СО2 (вуглекислий газ) для акваріума: значення, генератор своїми руками

Багато власників акваріумів-початківців замислюються, для чого все-таки потрібен вуглекислий газ. Він виявляється необхідним для рибок, тому що в іншому випадку вони не зможуть активно розвиватися.

Завдання CO2

Як відомо, вуглекислий газ має особливу роль. Він потрібний для того, щоб в акваріумі, в будиночку риб, рослинність завжди була густою та повноцінною, красивою, зеленою.

Для фотосинтезу акваріумні рослини можуть використовувати CO2, який у будь-якій природній водоймі може бути на оптимальному рівні, але в домашніх умовах не здатний підтримуватися без людської допомоги.

В акваріумі оптимальні показники необхідно підтримувати самостійно, оскільки необхідний обсяг води відсутній.

У звичайних домашніх акваріумах рослинам потрібен вуглекислий газ, але його має бути достатньо за обсягом. Самостійне відновлення первинної газової маси виявляється неможливим. Рибки здатні виділяти лише обмежену кількість CO2, тому баланс слід підтримувати людськими зусиллями.

Подача CO2 в акваріум – це підтримання постійного показника pH, що є оптимальним для акваріумних мешканців.

Даний аспект є важливим як для активності та здоров'я рибок, так і для успішного росту рослин.

У наші дні для контролю CO2 та його підтримки використовуються різні системи та дифузори, внаслідок чого можна гарантувати успішну підтримку комфортних показників для риб.

Газування – джерело вуглекислого газу

СО2 для акваріума можна подавати навіть за допомогою газованої води.Даний спосіб завойовує своїх шанувальників, адже далеко не кожен захоче мати відношення до великої балонної установки. До того ж, звичайна газована вода з пляшки може бути ефективною.

Зміст CO2 у газованій воді зазвичай становить 5 000 – 10 000 мг на літр. Після того, як пляшку буде відкрито, показник зміниться: близько 1450 мг на літр. Якщо ж провести підрахунки, можна відзначити економію, але важливо розуміти, що вона відзначатиметься лише у короткостроковій перспективі. Для 10 літрів води потрібно всього лише 20 мілілітрів свіжого газування.

В результаті додавати в акваріум газовану воду зі спеціальними добривами виявляється справді легко. Важливо відзначити, що після стояння обсяг газування, що додається, можна збільшити, адже вуглекислий газ здатний швидко вивітрюватися. Якщо провести розрахунки, можна зазначити, що одного літра газування достатньо на цілий місяць.

Однак, що ж використовувати?

• солона вода не підійде, тому її краще позбутися;
• рекомендується використання найдешевших газировок. Їх виробляють на основі водопровідної води;
• концентрація CO2 має бути доведена до 10 мг на літр за допомогою газування. У цьому показник ні перевищувати встановлену цифру;
• підвищена обережність – це обов'язкова вимога. Газування може містити 5 000 або 10 000 мг/л, але при цьому точний показник не вдасться з'ясувати. У зв'язку з цим СО2 в акваріум потрібно подавати з особливою обережністю. Якщо ж будуть допущені великі зміни концентрації, рибкам загрожуватиме небезпека аж до смерті;
• важливо розуміти, що після додавання газування досягнута концентрація за будь-яким буде знижуватися, адже воду активно споживають рослини.У той же час постійні коливання вуглекислого газу від десяти мг на літр до нуля і назад не становлять небезпеки.

Чому СО2 в акваріум можна подавати за допомогою газування?

• відсутня потреба в реакторі для розчинення CO2 та встановлення лічильника, адже вуглекислий газ перебуває у газованій воді;
• простота проведення процедури;
• економічність;
• зручність використання газування.

Однак методика все-таки має певні мінуси:

• CO2 в акваріумі виявляється нестабільним;
• ціна одного грама вуглекислого газу буде найвищою. З цієї причини, незважаючи на короткострокову економічність, спосіб перестає бути економічним у довгостроковій перспективі. Різниця буде серйозно відчуватися у великих акваріумах;
• вуглекислий газ подається слабо.

Незважаючи на це, спосіб таки себе зарекомендував на хорошому рівні, тому його використовують досить часто.

Важливі рекомендації

Як найкраще підійти до виконання поставленої задачі? Багато акваріумних рослин будуть успішно рости, якщо виявиться достатньо звичайної підживлення CO2. зеленому індикатору Якщо пристрій встиг змінити свій колір, все одно панікувати не слід.

Якщо рибки почувають себе добре, підміна води не потрібно.

Для успішної підтримки здоров'я рослин рекомендується дотримуватись правил подачі вуглекислого газу в акваріум з урахуванням добових ритмів рибок і рослин.

