• This site uses cookies. By continuing to use this site, you are agreeing to our use of cookies. Learn more.

Alkalnost vode

alkalinity.png

Bilo da se radi o slatkovodnoj ili morskoj akvaristici alkalnost vode je izuzetno važan faktor koji nikako ne bi smeli da zanemarimo. Posmatrajući diskusije po pitanju alkalnosti vrlo lako se zaključuje da je ovaj deo dosta strani za mnoge akvariste i da lako ulaze u zamke koje proizilaze iz svega toga. Jedna velika prepreka razumevanja alkalnosti vode je nekako baš njegova akvaristička definicija koja se nalaz na našim internet stranicama gde se ona usko povezuje sa karbonatnom tvrdočom vode i u tom smislu se daju definicije. Karbonatna tvrdoća vode jednaka je alkalnosti iste samo u jednom čistom zatvorenom karbonatnom sistemu a takav sitem se samo nalazi u nekim laboratorijskim uslovima i nigde više. Dodatnu zbrku ovome daje činjenica da je karbonatna tvrdoća industrijska definicija kao i način merenja gde se iz poznatih razloga zanemaruju mnogi faktori koji nisu važni za neki dati tehnološki proces.

Izjednačavanjem alkalnosti i tvrdoće vode može da se toleriše u slatkovodnoj akvaristici sve dotle dokle god mi ne pokušavamo da korigujemo kvalitet vode ili počnemo da prihranjujemo biljke bilo putem hranjive podloge ili na neki drugi način. U jedanom takavom korigovanom sistemu alkalnost vode se znatno menja i tu postaje potpuno neprihvatljivo da se alkalnost vode povezuje samo sa prisustvom karbobata i bikarbonata u vodi i takvo direktno povezivanje nas vodi u totalno konfuznu situaciju gde ne postoji neko logično objašnjenje za neki mogući rezultat merenja.

Kada je u pitanju morska akvaristika onda alkalnost vode je jedno od glavnih pitanja jer je to jedan od nekoliko najbitnijih faktora od kojih zavisi stabilnost jednog sistema. Neretko vidjamo da akvaristi imaju problema sa pH koji je direktna posledica poremećene željene alkalnosti vode i tu je totalno neprihvatljivo govoriti o karbonatnoj tvrdoči vode.

Pošto je akvarijum jedan otvoreni sistem evo da pogledamo šta sve to utiče na hemizam vode odnosno koji su to izvori:

- Aeracija je jedan veliki faktor koji utiče na hemizam vode. Vazduh sadrži čestice (aerosol) kao i gasove koje mogu znatno da utiču na hemizam vode. Po ovom pitanju je važna i sama lokacija akvarijuma. Glavne nečistoće kojima je izložena voda su HCl, HNO3, H2SO4 kao kiseline koje su ispuštene u atmosferu odnosno njihovi anhidridi zatim NH3, CaCO3, MgCO3 kao baze i druge soli putem prašine (aerosol) i to KCl, NaCl, CuSO4, SiO2 i alumosilikati. Ovo bi ujedno bio i približan sastav kišnice a količina ovih navedenih jedinjenja u suštini zavisi od lokacije.

- Podloga u akvarijumu je priča sama za sebe i tu sve zavisi šta mi koristimo kao podlogu. Podloga je u osnovi veliki izvor karbonata kalcijuma i magnezijuma što je posebno izraženo u podlogama za morsku akvaristiku dok u slatkovodnoj akvaristici podloga je obično veliki izvor silikata, sulfata, karbonata, gvozdja, mnogih kompleksnih jedinjenja itd.

- Sam kvalitet vode koju mi koristimo za akvarijum i sastav vode se totalno razlikuje od mesta do mesta.

- Dodaci kao što je humus ili drvo koji ispuštaju organske kiseline.

- Respiracija ima izuzetno veliki uticaj na hemizam vode i neretko je jedan od glavnih uzročnika neželjenog kvaliteta vode.

- Fotosinteza ima znatan uticaj na hemizam vode i dovodi do promene alkalnosti vode. Ta promena može da se odvija u oba smera.

- Dodavanjem raznih soli i organskih kiselina koji su po pravilu prisutni u komercijalnoj hrani za ribe.

Kao što se vidi iz gore navedenog naš akvarijum je jedan otvoreni sistem gde mnoge stvari utiču na kvalitet vode koje je sve teško i nabrojati i u suštini mi ne bi ni trebali da se zamaramo svim tim stvarima već samo da iskoristimo sponu koja ih spaja a to je alkalnost.

Ako mi sve ovo gore napisano na momenat prebacimo u okvire hemije onda mi ovde govorimo o kiselinama i bazama prisutnim u akvarijumskoj vodi. Mi tu kao interesantnu i važnu stvar za akvaristiku izdvajamo faktor intenziteta (aktivnosti) vodoničnog jona ili protona poznat nam kao pH i faktor kiselinskog neutralizacionog kapaciteta koji je u stvari alkalnost a mi u akvaristici je zdušno nazivamo karbonatnom tvrdočom vode što je totalno pogrešno.

Priroda kiselina i baza zasnovana je na činjenici da proton ne može da postoji kao samostalan jon već da snazno reaguje sa molekulima vode gradeći jedan kopmleks, na primer (H7O3)+ ili (H9O4)+ . Radi pojednostavljanja mi u praksi pišemo H+ ili H3O+. Cela reakcija se predstavlja na sledeci nacin:

Kiselina 1 + Baza 2 = Kiselina 2 + Baza 1

Kada je voda u pitanju onda to izgleda ovako:

H2O (k1) + H2O (b2) = H3O+ (k2) + OH- (b1)

Da se mnogo ne zadržavam ovim delom već tu samo da napomenem da mi kiseline i baze delimo na jake i slabe u zavisnosti od njihove tendencije da otpuste ili prime protone. Ovo je vrlo bitno jer u zavisnosti od kombinacije nastale soli reaguju kao kisele, bazne ili neutralne.

U skoro svim diskusijama po pitanju karbonatne tvrdoće vode mi uglavnom vidimo izraz sličan ovome:

[karbonatna tvrdoća] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] - [H+]

Kao sto sam već naveo ovaj izraz je sasvim tačan ali mi u praksi nigde ne srečemo takav slucaj i to je totalno daleko od naše realnosti i naša akvarijumska voda je mnogo bliža izrazu koji sledi:

[Alkalnost] = [HCO3-] + 2[CO3 2-] + [OH-] + [NH3] + [HS-] + 2[S2-] + [H3SiO4-] + 2 [H2SiO42-] + [B(OH)4-] + [organski kiselinski ostatak-] + [HPO42-] + 2[PO43-] + [OH-] - [H+]

Ovaj gornji izraz nedvosmisleno pokazuje šta mi merimo kada koristimo tester koji ima oznaku KH.

Da bi mi razumeli suštinu svega ovoga mi treba da prodiskutujemo princip merenja alkalnosti a da bi sve pojednostavnili izostavićemo alternativnu definiciju alkalnosti. Bez obzira na to obe definicije su zasnovane na stanju protona na nekom referentnom nivou. Dobar način da se sve ovo objasni je jedan zatvoreni karbonatni sistem gde imamo:

[karbonatna alkalnost] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] - [H+]

Pošto se alkalnost odredjuje acidimetrijskom metodom onda operativna definicija alkalnosti za ovaj konkretan slučaj bi bila ovakva:

Rastvor koji ne sadrži neki drugi protolitički sistem osim rastvorenih karbonata, alkalnost je količina utrošene jake kiseline koja je potrebna da se pH dovede na nivo koji ima totalna molarna koncentracija rastvorenog H2CO3 i izražava se u moll-1 ili ekvivalent po litru.

Uopštena definicija alkalnosti ili kiselosti bi bila da je to stanje nekog sistema koji ima manjak ili višak protona na nekom referentnom nivou.

Za nas gore navedeni karbonatni sistem uglavnom se postavljaju tri referentne tačke merenje gde gornja tačka pretstavlja kaustičnu alkalnost ( f=2 ), srednja tačka je poznata kao p- alkalnost ili CO2 kiselost ( f=1 ) dok donja tačka definise mineralnu kiselost ( f=0 ).

Te tri referentne tačke nisu bez veze odabrane nego one definišu neko stanje protona u sistemu. Tačka f=0 je tačka gde se smatra da nema više protona nastalih protolizom karbonata. Kod tačke f=1 nema više bikarbonatnih jona dok kod tačke f=2 sva alkalnost je kaustična.

Alkalitet f=0

[alk] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] - [H+]

p-alkalnost f=1

[p-alk] = [OH-] + [CO32-] - [H2CO3] - [H+]

Kaustična alkalnost f=2

[OH- alk] = [OH-] - [HCO3-] - 2[H2CO3] - [H+]

U praksi f=0 tačka ima pH vrednost oko 4.5, f=1 nešto iznad 7 dok f=2 ima vrednost oko 10.3. U akvaristici sva objašnjenja u vezi KH se u stvari vezuju za ovo objašnjenje pa se čak i nude razne metode odredjivanja karbonatne tvrdoče vode koje nam u suštini neće puno pomoći jer se referentna tačka pomera. S obzirom da je naša akvarijumska voda daleko od ovakvog karbonatnog sistema datog u ovom primeru onda nama ostaje da mi računamo ravnotežno stanje našeg sistema ili da se zadovoljimo kupovinom test pribora koji su uglavnom dovoljno precizni jer je uzeto u obzir i prisustvo nekarbonatna kod odredjivanja referentne tačke koja se razlikuje od referentne tačke čisto karbonatnog sistema.

Ovaj problem referentne tačke je izuzetno izražen kod odredjivanja alkalnosti morske vode usled povečane koncentracije borata i zato treba dobro da pazimo šta koristimo u takvom slučaju.

Na kraju svega ovoga samo da navedem neke hemijske procese koji se dešavaju u akvarijumu a koji imaju uticaj na alkalnost pored već nabrojanih izvora uticaja.

- Fotosinteza i respiracija je proces koji se konstantno odvija putem biljaka i algi. U zavisnosti od reakcije alkalnost može da ostane nepromenjena, da opada ili da se povećava.

- Nitrifikacija smanjuje alkalnost.

- Denitrifikacija povećava alkalnost.

- Oksidacija sulfida smanjuje alkalnost.

- Redukcija sulfida povećava alkalnost.

- Rastvaranjem CaCO3 se povećava alkalnost.

Eto to bi bilo onak vrlo skraćeno objašnjenje u vezi alkalnosti vode primereno akvaristici sa ciljem da se objasni sta je to KH u akvaristici. Za više informacija u vezi ove teme potrebna nam je literatura koja je specijalizovana u ovoj oblasti.
 

Comments