Дропчекер як засіб контролю за концентрацією вуглекислого газу в акваріумі

Tekhi - Юре, а пам'ятаєш ти розповідав про дропчекера?

Ю.В. - Звісно. Ми тоді говорили про методи контролю за СО2. А що?

Tekhi - А можеш детальніше розповісти? І про принцип роботи, і про те, який краще купити…

Ю.В. – Чи зробити?

Tekhi - Ага, чи зробити)))

Ю.В. - Та не питання, Ір. Принцип роботи ДЧ відомий дуже давно і ґрунтується на законі про парціальний тиск газів.

Ось дивись, схемку тобі намалював:

Tekhi – І що тут що?

Ю.В. - Ну, сам дропчекер підписаний))) Він являє собою деяку ємність, що складається з двох камер, з'єднаних між собою вільним простором.

Tekhi - Трубкою чи що?

Ю.В. - У даному випадку, на схемі, так-трубка. Але в принципі конструктивних рішень може бути багато, тому я й назвав його “вільним простором”.

Так, то ці ємності різні. Одна (на схемі вона ліворуч) відкрита та занурена в акваріумну воду так, щоб дзеркало води відкривалося у цей сполучний простір. А друга (на схемі вона справа) – закрита з одного боку. А друга сторона так само відкривається у цей сполучний простір. І ось у цю праву ємність залито індикаторну рідину.

Tekhi - За якою ми оцінюємо концентрацію СО2 у воді?

Ю.В. - Так. Саме "оцінюємо", тому що це не дуже точний замір. Але про це трохи згодом.

Принцип роботи дропчекер.

Відповідно до закону про парціальний тиск газів, концентрація СО2 в індикаторній рідині прагне врівноважитись з концентрацією СО2 у повітрі над нею.Якщо в повітрі вона більша, то СО2 розчиняється в індикаторній рідині до досягнення рівноважного стану, якщо менше, то СО2 з індикаторної рідини випаровується. Теж до досягнення рівноважного стану. Природно, що за зміни концентрації СО2 в індикаторній рідині, змінюється її кислотність (рН) і залитий туди індикатор на рН змінює колір.

Такий самий процес відбуватиметься і в правій (на схемі) частині дропчекера при зануренні його в акваріумну воду. Із дзеркала води, що потрапив у відкриту частину ДЧ, СО2 виходитиме у повітряний простір між камерами або навпаки розчинятиметься з нього у воді.

Tekhi - І так відбуватиметься доти, доки не встановиться рівновага між концентраціями СО2 в обох камерах дропчекера?

Tekhi - І виходить, що згідно із законом про парціальний тиск, рівновага встановиться тоді, коли концентрація СО2 у камері з індикаторною рідиною стане такою самою, як і в акваріумній воді?

Tekhi – І як же нам цю концентрацію визначити?

Ю.В. - Так дуже просто ж)) Оскільки в індикаторну рідину виробники ллють звичайний тест на рН, то при зміні в ній цього рН, вона змінює свій колір так само як і звичайний тест. Дивлячись на свій ДЧ, за його кольором та шкалою рН-тесту, ти визначаєш який у тебе рН в індикаторі в дропчекері. А потім за допомогою калькулятора визначаєш концентрацію СО2.

Tekhi - Стривай! Для калькулятора потрібен ще й КН? Де його взяти?

Ю.В. - Усі виробники індикаторних рідин роблять їх на воді з КН 4. Тож сміливо можеш четвірку ставити в калькулятор.

Tekhi - Ясненько)) Тільки я ось не зрозуміла, то за допомогою дропчекера, виходить, визначати рН акваріумної води не можна?

Ю.В. - Ні, звичайно! Це дуже поширена помилка. ДЧ не міряє (!) рН акваріумної води! Він міряє рН індикаторної рідини з КН 4. І не більше! Це зроблено спеціально, щоб мати можливість порахувати реальний вміст СО2 у воді. Тому що якщо ти заміряєш в акваріумі рН і КН і по них порахуєш, то можеш отримати спотворені значення СО2.

Ю.В. - Тому що в тебе у воді може знаходитися (і найчастіше таки знаходиться) щось, що підкислює воду чисто хімічно-чи гумінові кислоти, чи якийсь рН-у вигляді якоїсь кислоти, чи ще що- те, що змінює рН без зв'язки із вмістом СО2 у воді.