Навіть якщо вранці буде відзначено підвищену кількість CO2 в акваріумі, увечері рослини обов'язково візьмуть її собі. Подібний режим буде відповідати оптимальним добовим змінам води та потребам акваріумних мешканців.

Подача СО2 до акваріуму: як краще?

• Перезаправлення пляшки з газованою водою – це відповідальний етап. У цей час дуже важливо правильно розташувати трубочки, адже інакше вода може стікати на підлогу;
• за подачею вуглекислого газу слід стежити. У цьому допоможе спеціальне коліщатко;
• сулію не можна ставити на теплі лампи акваріума. Інакше буде надто активне бродіння води;
• для кожного акваріума потрібна окрема сулія.

Всі ці рекомендації дозволяють зрозуміти, як найкраще діяти для підтримки оптимального CO2.

Пляшка із солодкою водою

Другий спосіб передбачає використання 2-літрової пластикової пляшки з брагою. У цьому випадку не передбачається використання спочатку газованої води, але при цьому допускається бродіння.

Для приготування браги потрібні такі компоненти:

Сировину необхідно залити літром води, причому цукор не слід перемішувати.

Тепер пробку потрібно закрити трубкою шлангом. У той же час інший кінець трубки, що використовується, слід опустити у воду акваріума. Після того, як почнеться бродіння, піде виділення вуглекислого газу, який виявиться корисним для акваріума.

Важливе завдання – це запобігання потенційним згусткам, які можуть з'являтися у бразі.

Для цього слід використовувати не лише основну ємність, а й додатковий предмет у вигляді пластикової пляшечки невеликих розмірів. До всієї цієї конструкції слід приєднати додаткові дві трубки. В результаті вуглекислий газ із продуктами бродіння спочатку потраплять у малу ємність, а потім – в акваріум.

Однак спосіб все-таки має певні недоліки:

• вуглекислий газ неможливо повноцінно контролювати при подачі в акваріум. До того ж, він може подаватися нестабільно;
• система СО2 зможе працювати лише до двох тижнів.

Якщо все ж таки буде правильно організовано надходження вуглекислого газу, можна розраховувати на успішну підтримку життя в акваріумі.

Як самостійно створити генератор?

Ще один варіант - це повноцінна система СО2 в акваріум. І тут власник акваріума повинен самостійно створити генератор. Для цього потрібно мінімум тимчасових, фінансових витрат. Навіть трудовитрати практично не потрібні.

Отже, якою схемою може подаватися co2 в акваріум, якщо самостійно створюється генератор? Спочатку пристрій повинен зв'язати дві ємності, які забезпечуватимуть стабільний контакт між наявними розчинами. На основі хімічної реакції можна гарантувати надходження CO2 в акваріум (будинок) для риб.

Створення генератора

Для цього потрібно взяти 2 звичайні пляшки із пластику, причому можна обмежитися об'ємом в 1 літр. Через кришечки пластикових пляшечок потрібно виконати встановлення шлангів. Трубочки повинні з'єднувати дві ємності одна з одною.

Ємності також потрібно з'єднати з акваріумом, адже саме до нього надходитиме вуглекислий газ. В обов'язковому порядку має використовуватися трійник, що дозволяє виконувати всі процеси регулювання.

Реактиви

Для того, щоб реактор СО2 для акваріума успішно працював, потрібні спеціальні реактиви.

Отже, необхідно використовувати такі розчини:

• содовий розчин для першої ємності: 60 г соди на сто грам води;
• лимонна кислота для другої ємності: 50 г кислоти і 100 мілілітрів води.

Для того щоб розчини взаємодіяли один з одним і не призводили до зайвих проблем, рекомендується подбати про надійну герметизацію конструкції. До того ж герметизація дозволить запобігти потенційному витоку вуглекислого газу. Найкраще використовувати для обробки смолу чи силікон.

Перший шланг слід опустити в розчини, причому трубочки трійника не повинні стикатися з розчинами. Тільки за такою схемою можна гарантувати, що рідини успішно проходитимуть по всій конструкції.

Початок роботи

CO2 в акваріум подаватиметься тільки після того, як вся система почне правильно працювати. Для цього слід натиснути на другу пляшку. Лимонна кислота зможе надійти в содовий розчин, після чого почне виділятися CO2. Зворотний клапан не дозволить повернутися до розчину в другу ємність, тому вуглекислий газ буде направлений в акваріум. Так і відбувається подача СО2 в акваріум.

В обов'язковому порядку зазначаються два напрями руху рідини:

• пляшку з лимонною кислотою. В результаті можна розраховувати на тиск із постійною генерацією;
• центральний патрубок, що є частиною трійника. В результаті вуглекислий газ надійде до акваріуму.

Спеціальний краник, завдяки чому ефективність системи подачі CO2 буде максимальною. В результаті контроль за процесом, що відбувається, обіцяє бути максимальним.

