системы добавок по мере необходимости, позволяет избегать резких скачков показателей в соотношении кальция и щелочности. В качестве сбалансированных добавок выступают, в частности, реакторы карбонат кальция/углекислота, известковая вода, а также добавки, состоящие из двух компонентов.
3. В условиях обычной морской воды (кальций = 420 ppm , pH = 8.2, щелочность = 2.5 meq / L (7 dKH )), процесс обызвествления многих кораллов и коралловых водорослей ограничен уровнем щелочности. Если в воде дополнительно присутствует бикарбонат (щелочь), тогда процесс обызвествления может протекать быстрее. Другими словами, если в рифовом аквариуме уровень щелочи повышен, процесс отложения карбоната кальция может понизить концентрацию кальция и щелочи.
4. Если уровень концентрации кальция в воде ниже определенного показателя (около 360 ppm при нормальной щелочности), процесс выстраивания кораллами карбонат-кальциевого скелета будет затруднен. В этом случае, увеличение уровня содержания кальция до нормального, или выше, снизит показатель щелочности, поскольку кораллы будут использовать кальций и щелочность значительно быстрее.
5. Если в рифовом аквариуме концентрация кальция или карбоната недостаточная, процесс выстраивания кораллами скелета будет затруднен. В таких условиях кораллам сложно обитать, они могут даже погибнуть. В отдельных случаях, скелет коралла может даже раствориться. Аквариумисты зачастую не придают нужного внимания уровню рН как важному фактору уменьшения концентрации карбоната. Даже при условии, что содержание кальция и уровень щелочности находятся в пределах нормы, показатели рН ниже 7.7 могут стать причиной постепенного растворения арагонитовых скелетов вследствие низкой концентрации карбоната в растворе.
Заключение Кальций и щелочность – два взаимосвязанных компонента в системе рифового аквариума . Взаимодействие этих компонентов связано, преимущественно, с образованием карбоната кальция. Отложение карбоната кальция имеет место в связи с формированием скелетов, панцирей и прочих структур обитателями аквариума, а также в связи с выпадением карбоната кальция в виде осадка на нагреватели и насосы. Любой механизм образования карбоната кальция использует постоянное соотношение кальция и щелочности, позволяя аквариумистам разрабатывать систему использования дополнительных добавок.
Взаимоотношения между кальцием, щелочностью, уровнем рН и магнием помогают аквариумистам понять, как эти вещества воздействуют на соединение кальция и карбоната с последующим его выпадением в виде осадка. Увеличение концентрации кальция или карбоната увеличивает вероятность выпадения карбоната кальция в виде осадка. Этот процесс связан с тем, что ионы опускаются, а затем закрепляются на поверхности карбоната кальция быстрее, чем другие ионы покидают ее. Это связано с очевидными факторами, например, увеличением концентрации кальция или уровня щелочности; или с менее очевидными, например, увеличением уровня рН.
Кроме того, магний влияет на то, насколько эффективно кальций и карбонат,стремящиеся выпасть в осадок, справляются с данной задачей. Магний воздействует на процесс, проникая в твердую структуру карбоната кальция и изменяя ее таким образом, что новые ионы кальция и карбоната перестают закрепляться в ней.
Понимание этих процессов поможет аквариумистам разобраться в процессах, протекающих в аквариуме, и воздействовать на них соответствующим образом. Речь идет о поддержании уровня концентрации кальция и уровня щелочности, предупреждения засорения насосов, снижении вероятности превращения песчаного покрытия в зацементированное, избегании выпадения обильного осадка карбоната кальция, а также поддержании кораллов и других организмов в хорошем состоянии.
Удачи !
Автор: Рэнди Холмс-Фарли Первоисточник: www.reefkeeping.com
Переведено специально для ReefCentral.ru
Если вы увидели этот материал на другом сайте - значит, он был украден.
Просим сообщать о замеченных фактах на info@reefcentral.ru
Количество показов статьи: 34943
|
|