Tekhi - Так що, виходить, що за допомогою ДЧ можна з'ясувати наскільки в тебе вода підкислюється чисто хімічно?

Ю.В. - Так. Ось дивись. Припустимо, що в тебе в акваріумі рН 6,5, а КН 2. За калькулятором виходить що 2 20 мг/л.

Дропчекер показує рН 7,0 , що з його штатної КН 4 відповідає 13 мг/л

Це означає, що в тебе в акваріумі концентрація СО2 таки 13, а воду щось таки підкислює, наприклад твої улюблені листя кетапангу.

Так от тепер якщо ти вручну в калькуляторі введеш КН 4 і будеш перебирати рН, поки не отримаєш СО2 13 мг/л, то побачиш що цей рН вийшов 6,7.

Ю.В. - Те, що твоєму робочому КН 2 і фактичному СО2 13 мг/л в акваріумі повинен відповідати рН 6,7. А він у тебе 6,5. Значить на ось це різницю 6,7-6,5 = 0,2 у тебе твоє умовне листя і підкислюють воду хімічно.

Tekhi - Здорово! Дуже зручно!

Ю.В. - Так)) Тільки є одна проблемка. Загальна для всіх дропчекерів-великий час реагування на зміну рН.

Tekhi - А з цим якось можна боротися?

Ю.В. - Певною мірою… Як випливає зі схеми (яка була на початку розмови), чим більша площа дзеркала акваріумної води та індикатора Sводи та Sінд, тим швидше відбуватиметься газообмін між середовищами. Так?

Ю.В. - І що менше обсяг індикаторної рідини Vінд, то швидше вона буде насичуватися чи віддавати СО2 у простір між камерами, так?

Ю.В. - А якщо так, то виходить, що у нас має бути така форма камери з індикатором, щоб там виходило, що при мінімально можливому обсязі індикаторної рідини, площа її дзеркала повинна бути максимально можливою. Так?

Ю.В. - У теорії це повинен бути кульовий сегмент. Звідси й класична, найпоширеніша форма ДЧ.

Кулька-права камера за схемою, дзвін-ліва. Вигнута трубочка - сполучна камера.

Тільки люди чомусь забувають про принцип мінімності обсягу індикатора при максимальності площі поверхні. Приблизно (щоб не мучити тебе формулами) це буває при заповненні кульки на 0,25-0,3 його діаметра. Тільки в цьому випадку ДЧ відпрацьовує зміни рН якомога швидше.

Іншими словами, заповнювати ДЧ індикаторною рідиною потрібно не так

Tekhi - А як же?

І тут він відпрацює зміна рН найшвидше.

Але в ДЧ є ще один істотний момент, що впливає на швидкість його реагування зміну рН.

Ю.В. - Сполучна камера та загальний об'єм повітря між камерами. Камера тут виконана у вигляді трубочки з дуже маленьким (для естетики) внутрішнім перетином (на схемі воно у нас позначено Sд.ч.). Зате обсяг самої кульки досить малий.Він хоч і не настільки естетичний як великий і красивий "глибоко фірмовий" і майже кришталеву кулю, зате чітко виконує свої функції-швидко реагує на зміни рН, що у разі подачі СО2 в акваріум може стати критичним. Тому для тих кому потрібен дропчекер не на передньому склі для милування, а десь у не помітному місці і для реального контролю СО2 вже давно користуються або маленькими кульками, або саморобними. Вони не такі красиві, але примітивно прості, легкі у виготовленні, точні, хоч і не дуже "швидкі".

Tekhi - У тебе, напевно, такий є! Покажеш?

Tekhi - Не зрозуміла! Це ж звичайна "пеніцилінова" бульбашка в яку встромлена якась трубка і одягнена присоска?

Ю.В. – Саме так. Трубка-п'ятикубовий шприц-він туди чудово заходить із невеликим натягом. Я його дрібною наждачкою заматував- на білому краще видно індикаторну рідину. Але він не дуже вдалий- через форму бульбашки повітряна камера (пам'ятаєш, трохи вище говорив) вийшла збільшеною і реагує він повільно. Тому я використовую його як резервний.

Tekhi - Знизу, в його шийці акваріумна вода?