Слід зазначити, що контроль за показником вмісту вуглекислого газу є обов'язковим.

Останнім часом активно використовуються спеціальні лічильники бульбашок, які дозволяють спостерігати за всіма реакціями.

CO2 в акваріумі визначається з урахуванням кислотності та карбонатної жорсткості. Всі ці параметри важливі для якісної води, здорової рослинності та активних рибок.

Про те, як правильно і скільки подавати вуглекислий газ (СО₂) в акваріум.

Вуглекислий газ, або діоксид вуглецю (СО₂) життєво необхідний рослинам. Вуглець рослини отримують саме із СО₂, в ході процесу фотосинтезу, А атоми вуглецю є основним будівельним матеріалом для органічних молекул. І акваріумні рослини тут не є винятком. При дефіциті вуглекислого газу їм просто нема з чого будувати свої тканини, що сильно сповільнить або зовсім припинить їх зростання. З іншого боку, при надлишку діоксиду вуглецю у воді акваріума, риби починають задихатися навіть тоді, коли вміст у ній кисню велике. Відбувається це через два дуже неприємні ефекти: Бора та Рута, які обумовлені зміною властивостей риб'ячого гемоглобіну при високому вмісті вуглекислого газу. Отже акваріуміст, якщо він хоче милуватися живими, а чи не пластмасовими рослинами і рибками, повинен вміти підтримувати концентрацію СО₂ у воді свого акваріума в оптимальному діапазоні – такому, щоб рослини могли добре рости, а риби нормально дихати. Про те, як це зробити буде розказано у цій статті.

Для тих, хто не хоче вникати у суть справи, а хоче одразу отримати відповідь: оптимальний вміст вуглекислого газу у воді акваріума становить 15 – 20 мг/л. А скільки СО₂ розчинено у воді Вашого акваріума можна розрахувати за величинами показника pH та карбонатної жорсткості води – КН. Щоб нічого самому не рахувати, а лише підставити певні за допомогою тестів значення рН і КН у потрібні віконця та отримати відповідь, скористайтесь спеціальною лічилкою.
А чи треба взагалі акваріуміст щось вимірювати і потім щось розраховувати? Чи так уже необхідно "перевіряти алгеброю гармонію"? Адже все у природі здатне до саморегуляції. Акваріум - це теж по суті своїй маленький "шматочок" природи і природна гармонія може встановитися в ньому сама собою. В акваріумі нормальних (класичних) пропорцій з достатньою, але не надмірною кількістю риб, біологічна рівновага виникає природним шляхом. Щоб воно залишалося стійким, треба не перегодовувати рибу, регулярно і не рідше ніж раз на тиждень підмінювати приблизно п'яту частину об'єму води. І це справді забезпечить стабільний біобаланс. У такому акваріумі риби в ході своєї життєдіяльності виділятимуть стільки вуглекислого газу, аміаку та інших речовин, скільки потрібно для того, щоб рослини отримували необхідне мінеральне харчування та не бідували. У свою чергу, добре почуваються рослини забезпечать риб достатньою кількістю кисню. Починаючи з останньої чверті IXX століття (з часів Н.Ф. Золотницького) і протягом більшої частини XX століття такі акваріуми були майже у всіх акваріумістів і все в них було добре. А що таке тести для вимірювання найважливіших параметрів акваріумної води багато хто з них взагалі не знали. Сучасна акваріумістика без використання засобів визначення параметрів акваріумної води (без тестів) просто немислима.
Що змінилося? Технічні можливості! За допомогою спеціального обладнання ми стали дурити природу.У маленькій скляній коробочці, яку по суті являє собою типовий кімнатний акваріум (а навіть солідний для кімнатного водоймища об'єм в 200-300 л порівняно з природною водоймою дуже малий) з'явилася можливість утримувати таку кількість живих організмів, яка не порівнянна з природними ресурсами в ній. наявними. Взяти бодай кисень: як природним шляхом заповнюються його запаси у воді? Про фотосинтез ми вже згадали, але це вдень, а вночі? Без перемішування або аерації води за допомогою технічних пристроїв, заповнення запасів кисню у воді відбувається дуже повільно. Так у абсолютно нерухомій воді акваріума біля самої його поверхні - на глибині 0.5-1 мм - кількість кисню може бути вдвічі більшою, ніж на глибині лише кількох сантиметрів. Перехід кисню з повітря у воду сам собою відбувається вкрай неспішно. За обчисленнями деяких дослідників, молекула кисню в силу однієї лише дифузії за добу може заглибитись не більше ніж на 2 см! Тому без помп та аераторів, яких у стародавні часи не було, акваріумісту було просто неможливо заселити акваріум "зайвими" рибами - вони б задихнулися. Сучасне обладнання дозволяє містити немислиму за колишніми часами кількість риб, а яскраві лампи дуже щільно засадити акваріум і навіть покрити все його дно почвопокровными рослинами!

