Сообщений в теме: 15

[Starcomputer]

Всем наверно известен график оптимального соотношения щелочности и кальция.
Однако прочитав статью Краткое руководство: кальций, щелочность, магний и уровень рН Randy Holmes-Farley был несколько озадачен.
Несколько цитат из статьи из раздела 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 ).

Заметим - прямая зависимость !

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.

Здесь уже обратная зависимость !

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.

Тут вообще не понятно. Какой постоянный коэффициент имеется ввиду ? Соотношение кальция к карбонату в карбонате кальция ? По весу или как ?
Вобщем ничего не понятно.
"Где правда брат ?"

Прикрепленные изображения

• 

[avfv]

Заметим - прямая зависимость !

Прямая, потому что щелочность в МА - это фактически мера концентрации карбоната (ионов CO3-- и HCO3-, а не растворенного CaCO3).

Здесь уже обратная зависимость !

Потому что для насыщенного раствора [Ca++] * [CO3--] = ПР(CaCO3). В результате, чем больше добавляем соды, тем меньше в растворе может быть кальция. В реальности формулы гораздо сложнее, равновесий много, мешают другие ионы - в статье подробно расписано.

Кораллы же потребляют ионы кальция и карбоната в молярном соотношении 1:1, если перевести молярные концентрации в мг/л и dKH, получится этот коэффициент.

[Starcomputer]

Прямая, потому что щелочность в МА - это фактически мера концентрации карбоната (ионов CO3-- и HCO3-, а не растворенного CaCO3).

Ну я так и думал. Карбонат кальция в воде нерастворим. Добавляя гидрокарбонат кальция мы одновременно повышаем содержание ионов кальция (Са++) и повышаем щелочность воды за счет НСО3-.

В результате, чем больше добавляем соды, тем меньше в растворе может быть кальция.

Почему ? Добавляя соду мы повышаем щелочность воды, ибо сода это NaHCO3. В растворе будет Na+ и HCO3-. Натрий никак не повлияет на содержание кальция, а при повышении щелочности ....

Чем выше уровень щелочности (при неизменном уровне рН), тем выше концентрация карбоната

Не понятно

[avfv]

Почему ? Добавляя соду мы повышаем щелочность воды, ибо сода это NaHCO3. В растворе будет Na+ и HCO3-. Натрий никак не повлияет на содержание кальция, а при повышении щелочности ....

... лишний кальций начнет выпадать в осадок, такова уж кинетика растворения солей.

При неизменном pH повышение щелочности автоматически означает повышение карбоната, потому что щелочность - это способность нейтрализовать кислоту. Раз pH неизменен, а кислоты нейтрализуется больше - значит ее нейтрализует карбонат.

[Starcomputer]

... лишний кальций начнет выпадать в осадок, такова уж кинетика растворения солей.

Что значит "лишний" ? И почему он стал "лишним" ?

При неизменном pH повышение щелочности автоматически означает повышение карбоната, потому что щелочность - это способность нейтрализовать кислоту. Раз pH неизменен, а кислоты нейтрализуется больше - значит ее нейтрализует карбонат.

Откуда при добавлении соды (чисто щелочная реакция) в раствор карбоната кальция (чисто щелочная реакци) возьмется дополнительная кислота, которую будет нейтрализовывать карбонат ?

[avfv]

Что значит "лишний" ? И почему он стал "лишним" ?

Раствор потому что пересыщенным стал. Можно сказать, что расворимость гидрокарбоната кальция в чистой воде выше, чем в растворе соды.

Откуда при добавлении соды (чисто щелочная реакция) в раствор карбоната кальция (чисто щелочная реакци) возьмется дополнительная кислота, которую будет нейтрализовывать карбонат ?

При добавлении соды возникает не кислота, а возможность ее нейтрализации. Кислоту добавляют при определении щелочности. Сколько кислоты получилось добавить до скачка pH вниз, такова и щелочность.

[Starcomputer]

Можно сказать, что расворимость гидрокарбоната кальция в чистой воде выше, чем в растворе соды.

Тогда как понять фразу из вышеупомянутой статьи ? Там утверждается обратное.

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 ).

При добавлении соды возникает не кислота, а возможность ее нейтрализации. Кислоту добавляют при определении щелочности. Сколько кислоты получилось добавить до скачка pH вниз, такова и щелочность.

Методы титрирования мне знакомы Только наверно не до скачка, а до нейтрального уровня рН 7,0 Окраска раствора при этом действительно "прыгает".
А это причем:

Раз pH неизменен, а кислоты нейтрализуется больше - значит ее нейтрализует карбонат.

Раз кислоты больше не стало (см. цитату выше), то ее больше и не нейтрализовалось, тогда карбонат на нейтрализацию не потратился, куда же он делся ?
Потому как в реальной жизни при увеличении щелочности кальций таки падает.