Tekhi - А шприц - сполучна камера великого перерізу?

Tekhi - А між шприцем та шийкою камера з індикатором?

Ю.В. - Так! Як приємно мати справу з розумною людиною! Ось він з індикатором-до речі, це його оптимальний рівень.

Tekhi - А наклейка навіщо?

Ю.В. - Так просто для зручності-щоб відразу бачити рН в індикаторній рідині))

Але, повторюся, щоб він був швидким, потрібно використовувати іншу бульбашку, вдвічі коротше.

Tekhi - Так, справді здорово! А що фірми нічого подібного не випускають?

Ю.В. - Та ось кілька років тому почали вже випускати т.зв. "бочки", зроблені за таким же принципом. Стоять, щоправда, як реактивний літак.Але виглядають, так, непогано. І там точно продумано і так щоб перетин сполучної камери був максимально можливий, і об'єм її був мінімальний. Дуже швидкі))

Я ось, до речі, робив нещодавно порівняльні випробування саме цієї саморобної і саме цієї кульки.

Ю.В. - Кулька виявився швидше. Але це й зрозуміло- загальний обсяг повітряної камери менше, площа дзвону в місці контакту з акваріумною водою більше, співвідношення площі контакту індикатора і повітря з обсягом індикатора максимально велике. Йому б ще площу перетину його камери-трубки побільше, ціни б не було.

Tekhi - А взагалі, яка приблизно швидкість реагування дропчекера?

Ю.В. - На "посиніння" в середньому 5-10 хвилин при його витягу з акваріума, на зворотне "позеленіння" від хвилин сорока до кількох годин. Від умов. Ось, дивись, я тут ролик зняв на цю тему. ДЧ у мене тут саморобний, тому все трохи довше, ніж було б у кульці.

Tekhi - Юре, а взагалі, до речі, має значення де саме в акваріумі дропчекер встановлювати?

Ю.В. - Якщо ти про те "на виду" або подалі від очей, то не має)) Але взагалі його краще встановлювати не біля самого джерела СО2 у воді-біля нього концентрація СО2 буде явно вищою ніж у стороні. Так, десь подалі від помп, грілок і т.д.- якесь "усереднене" по воді місце.

Та й по висоті теж. Не під поверхнею. Десь сантиметрів 15+- нижче поверхні.

Ю.В. - Тому що при різному тиску води розчинність газів різна. Отже, і концентрація у верхніх шарах, що ще й мають газообмін з атмосферою, може виявитися меншою ніж у дна. Відповідно, усереднене по акваріуму-де то посередині))

Tekhi - Ясно. Дякую, Юрочко, за таку докладну розповідь.Здається мені тепер все зрозуміло про них))

Ю.В. - Та нема за що. Ти головне завжди пам'ятай, що колір індикатора в ДЧ не має жодного відношення до рН акваріумної води і показує ТІЛЬКИ рН в індикаторному розчині, знаючи КН якого (зазвичай 4) можна порахувати концентрацію СО2 в цьому самому індикаторному розчині, яка після встановлення рівноваги дорівнює концентрації СО2 в акваріумі. І не більше!

Tekhi - Та вже запам'ятала!))) Дякую тобі величезне!

Дропчекер: для чого потрібний акваріумісту

Навіть новачок в акваріумній справі знає, що для нормального росту та яскравих фарб підводної рослинності потрібна подача вуглекислого газу. Його надлишок чи недолік відчувають у собі як рослини, а й рибки. Щоб не вгадувати, а знати напевно норму CO2, винайшли такий прилад, як дропчекер. Що він являє собою, як його вибрати і чи можна зробити цей прилад своїми руками, ми розглянемо далі.

Дропчекер - це прилад, за допомогою якого визначають вміст вуглекислого газу в воді акваріумної. Іноді такі пристрої називають тривалими тестами. Походження терміна йде від двох англійських слів – крапля (drop) та check (перевіряти). Перші прилади на вигляд справді були схожими на краплю, і хоча пізніші варіанти мали іншу форму, назва надійно закріпилася у світі акваріумістів.

Застосування та принцип дії

Дропчекер заповнюють індикаторною рідиною, після чого поміщають його в акваріумну воду. Оскільки ця рідина насичена поки невідомою кількістю вуглекислого газу, дропчекер допомагає визначити його вміст.

