Аквариум Химия: магний и стронций В известковой
Страница 1 из 1
20150226
Аквариум Химия: магний и стронций В известковой
Сколько Магний употребляет кораллы?
Количество магния, включенного в скелетов различных кальцифицирующая организмов значительно варьируется.В предыдущей статье , 1 я показал, что кораллы в океане может включать в себя от примерно 0,1% и 3,5% по весу магния в их скелетов. Коралловые водоросли также включать в себя значительное количество, как правило, более чем на 1%, и столь же высоко как 4,4% по массе. Есть мало данных о коралловых скелетов в аквариумах, но содержание магния не ожидается, существенно отличается от этого диапазона.Кальций присутствует в этих каркасов около 35-38% по весу, так как они в основном карбонат кальция.Следовательно, отношение Mg / Ca в интервале от примерно 0,0025 до 0,12 по массе (на основе мол, эти соотношения Mg / Ca около 0,004 до 0,2; все последующие коэффициенты Mg / Ca в этой статье приведены по массе).
Следовательно, если кто-то хочет кальций, чтобы быть единственным источником магния в аквариуме, то придется включать примерно такое же соотношение Mg / Ca (0,0025 до 0,12), исключающую создание или разрушающих магния с течением времени. Очевидно, что при таком широком диапазоне, точное равновесие в любых заданных аквариумах будут частично определяется смеси кораллов и коралловых водорослей поддерживается. К счастью, есть такая большой резервуар магния в морской воде, что она занимает большие различия между импортом и экспортом, чтобы вызвать значительные изменения в уровнях магния.
Рисунок 1. мешок негашеной в гараже Дэвид Гимонд.
Сколько Стронций Do кораллы Потребляйте?
Количество стронция включены в скелетов различных организмов кальцинирование-видимому, не изменяются так же, как магний. В предыдущей статье , 2 я показал, что кораллы обычно включают около 0,9% по весу стронция в их скелетов.Кальций присутствует в этих каркасов около 35-38% по весу, так как они в основном карбонат кальция.Следовательно, Sr отношение / Са составляет около 0,02 по массе (Sr это соотношение / Са составляет около 0,01 моль на основе, все последующие коэффициенты Sr / Ca в этой статье приведены по массе).
Следовательно, если кто-то хочет кальций, чтобы быть единственным источником стронция в аквариуме, то придется включать примерно такое же Sr соотношение / CA (0,02), исключающую создание или истощения стронций с течением времени. В отличие от магния, существует не так много стронция присутствуют в морской воде. Следовательно, это не займет большого дисбаланса между импортом и экспортом значительно исказить уровень стронция в аквариуме.
Что такое известковая вода?
Известковой 4,5 (также известен под немецким термином известковой воде) был использован очень успешно на аквариумистов в течение ряда лет, и это система, которую я использую на моем рифовый аквариум. Она состоит из водного раствора кальция и гидроксид-ионов, которые могут быть получены путем растворения или негашеной (оксид кальция, СаО) или известь (гидроксид кальция, Са (ОН) 2 ). Только свойственное различие между ними состоит в том, что если вы добавляете молекулу воды, чтобы негашеной, вы получите известь, и что Большое количество тепла могут быть получены, когда это произойдет.СаО + Н 2 O → Са (ОН) 2
Известь негашеная + вода → Известь
Следовательно, увлажняющий и растворения негашеной может сделать воду довольно тепло, особенно если избыток твердых частиц добавляются. Один аквариумист связался со мной после того, как он растаял его известковой реактор, поставив негашеной в него. Таким образом, понимание разницы между этими двумя формами имеет преимущества!
Ионы кальция в растворе, очевидно, поставлять кальций в резервуар, и ионы гидроокиси поставить щелочности.Сам гидроксида обеспечивает щелочность (как по определению 6 и как измеряется с помощью теста щелочности), но кораллы потребляют щелочности как бикарбонат 7 , а не гидроксида. К счастью, когда известковой используется в резервуаре рифа, он быстро соединяется с атмосферной и ин- резервуара CO 2 и бикарбоната с образованием бикарбоната и карбоната:
OH - + CO 2 → HCO 3 -
ОН - + HCO 3 - → СО 3 2- + Н 2 О
После того, как в баке на приемлемом рН , 8 нет опасения, что щелочность обеспечивает известковой является по-другому, чем любой другой карбонатной щелочности добавки. Гидроксид сразу же исчезает в бикарбоната / карбонат системы. Другими словами, количество гидроксида, присутствующего в резервуар для воды на самом деле только в зависимости от рН (независимо от того, что было добавлено), и при любом рН ниже 9, это незначительно фактором щелочности испытаний (намного меньше, чем 0,1 мг-экв / л). Следовательно, тот факт, что щелочность изначально поставляется в виде гидроксида, не следует рассматривать как проблематичным, за исключением того, как это влияет рН (смотри ниже).