[avfv]

Тогда как понять фразу из вышеупомянутой статьи ? Там утверждается обратное.

Там все просто и понятно. Просто легко спутать "карбонат кальция" (соль) и "карбонат" (совокупность HCO3- и CO3-- ионов). Действительно, растворимость карбоната кальция зависит от щелочности: чем выше щелочность, тем выше концентрация карбоната (ионов HCO3- и CO3--; определяя щелочность, фактически определяем концентрацию этих ионов); а чем выше концентрация CO3--, тем хуже растворяется карбонат кальция - потому что в насыщенном растворе [СО3--] * [Ca++] = const.

Методы титрирования мне знакомы Только наверно не до скачка, а до нейтрального уровня рН 7,0 Окраска раствора при этом действительно "прыгает".

Ну это очень упрощенное представление о кислотно-основном титровании. Реально наблюдается т. н. "кривая титрования".

Раз pH неизменен, а кислоты нейтрализуется больше - значит ее нейтрализует карбонат.
- имеется в виду кислота, которой титруют. Если взять две пробы воды с одинаковым pH, то на пробу с большим содержанием карбоната уйдет большее количество кислоты.

Потому как в реальной жизни при увеличении щелочности кальций таки падает.

А то

[Starcomputer]

Просто легко спутать "карбонат кальция" (соль) и "карбонат" (совокупность HCO3- и CO3-- ионов).

Да, действительно, написано так, что можно спутать
Насколько растворим карбонат кальция ?

[avfv]

Карбонат очень мало, где-то 7 мг/л. Гидрокарбонат около 1.6 г/л.

[Starcomputer]

Т.е. даже создав насыщенный раствор карбоната кальция мы получим содержание кальция не выше 3 ppm ?
Но у нас в аквариуме 420 ppm. Получается что карбонат кальция практически не играет никакой роли, и весь кальций, который мы меряем это гидрокарбонат кальция ?
Влияет ли щелочность воды на растворимость гидрокарбоната кальция ?

[Карен]

Сергей, кальций в виде карбоната кальция или в виде бикарбоната или в виде других солей в воде не плавает. Плавают отдельные ионы кальция. Так что меряем мы просто кальций.

Дальше, в воде есть еще карбонат ион и бикарбонат ион - все это тоже плавает само по себе. Но если кальций - это просто кальций, то карбонат и бикарбонат переходят друг в друга (не буду писать реакции), причем чем кислее среда (ниже РН) тем больше карбоната превращается в бикарбонат, и наоборот.

Дальше, если ион кальция стукается с карбонат ионом, то есть вероятность их соединения и выпадения в осадок.
Если ион кальция стукается с бикарбонат ионом, вероятность их соединения и выпадения в осадок гораздо меньше - потому что бикарбонат кальция значительно более растворим в воде, чем карбонат кальция. (на самом деле все гораздо сложнее. я упрощаю).

Поэтому - если в воде увеличивается концентрация карбонат иона (добавили соды например), то вероятность столкновения ионов кальция с карбонат ионами увеличивается, усиливается выпадение в осадок карбоната кальция, при этом уменьшается концентрация в воде и карбонат иона и кальция на одинаковое количество ионов (атомов).

При этом не важно, что добавил аквариумист - прокаленную соду (=карбонат) или пищевую соду (=бикарбонат), как я уже писал выше они в воде довольно быстро переходят друг в друга (с изменением РН).
Короче - добавили соду (любую). увеличилась вероятность соударений кальция и карбоната, начинает всё это дело постепенно оседать и уменьшается концентрация и кальция и карбоната.
Добавили кальций - то же самое, потихоньку будет падать и кальций и карбонат, в строгой пропорции.

А насчет таблицы в первом посте, мое мнение, химического смысла (да и вообще смысла) в ней нет никакого. Я утверждаю, что система кальций-карбонат не станет стабильнее, если придерживаться этой таблицы. Я никогда не настраивал кальций и КН в соответствии с этой таблицей.

Вот, хотел написать быстро и просто, получилось длинно и сложно. На самом деле все гораздо сложнее, к примеру все знают что все это еще и завязано на магний, который ингибирует моментальное выпадение в осадок карбоната кальция из морской воды, на самом деле если бы небыло магния то карбонат кальция выпал бы в осадок гораздо раньше, так как реальное произведение концентрация кальция и карбонат иона в морской воде заметно превышает критическую... ладно. хватит

[Starcomputer]

Ну это похоже на правду

[avfv]

Спасибо, Карен! Очень доступно и понятно

[Rgren]

А можно для тупых ещё раз!
Допустим у меня низкий КН я хочу его поднять и лью соду. А получается я делаю обратное и у меня падает концентрация и кальция и карбонатов в воде?
Как тогда можно поднять КН?

[Starcomputer]

Падает только концентрация кальция. А кН просто поднимется чуть ниже расчетного за счет связывания части карбонатных ионов ионами кальция.