Але не можна забувати, що обдурена природа з тієї самої миті, як ми надщільно заселили акваріум живими організмами, ні за що більше не відповідає! Стійка життєздатність такої системи тепер не гарантована. За те екологічне свавілля, яке акваріуміст влаштував у своєму акваріумі, у відповіді буде він і тільки він. Навіть незначна його помилка призведе до екологічної катастрофи. А щоб не помилятися треба знати чого потребують рослини та риби і які гідрохімічні параметри води їм підходять. Своєчасно контролюючи окислюваність, рН, КН, вміст у воді аміаку, нітритів, нітратів і фосфатів, іонів калію та заліза можна оперативно втручатися в роботу перенаселеної і тому нестабільної системи, забезпечуючи її відсутніми ресурсами та видаляючи надлишкові відходи, які акваріум здатний утилізувати. Одним із таких найважливіших і необхідних для акваріума з живими рослинами ресурсів є вуглекислий газ - СО₂.

В атмосфері землі СО₂ дуже небагато – всього 0.038%. У сухому атмосферному повітрі за стандартного барометричного тиску (760 мм. рт. ст.) його парціальний тиск становить лише 0.23 мм. рт. ст. (0,038% від 760). Але й цієї дуже незначної кількості цілком достатньо, щоб вуглекислий газ важливим для акваріуміста чином визначив свою присутність. Наприклад, дистильована або добре знесолена вода, постоявши у відкритій тарі достатній час для того, щоб в ній розчинилися і прийшли в рівновагу з атмосферним повітрям ** гази із суміші яких це повітря складається, стане трохи кислою. Це станеться тому, що в ній розчиниться вуглекислий газ.
При зазначеному вище парціальному тиску вуглекислого газу концентрація у воді може досягти 0.6 мг в л, що призведе до зниження рН до значень близьких до 5.6.Чому? Справа в тому, що деякі молекули вуглекислого газу (не більше 0.6%, але і цього достатньо для падіння рН) взаємодіють із молекулами води з утворенням вугільної кислоти:

Вугільна кислота дисоціює на іон водню та гідрокарбонатний іон:

Саме тому і відбувається підкислення дистильованої води. Нагадаємо, що показник рН (активна реакція води) таки відображає вміст іонів водню у воді. Це негативний логарифм їхньої концентрації.
У природі так само підкислюються краплі дощу. Тому навіть у екологічно чистих регіонах, де в дощовій воді немає сірчаної та азотної кислот, вона все одно трохи кисла. Проходячи потім через ґрунт, де вміст вуглекислого газу у багато разів вищий, ніж в атмосфері, вода ще більше їм насичується. Взаємодіючи потім з породами, що містять вапняк, така вода переводить малорозчинний карбонат кальцію добре розчинний гідрокарбонат:

Ця реакція оборотна. Вона може бути зміщена праворуч або ліворуч залежно від концентрації вуглекислого газу. Якщо вміст СО₂ досить тривалий час залишається стабільним, то в такій воді встановлюється вуглекислотно-вапняна рівновага: нових гідрокарбонатних іонів не утворюється
Вуглекислотно-вапняна рівновага може складатися при різних значеннях рН, причому співвідношення концентрацій наявних у воді іонів CO₃ 2- , HCO ₃ - та вільного вуглекислого газу ( СО₂₎ залежатиме від рН водного розчину (у нашому випадку від рН води в акваріумі) та температури. Ця залежність від водневого показника за температури 25 про З представлена ​​на Рис. 1.

Якщо в рівноважну систему додавати вуглекислий газ, то у глекислотно-вапняна рівновага буде порушено, що призведе до розчинення карбонатів кальцію і магнію. у таких випадках акваріумісти кажуть - ґрунт "фонить". вперед, зазначу, що грунти, що "фонять", і декор непридатні для акваріумів з додатковою подачею у воду СО₂.А чому так, буде пояснено нижче.

Якщо тим чи іншим способом прибрати СО₂ з рівноважної системи, то розчину, що містить гідрокарбонати, випаде у вигляді осаду карбонат кальцію Так відбувається, наприклад, при кип'ятінні води (це відомий спосіб зниження карбонатної жорсткості, тобто концентрації у воді). Ca(HCO)₃)₂ і Mg(HCO₃)₂ Цей же процес спостерігається і при простому відстоюванні артезіанської води, яка під землею знаходилася при підвищеному тиску і там у ній розчинилося багато СО₂. Подібно до газування у відкритій пляшці, опинившись на поверхні, ця вода віддає зайвий вуглекислий газ доти, доки його концентрація не буде відповідати парціальному тиску СО₂ у навколишньому повітрі. При цьому в ній може з'явитися білувата каламутня, що складається з частинок вапняку - СаСО.₃. Точно за таким же принципом утворюються сталактити і сталагміти: вода, що сочиться з підземних пластів, звільняється від зайвого вуглекислого газу і одночасно від карбонатів кальцію і магнію, які осаджуються, збільшуючи сталактит у розмірах. І, по суті, ця ж реакція відбувається на листі багатьох акваріумних рослин, коли вони активно фотосинтезують на яскравому світлі, поглинають весь вуглекислий газ, розчинений у воді акваріума. Ось тут їхнє листя починає "сивіти", так як воно покривається осадом з карбонату кальцію (подивитися, як це виглядає можна в іншій статті). Але якщо з води вилучено весь вуглекислий газ, то й вугільної кислоти в ній більше немає. Якщо у воді відсутні у значній кількості інші кислоти, показник рН повинен піднятися. Що відбувається. Активно фотосинтезуючі рослини, споживши весь СО2, що був у воді, можуть підняти рН акваріумної води до 8,4. За такого показника активної реакції води в ній вже немає вільних молекул вуглекислого газу та вугільної кислоти, тому рослини для того, щоб продовжувати фотосинтезувати, змушені займатися видобутком діоксиду вуглецю з гідрокарбонатів. Однак це вміють робити не всі види акваріумних рослин, хоча вміє багато хто.

Як правило, вони не можуть помітно підняти рН ще вище, тому що подальше зростання цього показника сильно погіршує функціональний стан самих рослин: фотосинтез, а отже, вилучення СО₂ з води акваріума сповільнюється, і вуглекислий газ, що знаходиться в повітрі, розчиняючись у воді, стабілізує рН. Акваріумні рослини, таким чином, можуть буквально душити один одного. Виграють ті види, що краще витягують діоксид вуглецю з гідрокарбонатів, а страждають не вміють це робити, наприклад ротали, цвинтарі та апоногетони. Саме ці рослини вважаються у акваріумістів найніжнішими.

Фото 4 Водяні рослини в цьому акваріумі не в кращому стані. Довгий час він існував в умовах гострого дефіциту вуглекислого газу, потім було організовано його подання. Результати очевидні. Свіжа зелень маківок говорить сама за себе. Особливо сильний ефект подачі СО₂ помітний на роталах (Rotala macrandra). Позбавлені вільного діоксиду вуглецю, вони майже загинули, про що свідчать оголені ділянки стебел, але ожили і дали гарне червоне листя, що дуже швидко виросло вже під час подачі вуглекислого газу.

Ті рослини, що можуть витягувати СО₂ з гідрокарбонатів живучі. До таких відносять рдести, валіснерію, ехінодоруси, наяс, роголістник. Однак густі зарості елодеї здатні їх задушити. І все тому, що елодея може ще ефективніше видобувати пов'язаний у гідрокарбонатах вуглекислий газ:

Цей процес може призвести до небезпечного не тільки для інших рослин, але і для переважної більшості акваріумних риб зростання значення рН акваріумної води до 10.
В акваріумній воді з високими значеннями рН неможливе вирощування цілого ряду рослин, та й дуже багатьом видам акваріумних риб лужна вода виразно не подобається: у ній вони можуть захворіти на флексібактеріоз і бранхіомікоз. Є навіть особливе незаразне захворювання риб, яке викликається лужною водою – алкалоз.Особливо згубними є різкі добові коливання значення рН, що відбуваються при яскравому освітленні та спричинені активністю рослин, що видобувають вуглекислий газ із гідрокарбонатів.
Чи можна виправити положення, посиливши аерацію акваріума, враховуючи те, що завдяки високій розчинності вуглекислого газу вода акваріума збагатиться СО₂? Дійсно, при нормальному атмосферному тиску та температурі 20°С в одному літрі води могло б розчинитися 1.7 г вуглекислоти. Але це сталося б тільки в тому випадку, якби газова фаза, з якою стикалася ця вода, цілком складалася б із СО_2, тобто парціальний тиск вуглекислого газу становив би всі 760 мм ртутного стовпа. А при контакті з атмосферним повітрям, в якому міститься всього 0.038%₂, в 1 л води може перейти з цього повітря лише 0.6 мг – це рівноважна концентрація, що відповідає парціальному тиску вуглекислого газу в атмосфері на рівні моря. Якщо концентрація СО₂ в акваріумній воді нижче, аерація дійсно її підніме до 0.6 мг/л, але не більше! Однак, зазвичай вміст вуглекислого газу у воді акваріума все ж вище зазначеної величини і аерація призведе лише до втрати СО₂.
Проблему дефіциту вуглекислого газу можна вирішити шляхом подачі його в акваріум, тим паче, що це зовсім не складно. У цій справі можна обійтися навіть без дорогого фірмового обладнання, а просто скористатися процесами спиртового бродіння в цукровому розчині з дріжджами та деякими іншими вкрай нехитрими пристроями.
Тут, однак, треба усвідомлювати, що цим ми обманюємо природу ще раз. Бездумне насичення води акваріума вуглекислим газом ні до чого хорошого не спричинить. Так можна швидко вморити риб, та був і рослини.Процес подачі вуглекислоти має бути під строгим контролем. Встановлено, що для риб концентрація СО₂ у воді акваріума має перевищувати 30 мг/л. А в низці випадків цю величину слід зменшити хоча б ще на третину. Згадаймо, що коливання величини рН для риб та рослин шкідливі, а сильне подання вуглекислого газу швидко закисляє воду.
Як оцінити зміст СО₂ і добитися того, щоб при подачі цього газу в акваріум значення рН коливалися незначно і залишалися в прийнятному для риб і для рослин діапазоні? Тут нам не обійтися без формул і математичних розрахунків: гідрохімія акваріумної води, на жаль, тема досить "суха".
Взаємозв'язок між концентраціями у воді прісноводного акваріуму вуглекислого газу, іонів водню та гідрокарбонатних іонів у діапазоні значень рН від 5 до 8,4 відображає рівняння Хендерсона-Хассельбаха, яке стосовно нашого випадку матиме вигляд:

де К1 - константа дисоціації вугільної кислоти, що здається, по першому ступені, що враховує рівновагу іонів з усією кількістю вуглекислого газу у воді - загальною аналітично визначається вуглекислотою (тобто, як просто розчиненими молекулами СО₂, так і гідратованими молекулами у формі вугільної кислоти - Н₂СО₃). Для температури 25 ° С ця константа дорівнює 4.45 * 10 -7. Квадратні дужки позначають молярні концентрації.
Перетворення формули дає:

Величини рН та [HCO₃ -] можна дізнатися за допомогою стандартних акваріумних тестів на рН та КН. [HCO ₃ -] в акваріумній воді визначає тест на карбонатну жорсткість: КН-тест. Слід зазначити, що слово "жорсткість" у його назві - лише данина традиції. До визначення концентрацій іонів кальцію та магнію він прямого відношення не має. Насправді КН-тест визначає лужність води (докладніше про це розказано в окремому матеріалі). У звичайному акваріумі, якщо у воду не додавали буферні розчини типу КН+ та рН+ та гумати, основний внесок у лужність вносять саме гідрокарбонатні іони, тому КН-тест цілком підходить для наших цілей. Єдина незручність його використання пов'язана з необхідністю перераховувати градуси, в яких він видає результат, у молярні концентрації (М), що, втім, зовсім не складно. Для цього достатньо величину карбонатної жорсткості в градусах, отриману після виконання процедури тестування, поділити на 2.804. 10 звести в ступінь, що дорівнює величині рН з негативним знаком:

Для перекладу розрахованої за формулою (2) величини [H₂CO₃ + СО₂] з М мг/л СО₂ треба помножити її на 44 000.
Не можна забувати, що за допомогою рівняння Хендерсона-Хассельбаха можна розрахувати концентрацію загальної аналітично визначеної вуглекислоти в акваріумі в тому випадку, якщо для стабілізації рН акваріуміст не використовував спеціальних реактивів та вміст гумінових та інших органічних кислот у його акваріумі. (З достатнім для любителя ступенем точності про це можна судити за кольором акваріумної води: якщо вона не схожа на "чорні води" Амазонії, тобто безбарвна або забарвлена ​​лише трохи - значить їх там небагато).
Ті, хто на короткій нозі з комп'ютером, зокрема з електронними таблицями Exel, можуть на основі наведеної вище формули та величини К1 скласти докладні таблиці, що відображають вміст вуглекислоти в залежності від карбонатної жорсткості та рН.Ми ж наведемо скорочений, але, сподіваємося, корисний для акваріумістів-аматорів варіант такої таблиці і калькулятор, що дозволяє автоматично розрахувати вміст вуглекислого газу у воді:

Мінімальні значення рН води в акваріумі для заданої карбонатної жорсткості, при яких вміст вуглекислого газу ще не є небезпечним для риб (червоні цифри в стовпцях), і максимально допустимі величини рН при яких рослини, які не вміють видобувати СО₂ з гідрокарбонатів, хоч і повільно, але ще ростуть (зелені цифри в стовпцях). Для 25°С.

Якщо Ви вирішили подавати вуглекислий газ, скористайтеся цією таблицею для визначення оптимального значення рН. Виберіть стовпець, який відповідає карбонатній жорсткості води у Вашому акваріумі. Відрегулюйте надходження СО₂ так, щоб величина рН потрапляла в інтервал між червоними та зеленими цифрами. Наприклад, якщо КН в акваріумі дорівнює 4, то інтервал дупустимих значень рН становитиме 6,7 - 7,3 . p align="justify"> При рН = 6,7 концентрація вуглекислого газу у воді буде близько 28 мг/л - це майже гранична величина для рибок і дуже комфортна для рослин. Якщо концентрацію СО ₂ ще трохи збільшити (значення рН при цьому поменшає, ніж "червона" цифра), то рибки можуть загинути. При рН = 7,3 рибкам, навіть найніжнішим, не загрожує отруїтися вуглекислим газом, тому що його вміст буде для них абсолютно безпечним: лише близько 7 мг/л. Цієї концентрації достатньо і для виживання рослин, проте бурхливого зростання вони не демонструватимуть.А ось при значеннях показника рН із середини інтервалу допустимих значень, наприклад при 6,9 (концентрація СО2 буде при цьому приблизно 17 мг/л), відмінно почуватимуться і риби, і рослини. Підтримувати такі значення таки треба прагнути. Для цього зменшують подання СО₂якщо величина рН прагне до нижньої межі і збільшуютьякщо вона наближається до верхньої . У ході світлового дня активна реакція води зазвичай поступово змінюється, так як кількість вуглекислого газу, що подається, рідко точно відповідає потребам рослин: концентрація газу або повільно зростає, або падає. Вихідне налаштування на середину інтервалу сприятиме тому, щоб величина рН не вискочила за його межі. Якщо подання СО ₂ регулюється рН-контролером, що автоматично перекриває подачу вуглекислого газу при зниженні рН до заздалегідь заданого рівня, цей рівень повинен бути виставлений так, щоб він не був нижче допустимого для риб (червоні цифри в таблиці). Використання рН-контролера найбільш ефективно і безпечно, але сам він коштує відносно дорого, а рН-електрод, що входить до комплекту, потребує щомісячного калібрування.

Організувати подачу СО₂ в акваріум можна не тільки за допомогою балона, наповненого СО₂, але також і за допомогою спеціальних таблеток, що вміщуються в акваріум в спеціальному пристрої (Виробництво SERA), за допомогою брагогенератора, за допомогою електронного пристрою, що виробляє вуглекислий газ з вугільного картриджа та ще одного нехитрого пристрою. У найпростішому варіанті для насичення води вуглекислим газом можна на початку світлового дня підливати в акваріум слабомінералізовану газовану воду (природно без харчових добавок!). У невеликих акваріумах може дати видимий позитивний ефект.

У таблиці також вказані величини рН, які при заданій карбонатної жорсткості набуває добре аерируемая вода в кімнатному акваріумі ("природний" рівень рН), у тому випадку, якщо він помірно заселений рибами і якщо окислюваність води в ньому не висока. Іншими словами, якщо подачу вуглекислого газу в акваріум раптом припинити, а аерацію включити "на повну", можна очікувати, що рН води протягом декількох годин зросте приблизно до цих величин. Як видно з таблиці, перепад від нижньої межі допустимого інтервалу до "природного" рівня рН приблизно дорівнює 1. Для ніжних видів креветок, рибок і рослин він може виявитися занадто сильним і, якщо не викличе їх загибель, то пригнічує дію. Автоматичний контролер рН таких перепадів не допускає, але якщо контролера немає, вони цілком імовірні. Тому якщо на ніч Ви припиняєте подавати СО₂ в акваріум і включаєте аерацію, то будьте обережні: рН може занадто різко зрости. Щоб цього не допустити, не налаштовуйте подачу вуглекислого газу так, щоб величина показника рН була поблизу нижньої ("червоної") межі допустимого інтервалу, адже цілком достатньо триматися його середини і тоді перепад денних та нічних значень рН не перевищить 0,5, що абсолютно безпечно. Сильна аерація вночі також далеко не завжди потрібна. Але тільки спостереження за акваріумом дозволять встановити чи вона необхідна (у багатьох випадках потоку води від помпи фільтра цілком вистачає для забезпечення достатнього газообміну).
Цифри в останньому рядку цієї таблиці – це рН води заданої карбонатної жорсткості, що знаходиться в рівновазі з парціальним тиском СО₂ у атмосфері. Видно, що вони ще вищі. У природних водоймах, у порогах чистих річок, де вода вирує і віддає в атмосферу весь зайвий (нерівноважний) вуглекислий газ, такі рН дійсно мають місце. У приміщеннях і парціальний тиск вуглекислоти в повітрі вище, ніж на відкритому повітрі, і процеси, що йдуть в грунті і фільтрі акваріума, призводять до утворення вуглекислого газу. Це забезпечує більший, ніж у природних умовах, вміст СО₂ у воді акваріумів і вода в них за тієї ж карбонатної жорсткості виявляється більш кислою.
Тепер розберемо ще одне важливе питання: за яких вихідних значень рН води в акваріумі в нього можна подавати вуглекислий газ? Для цього знову звернемося до малюнку 1 та нашої корисної табличці.Згадаємо, що гольна кислота, яка утворюється при розчиненні атмосферного вуглекислого газу у воді, знижує рН дистильованої води, КН якої близько до 0, до 5.6, а вода з карбонатною жорсткістю, наприклад, дорівнює 5 kH, перебуваючи в рівновазі з атмосферними газами має активну реакцію 8.4. Легко простежується така закономірність: що вище карбонатна жорсткість води, то вона більш лужна. Як видно з малюнка, при величинах рН, більших 8,4 у воді присутні карбонатні іони ( CO₃ 2- ), які реагуючи з вільним вуглекислим газом, переводитимуть його напівзв'язану форму ( HCO ₃ - ), недоступну для ніжних видів акваріумних рослин. Ми витрачатимемо вуглекислий газ дарма. З цієї ж причини не підійдуть для акваріума-травника і ґрунти, що "фонять". Подаючи в акваріум з таким ґрунтом вуглекислий газ, ми знову ж таки його витрачатимемо на утворення гідрокарбонатних іонів. HCO ₃ - . Крім того, високі значення рН в принципі пригнічують життєдіяльність багатьох видів акваріумних рослин, проте відмінно сприяють зростанню водоростей. Якщо у Вас вдома з-під крана йде вода з високим значенням рН і, отже, з високою карбонатною жорсткістю, то для акваріума-травника з додатковою подачею вуглекислого газу вона не підходить. Прийде використовувати установку зворотного осмосу для зниження її мінералізації і про те, як це зробити розказано окремо.