В акваріум CO2 потрапляє зі звичайного повітря, легко і швидко розчиняючись у воді - фактично, акваріумне середовище вбирає діоксид вуглецю (CO2) з навколишнього повітряного середовища. Звичайно ж, насичення води CO2 не нескінченне, а тільки доти, доки не встановиться рівноважний вміст газу в двох середовищах, що стикаються.

Концентрація CO2 у повітрі еквівалентна його вмісту у звичайній воді з-під крана, і дорівнює приблизно 3 мг/л. Така кількість вуглекислого газу ні для акваріумних риб, ні для рослин не підходить, тому в акваріуми необхідно додатково подавати CO2, забезпечуючи нормальні умови для місцевої фауни та флори.

Чим більше газу у воді, тим відповідно менше в повітрі, тому і повертається він назад досить швидко. Такий самий принцип збереження рівноваги газу використовують дропчекери.

Наприклад, після насичення води вуглекислим газом вона матиме підвищений вміст CO2. При цьому в заповненій повітрям частині пристрою його вміст залишається тим самим, тобто еквівалентним атмосферній концентрації.

Після поміщення тестера в акваріумну воду між концентрацією газу в ній та в повітряній зоні приладу встановлюватиметься рівновага. Процес відбувається не дуже швидко, тому що є вивітрюванням.

Дропчекер - пристрій, що допомагає виміряти рівень вуглекислого газу у воді.

Оцінка результату

Побачити результат тесту можна, коли газ, що перейшов з води, розчиниться в повітряній зоні приладу, що і покаже індикатор. Індикаторна рідина містить трохи того ж CO2, що прагне потрапити до неї із заповненої повітрям частини тестера. Розчиняючись в індикаторі, газ робить його водневий показник таким же, як у воді, що впливає і на забарвлення рідини.

Колір плавно змінюється, і ви можете побачити різні відтінки, оцінюючи вміст у воді CO2 з досить непоганою точністю.

Однак застосовувати дропчекер для точної оцінки не рекомендується, оскільки він має досить високу інерційність і показує вміст газу у воді акваріума, який був у ньому 0,5-1,5 години тому.

Забарвлення рідини відповідає вмісту газу:

• побачивши синього кольору ви дізнаєтеся, що CO2 тут менше 10 мг/л;



• зеленого – не більше 10-25 мг/л;



• жовтого - газу у воді більше 330 мг/л.

Особливості вибору

Підтримка вмісту CO2 у заданому діапазоні дуже важлива для нормального функціонування акваріума. Перевищення рівня CO2 поставить під загрозу життя ваших рибок, сильне зниження призведе до уповільнення росту рослин та появи водоростей. Відстежувати рівень вмісту вуглекислого газу допомагає дропчекер, він тривалий тест.

Слід враховувати, що стандартна конструкція дропчекер забезпечує більш швидку роботу, ніж у інших. Необхідна вимога – використовуйте лише якісну індикаторну рідину. А дешеві варіанти сумнівного виробництва можуть часто показувати хибні результати.

Розглянемо кілька варіантів того, що можна придбати.

• наприклад, фірма AQUAYER випускає непогані дропчекер стандартної конструкції, що реагують протягом 30 хвилин;

• також варто звернути увагу і на тестери від компанії VIV, що є виробами з високоякісного скла.

Втім, за бажання зекономити і при цьому отримати саме ту функціональність, яка вам потрібна, можна виготовити цей прилад і самостійно.

Дропчекер своїми руками

Створити тестер можна з будь-якої скляної посудини відповідного розміру, наприклад, з баночки для ліків.Також вам знадобиться звичайний шприц на 2-2,5 кубики, який слід обрізати до розміру трохи більше половини довжини ємності і помістити в неї так, щоб деталь сиділа щільно і не випадала (для цього рекомендується використовувати гумове кільце).

Тепер можна заповнити тестер мірною рідиною, купленою в магазині (виготовляти її самостійно досить складно), попередньо поклавши в трубку від шматка білого паперу, що обрізає шприц, необхідний для фону. Через пару годин можна побачити результат – рідина стане жовтою (газу багато), зеленою (норма) або синьою (нестача).

Приклад виготовлення дропчекера своїми руками дивіться на відео: