Что такое рН?

Понятие рН в применении морской воды имеет множество различных определений. В системе используется большинством аквариумистов (система NBS, с НБС, стоящих на старой Национального бюро стандартов), рН определяется в уравнении 1
1. pH = -log в _H
где Ач «активность» ионов водорода в растворе. Деятельность путь, который химики измерить "свободных" концентрации. Так рН просто мерой ионов водорода (Н +; иначе протонов) в растворе. Ионы водорода в морской воде, частично бесплатно (ну, не совсем бесплатно, но придает только с молекулами воды в комплексах, таких как H3O +) и частично в комплексе с другими ионами. Этот эффект поэтому химики используют активность вместо концентрации. В частности, ионы H + в нормальной морской воде присутствуют в виде свободного H + (около 73% от общего числа), так как HSO4- (около 25% от общего количества), и, как HF (небольшой части). Эти вопросы деятельности также влияют буферы для калибровки, и это одна из причин, что существуют различные шкалы рН и буферы для калибровки для использования в морской воде.
Для того, чтобы понять, большинство проблем рН в морском аквариуме, однако, эти вопросы могут быть проигнорированы, и рН может быть просто рассматривать как относящиеся непосредственно к концентрации H +:
2. pH = -у _Н журнала [H ⁺ ]
где у _H просто константу (коэффициент активности), что мы можем игнорировать для этого (у _H = 1 в чистой пресной воде и ~ 0,72 в морской воде). В некотором смысле, все, что большинство аквариумистов нужно знать, что рН мера ионов водорода в растворе, и что масштаб логарифмический. То есть, при рН 6 существует в 10 раз больше Н +, как при рН 7, и что при рН 6 существует 100 раз больше, чем Н +, как при рН 8. Следовательно, небольшое изменение рН может означать большое изменение в концентрация H + в воде.

Зачем контролировать рН?

Есть несколько причин, почему кто-то захочет контролировать рН в морских аквариумах. Во-первых, водные организмы развиваться только в определенном диапазоне рН. Этот диапазон, конечно, варьируется от организма к организму, и это не просто оправдать утверждение, что какой-либо конкретной Диапазон "оптимальности" для аквариума с большим количеством видов. Даже естественной морской воде (рН = 8,0 до 8,3) не будет оптимальным для каждого существа, живущего в нем, но было признано более восьмидесяти лет назад, что отходит от рН естественной морской воде (до 7,3, например) это стресс для fish.1 Существует в настоящее время дополнительная информация о оптимальных значений рН для многих организмов, но данные неадекватны, чтобы дать аквариумистам возможность оптимизировать рН для большинства организмов, в которых они заинтересованы. 2-6
Кроме того, влияние рН на организмы может быть прямым или непрямым. Например, токсичность металлов, таких как медь и никель, как известно, зависит от рН для некоторых организмов, присутствующих в наших танков ( такие как мизиды и амфиподами ) 0,7 Следовательно, диапазоны рН, которые являются приемлемыми в одном резервуаре может быть отличается в других танков, даже для одних и тех же организмов.
Тем не менее, существуют некоторые фундаментальные процессы, происходящие во многих морских организмов, которые, по существу, пострадавших от изменения рН. Одним из них является кальцификация, и известно, что кальцификация в кораллах зависит от рН, с этим снижается как рН lowered.8-9 Используя эти типы информации, наряду с обобщенный опыт большого количества любителей, можно выработать некоторые руководящие принципы о том, что приемлемый диапазон для рифовых аквариумов, и какие ценности раздвигают границы.
Допустимый диапазон pH
Допустимый диапазон рН для рифовых аквариумов является мнение, а не четко очерчены факт, и, безусловно, зависит от того, кто предоставляет свое мнение. Этот диапазон также может быть совершенно иным, чем "оптимального" диапазона. Определить же оптимальность, однако, гораздо более проблематичным, чем то, что это просто приемлемым, и мы сосредоточим внимание на последних. В цели, я бы предположить, что рН естественной морской воде, около 8,2, уместна, но танки могут четко работать в более широком диапазоне значений рН. На мой взгляд, диапазон рН от 7,8 до 8,5 является приемлемым диапазоном для рифовых аквариумов, с несколькими оговорками. Это:
1)Это щелочность по меньшей мере, 2,5 мэкв / л, а предпочтительно выше на нижнем конце рН этого диапазона.В частности, это утверждение основано на том факте, что многие танки рифа выполняют достаточно эффективно в рН 7,8 до 8,0 диапазоне, но большинство из лучших примеров этих типов резервуаров включают кальций реакторы карбонат / двуокиси углерода, что, в то время тенденцию к снижению рН поддерживают щелочность на высоком уровне (на уровне или выше 3 мг-экв / л.). В этом случае все проблемы, связанные с кальцификацией при пониженном уровне рН, могут быть скомпенсированы повышенным щелочности.
2)Это уровень кальция составляет по меньшей мере 400 частей на миллион. Кальцификация становится более трудным, поскольку рН снижается, и это также становится более трудным, так как уровень кальция опускается.Было бы желательно, чтобы толкать все экстремальных рН, щелочность и кальций, в то же время. Таким образом, если значение рН находится на низкой стороне, и не могут быть легко изменены (например, в емкости с СаСО ₃ / CO ₂ реактора), по меньшей мере, убедитесь, что уровень кальция является приемлемым (~ 400-450 частей на миллион).
3)Кроме того, одной из проблем при более высоком рН (выше 8,2, но становится все более проблематичным с каждым дополнительных подъема) является абиотическим осаждение карбоната кальция (в результате к снижению кальция и щелочности, и засорение нагревателей и насосов рабочие колеса). Если вы собираетесь нажать рН до 8,4 и выше (как это часто бывает в танковом с помощью известковой воды), то убедитесь, что уровни кальция и щелочности находятся в приемлемом (то есть не слишком низкие, чтобы замедлять кальцификацию, и не слишком высокой , чтобы вызвать осаждение на оборудование).
Решение проблемы с рН
В следующих разделах приведены конкретные рекомендации о том, как идти о решении проблемы рН.Рекомендации также могут быть использованы, чтобы потянуть уровень рН ближе к природных значений, даже если они уже внутри "приемлемым" диапазона, описанного выше. Прежде чем приступать к стратегии рН изменять, однако, вот некоторые общие проблемы:
1)Убедитесь, что у вас действительно есть проблемы рН. Многие очевидные проблемы действительно проблемы измерения, а не проблемы бак. Эта проблема представляется особенно общего пользования рН тест-наборов, а не электронного измерения с помощью рН-метра, но все методы могут и не пойти не так, и вы не хотели бы, чтобы сделать хорошую ситуацию в п---ой просто потому, что рН-метр был не откалиброван должным образом. Следовательно, не забудьте проверить показания рН, прежде чем действовать в любой, но наиболее доброкачественных способами. Вот две статьи стоит читать на измерении рН, чтобы помочь убедитесь, что показания точны:
2)Попробуйте определить, почему у вас есть проблемы рН до принятия решения пластырь. Например, если проблемой является высокая pH долейте воды, а затем добавить кислоту сбить бака рН будет только временное решение. Изменение корень проблемы может быть гораздо более удовлетворительным решением, чем его маскировки с рН-изменяя добавки.


Тем не менее, с учетом этих оговорок будут случаи, когда вам нужно немедленные корректирующие действия (таких как случайное доставки большого количества известкового молока в вашем аквариуме) и случаи, когда вы нужны долгосрочные корректирующие действия ( такие как низкий рН, вызванного высокой Крытый углерода уровни углекислого ). Решение обеих этих типов ситуаций приведены ниже.
Низкий pH Проблемы
Как описано выше, низкие проблемы рН являются те, где рН ниже 7,8. То есть, где ежедневно с низким рН падает ниже 7,8. Конечно, если рН-парад 7,9 вы можете все еще хотите, чтобы поднять его, но потребность не так сразу.Есть три вещи, которые обычно приводят к низким рН, и решение каждого из них отличается. Конечно, нет ничего, чтобы предотвратить бак от того, все три!
Низкий pH из-за CaCO ₃ / CO ₂ реакторов

Наиболее распространенной причиной низких рН в резервуаре рифа является использование карбоната кальция / реактор диоксида углерода. Эти реакторы используют кислотный углекислый газ, чтобы растворить карбонат кальция , и эффект для обеспечения существенного, но переходный количество кислоты в резервуар , В идеале,углекислый газ вдувают отступить резервуара после того, как была использована для растворения CaCO ₃ . В действительности, однако, этот процесс не идет к завершению, и мел ₃ / CO ₂ в реакторе танки почти всегда работают на нижнем конце рН спектра.
Растворы, которые следуют считать, что реактор правильно отрегулирован. Неприспособленных реактор может управлять рН еще ниже, чем обычно, и в этом случае, правильное регулировка первый шаг. Как настроить различные параметры реактора выходит за рамки данной статьи, но с этой точки зрения, вы не хочу рН или щелочности сточных вод на слишком низком уровне.
Многие подходы были предложены, с переменным успехом, чтобы свести к минимуму низкий проблему рН столкнулся с СаСО ₃ / CO ₂ реакторов. Одним из них является использование двухступенчатый реактор, который проходит жидкость через вторую камеру СаСО ₃ перед выпуском его в резервуар. Растворение дополнительного СаСО ₃ имеет эффект повышения рН, а также повышение уровней как кальций и щелочность в сточных водах.Такой подход представляется, чтобы быть успешным на повышение рН сточных вод, но он не может поднять его все пути к танковой рН и проблема с низким рН не исчезает полностью.
Другой подход заключается в аэрации стоков, прежде чем он поступает в резервуар. В этом случае, цель состоит в том, чтобы выпустить лишний CO ₂ , прежде чем он получает в бак. Этот подход может работать в теории, но, как правило, не потому, что не хватает времени дегазации разрешается до отходящий поступает в резервуар. Еще одна проблема этого подхода заключается в том, что если бы он действительно был успешным в повышении рН, перенасыщение СаСО ₃ в сточных водах может получить достаточно высоки, чтобы вызвать повторное осаждение СаСО ₃ в реакторе, загрязнение его и снижая его эффективность.
Окончательный подход, и, вероятно, самым успешным, является объединение CaCO ₃ / CO ₂ реактора с другой щелочными добавками схемы, что повышает рН. Наиболее эффективным методом в данном заявлении, является известковая вода. В этой ситуации, известковой не используется, чтобы обеспечить большое количество кальция или щелочности, но, чтобы впитать часть избыточного СО ₂ , и тем самым повысить рН. Количество известковой воды, необходимой не так велик, как для полного содержания кальция и щелочности. Вы также можете поместить дополнения известковой по таймеру, чтобы добавить его только ночью и ранним утром, когда дневных минимумов рН, скорее всего, будет проблематично. Известковой дополнение также может быть на контроллере рН, так что это только добавляют, когда рН становится необычно низкой (например, ниже рН 7,8 или около того).

Низкий pH из-за высоких диоксида Крытый углерода

Высокие наружная диоксид углерода может также, по-видимому привести к низкому проблемы с рН во многих танков. Дыхание людей и домашних животных, использование ООН вентилируемые приборов, работающих на природном газе (например, Печи и сушильные) и использование CaCO ₃ / CO ₂ реакторов может привести к высоким внутренних уровнях двуокиси углерода. Уровень диоксида углерода может быть легко более, чем в два раза больше внешнего воздуха, и этот избыток может существенно снизить рН. Эта проблема особенно остро в новых, более герметичные дома. Это вряд ли будет проблемой в домах, как у меня, где вы можете чувствовать ветер, дующий по старым оконных рам.
Многие аквариумисты обнаружили, что, открыв окно рядом с резервуаром может привести к значительному росту рН в течение суток или двух. К сожалению, эти аквариумисты, живущих в холодном климате не легко открывать окна в зимний период. Некоторые сочли полезным в таких ситуациях, чтобы запустить трубу или шланг от снаружи к входу воздуха скиммера, где свежий, внешний воздух быстро смешивается с аквариумной воды.
И, наконец, использование известковой воды в этих ситуациях также подходит. В самом деле, известковой может быть более оптимально использовать в этой ситуации, потому что бак будет менее вероятно, чтобы испытать нежелательно высокое значение рН, что иногда сопровождает использование известковой воды. В то время как известковая вода является щелочность добавки самым мощным на повышение рН, другие высокопоставленные рН добавки также достаточно. Добавки на основе карбоната, например, было бы очень полезно в этой ситуации, в то время как бикарбонат не будет. В коммерческой например, оригинал B-ионной бы быть лучше, чем более новой версии . Для домашних варит, стиральная сода (карбонат натрия) будет лучше, чем пищевая сода (бикарбонат натрия).

Низкий pH из-за низкой щелочности

Низкой щелочностью может также привести к низким рН. Например, если щелочность не дополненной так же быстро, как он удаляется от кальцификации, рН, скорее всего, упадет. Это падение произойдет со всеми схемами щелочными добавками, но будет наиболее заметные с использованием схемы, которые сами по себе не вызывают рН (например, CaCO ₃ / CO ₂ реакторов или бикарбонат). В этой ситуации, очевидным решением является добавить больше щелочности каким-либо образом.

Острые Нисходящая Шипы рН

Все ситуаций, описанных выше, включают хронически низкий рН. Ни один из них не связаны с острым или переходные, рН экскурсии. В некоторых ситуациях это может произойти, однако, и зная, что делать, может представлять интерес. Теперь вы, вероятно, не делать то, что я сделал, и добавить кусок сухого льда в поддон, чтобы посмотреть, что происходит. Но если вы делаете, вы заметите, рН Дропа € | Дропа € | падение. Вскоре вы будете уверены, что рН 5 убьет весь ваш танк (это было не в моем случае, но я не рекомендую этот процесс для общего развлечения).
Наиболее вероятно, однако, включает в себя некоторый тип аварии диоксида углерода, что приводит много CO ₂ в резервуар с неисправной реактора. В большинстве случаев, я не советовал бы делать ничего, кроме существенного аэрации, чтобы вытеснить избыточный CO ₂ . Может быть, даже открыть окно, чтобы гарантировать, что воздух, которыми обмениваются он сам по себе не загружена с избытком CO ₂ . Бак должен вернуться к нормальной жизни в течение дня или около того. Если ты выбрать что-то добавить для повышения рН, то вы рискуете pH слишком большой подъем в день или около того после избыток СО ₂ сдуло из бака.
Если минеральной кислоты были причиной падения рН (например, хлористоводородной кислоты), а затем карбонат щелочности (и общей щелочности, а) будет сбой. Я бы посоветовал измерения щелочности и с помощью щелочность добавки (не один, содержащих большое количество бората), чтобы поднять щелочность туда, где вы обычно поддерживать его (например, от 2,5 до 4 мг-экв / л). Конечный результат должен быть рост рН, хотя и с некоторыми средствами щелочными добавками (известковая вода или оригинал B-ионной) повышение pH будет быстро, и с некоторыми схемами (как бикарбонат) повышение pH будет медленнее, бак нужно время, чтобы сдуть лишнюю CO ₂ , что приводит.
Если чрезмерное уксус или другие органические кислоты были причиной падения рН, то я бы посоветовал такой же режим, как и для соляной кислоты, за исключением того, что с течением времени (от часов до дней) ацетата, что в результате уксуса (уксусная кислота) будет окисляться до СО ₂ и OH-. Чистый эффект является то, что рН и щелочность будет расти. Таким образом, в этом случае, ошибаться в сторону меньших щелочными добавками (может быть, даже ничего), потому что он будет решать сам, прежде чем слишком долго. Если вы добавляете тонну щелочности дополнения к стабилизации вещи, вы можете обнаружить, что pH и / или щелочности позже ползать выше, чем вы хотите.

Высокая Проблемы pH

Проблемы высшей рН в рифовых аквариумов наиболее часто встречаются при использовании известковой воды , но также иногда встречаются при использовании других высоких значениях рН щелочность добавки, такие как оригинальной версии B-ионных . Если карбонатной щелочности не более 4 мг-экв / л, то высокое значение рН, как правило, вызванные дефицитом диоксида углерода. Добавки, такие как известковой генерировать значительныйнедостаток диоксида углерода в резервуарах рифа, и конец эффект, что рН работает на высокой стороне.
Все обсуждения следовать предполагает, что вы используете известковой воды (или другой высокой рН дополнение) должным образом. Это предположение означает, что вы добавлением соответствующего количества (т.е. балансировки скорость кальцификации, или менее, если в сочетании с какой-либо другой схемы добавок) и что она не добавляются слишком быстро (подавляющее способность резервуара для буфера против рН возрастает ).
Один из способов уменьшения рН в резервуарах с использованием известковой воды, чтобы привлечь больше двуокиси углерода в воду. Можно вести больше двуокиси углерода в воду через лучшей аэрации, добавлением двуокиси углерода непосредственно , либо путем добавления органической кислоты, которые в конечном итоге распадается на диоксид углерода (например, уксус, он же уксусной кислоты). Уксус может быть добавлен непосредственно в самой известковой , или непосредственно в резервуар.
Еще один хороший вариант для снижения хронически высокого рН переключиться на щелочную добавку, которая имеет меньше рН поднятия эффекта. Известковой является худшим из всех, а затем карбонат натрия (стиральная сода). Бикарбонат натрия (соды выпечки) будет на самом деле имеют очень небольшое рН снижения влияния на его собственную, и будет иметь большое влияние рН по сравнению с добавлением известкового молока или стиральной соды. СаСО ₃ / СО ₂ в реакторе, конечно, имеет самый большой рН снижение воздействия любой схеме щелочности добавки (как описано выше).
Коммерческие щелочными добавками отслеживать эти предложения, но их слишком много, чтобы перечислить.Они даже не могут быть объединены в класс, хотя большинство твердых продаются как "буферов" будет иметь достаточно небольшое влияние на рН. Некоторые из двух частей добавки в значительной степени карбонатные и некоторые из них в значительной степени бикарбонат. Для разницу, просто измерить рН щелочность части. Если оно меньше, чем 9, то это, прежде всего, бикарбонат, и будет хорошим выбором для переключения в случае хронической высокой рН вопрос. Если это больше, чем 11, то в первую очередь карбонат, и не будет оптимальным в этом приложении.
При переключении на другой добавки не обязательно означает полный переход. Переключение частично от известковой воды в новой версии B-ионной или одной из других двух частей добавок с низким уровнем воздействия рН может иметь значительное долгосрочное воздействие на рН.

Добавление минеральных кислот с более низком рН

Не следует, в хронической ситуации, добавить какой-либо неорганической кислоты (например, хлористоводородной кислоты) для снижения рН. Это предостережение в равной степени применимо также, чтобы добавить его в известковой или резервуара. То, что вы в конечном итоге делает это уменьшение щелочности и увеличение концентрации хлористого относительно других анионов (например, сульфата). В некотором смысле, вы преобразовать некоторые из ваших известковой хлоридом кальция (или, если добавлять в емкость, конвертировать некоторые из ваших карбонат / бикарбонат хлорид). Что вы должны делать в такой хронической ситуации определить, почему рН является высоким, и исправить ее, а не просто взорвать рН вниз с кислотой. Острые шипы рН Другое дело, и может потребоваться этот тип вмешательства, как описано ниже.

Острые Восходящие Шипы рН

В острой высоким рН ситуации (например, 5 галлонов известковой ввода в бак и отправки рН более 9), добавлением кислоты, такой как уксус, соляной кислоты (HCl или соляной кислоты) или серной кислоты все приемлемые способы снижения рН , Количество аквариумистов успешно лечить такие ситуации с уксусом, и не в конечном итоге потерять любых животных, хотя бак загружается с белым карбоната кальция осадка. Я добавил HCl в моем аквариуме в подобных ситуациях без труда.

Если вы такой кислотной обработки, будьте очень осторожны, чтобы не промахнуться, и контролировать рН при любых кислых добавок. Я хотел бы вмешиваться только таким образом, если я мог контролировать рН в реальном времени, и может добавить кислоту в высокой ситуации потока вдали от организма. Разбавление кислоты в воде (например, 20: 1 или 100: 1) перед добавлением его в бак, настоятельно рекомендуется как для собственной безопасности и безопасности танковых жителей (разведение не является необходимым для уксуса, который уже разбавить).