Отже, вода із високим значенням рН не підходить. А з низьким? Теж не підходить, тому що при цьому і карбонатна жорсткість також дуже низька. Пояснимо чому і це погано.З малюнка видно, що при рН=6,4 концентрації вільного вуглекислого газу та гідрокарбонатного іона приблизно рівні і вони при низькій "карбонатці" зовсім невеликі - це добре видно з таблички: КН=0,5, рН=6,4, а зміст СО₂ при цьому всього 6 мг/л – цього достатньо лише для виживаючи ніжних рослин. Насичення води вуглекислотою до комфортної їм концентрації 28 мг/л призведе до падіння рН до 5,8. Для багатьох риб таке значення показника рН – небезпечна межа – нижче падати вже не можна, інакше через ефект Вериго-Бору риби почнуть відчувати нестачу кисню та гинути. Однак вся штука в тому, що при низькій карбонатній жорсткості впасти нижче цієї межі до надзвичайно просто: легке передозування СО₂ і все!
Таким чином, теорія підказує нам, що діапазон значень карбонатної жорсткості, що найбільш підходить для акваріума-травника з додатковою подачею вуглекислого газу лежить в межах 2-4 про КН. Це підтверджено і практичним досвідом акваріумістів. Теорія та практика у цьому питанні одностайні. Дійсно, при оптимальних для риб та рослин концентраціях СО₂, (Це 15 - 20 мг/л), значення показника рН будуть в межах 6,6 - 6,7, якщо більше піклуватися про рослини ніж про рибки, то можна опустити рН і до 6,4. Така величина рН ще не викликає отруєння (ацидозу) у риб, які підходять для травника з СО₂, некомфортна для водоростей та хороша для багатьох акваріумних рослин.

Яке обладнання потрібне для подачі вуглекислого газу в акваріум? Тут краще звернутися до практичного досвіду наших форумчан. Читайте: СО2 для акваріума.

* До ласичні пропорції акваріума такі: ширина дорівнює чи не більше ніж на чверть менша за висоту. Висота вбирається у 50 див. Довжина ж, в принципі, не обмежена.Як приклад можна навести акваріум довжиною 1 м, шириною 40 см і висотою 50 см. Біологічна рівновага в такій кімнатній водоймі встановиться відносно легко. Про конкретні моделі акваріумів з правильними пропорціями можна прочитати тут.
Назад до тексту

** Під рівновагою з атмосферним повітрям ми розуміємо такий стан води, коли концентрації (напруги) розчинених у ній газів відповідають парціальним тиском цих газів у атмосфері. Якщо тиск будь-якого газу зменшиться, то молекули цього газу почнуть залишати воду, доки знову не буде досягнуто рівноважна концентрація. І навпаки, якщо парціальний тиск газу над водою збільшиться, то більша кількість газу розчиниться у воді.
Назад до тексту