Тот факт, что известковой очень проста (рН, как правило, выше 12) требует, чтобы известковой быть добавлен медленно в резервуар, если очень небольшие добавки не выполнены. Причина медленного прибавления в два раза: для предотвращения локальных значений рН в области того слишком большой подъем (медленная специальных разрешений того более быстрое смешивание с баком для воды для снижения рН), а также для предотвращения общую рН бак от роста слишком высокая (медленное добавление позволяет бак, чтобы тянуть в СО 2 из атмосферы в процессе медленного того, смягчения рост рН). Некоторые аквариумисты выступать быстрое добавление , 9 и это хорошо для дополнений, которые бы добавить менее 0,2 мг-экв / л щелочности в бак, но добавление 0,5 мг-экв / л (эквивалентно добавлению 1,2% от объема бака, насыщенного известкового молока или 14 г гидроксида кальция в 100-литровый аквариум) приводит в действие рН всей резервуара слишком высокой ( до примерно 0,5 единицы рН). 10
Следовательно, известковая вода чаще всего медленно добавляют по каплям или медленной накачки. Часто его добавляют в верхней с водой, заменив большинство или все из испаренной воды. Насосы увеличивают стоимость и сложность системы, особенно в сочетании с поплавковым клапаном или коммутатора (I использовать последний и внасос рифа Filler ).
Высокое значение рН известковой также может иметь значительные преимущества по отношению к примесей, присутствующих в извести. Фосфат и многие тяжелые металлы осаждают, либо в виде солей кальция, или в виде оксидов и гидроксидов металлов. Медь, например, было предложено Рон Shimek быть проблемой в рифовых аквариумах . 11, 12 Медь гидроксид нерастворимые в известковой воде, и Отстоявшаяся может иметь меньше примесей, чем в воде, или извести используется, чтобы сделать это. 13
Кроме того, получается, что магний очень нерастворимым при высоких рН. В известковой, его низкой растворимости может привести к осаждению гидроксида магния на дне резервуара известковой. Эти осадки пределы, сколько магния в извести доставлены в аквариумах, как будет показано ниже.
Что находится в Lime?
Оксид кальция , который я использую от Миссисипи Lime компании является пищевой (Рисунок 1). Компания перечисляет ряд примесей в нем, но не вырваться из магния и стронция. Таблица 1 показывает типичный анализ , поставляемый изготовителем. В таблице 2 показаны необходимые пределы пищевого СаО.Таблица 1. Типичные химический анализ качества еды оксид кальция
| Компонент | Процентов | ||
| 0,35% | ||
| 98,0% | ||
| 0,50% | ||
| 1,0% | ||
| 75 частей на миллион | ||
| <0,5 частей на миллион | ||
| <1,0 частей на миллион | ||
| 0,20% | ||
| 2 млн | ||
| 0,10% | ||
| 0,01% | ||
| 0,04% | ||
| 0,40% | ||
| 50 частей на миллион | ||
| 12 частей на миллион | ||
| 69.97% | ||
| <0,1 |
| Пункт | Спецификация | ||
| 95,0 100,5% | ||
| Не более 10% | ||
| <3,6% | ||
| <150 частей на миллион | ||
| <5 частей на миллион | ||
| <3 млн | ||
| <1% | ||
| <30 частей на миллион |
Там нет никакой информации, либо Миссисипи Lime компании, или Национального Lime Ассоциации на сумму стронция в любом из этих продуктов."Негашеная , продукт обжига известняка, состоит из оксидов кальция и магния, и в Соединенных Штатах он доступен в трех формах:
- Высокая негашеной --derived из известняка, содержащего от 0 до 5 процентов карбоната магния.
- Magnesian негашеная --derived из известняка, содержащего от 5 до 35 процентов карбоната магния.
- Доломитовая негашеная --derived из известняка, содержащего от 35 до 46 процентов карбоната магния.
Гашеной извести является сухой порошок изготовлен путем обработки негашеной с достаточным количеством воды, чтобы удовлетворить его химическое сродство к воде, чтобы тем самым превратить оксиды с гидроксидами. В зависимости от типа используемого негашеной и условий гидратации используемого, количество воды в химическом сочетании изменяется, как показано ниже:
- С высоким содержанием кальция гашеная известь --Высокое негашеной производит гашеной извести, содержащий обычно от 72 до 74 процентов оксида кальция и 23 против 24 процентов химически связанной воды.
- Доломитовый гидратная известь (нормальный) --under атмосферном увлажняющих только оксид кальция фракции доломитовой негашеной гидратов, производя гашеной извести следующего химического состава: от 46 до 48 процентов оксида кальция, от 33 до 34 процентов оксида магния, и от 15 до 17 процентов химически связанной воды.
- Доломитовый гидратная известь (давление) --this известь получают из негашеной доломитовой под давлением, в результате чего все гидратации оксида магния, а также все оксида кальция, производя следующий химический состав: от 40 до 42 процентов оксида кальция, 29 до 30 процентов оксида магния и 25 до 27 процентов химически связанной воды ".
Экспериментальные результаты: что присутствует в негашеной?
Для того, чтобы лучше оценить, насколько стронция и магния будет доставляться с использованием этого бренда извести, я определил, как много кальция, магния и стронция присутствуют с помощью индуктивно связанной плазмой оптического эмиссионной спектроскопии (ICP-OES). Детали метода приведены в конце статьи для тех, кто может потребоваться, чтобы воспроизвести его на других материалах. Полученные результаты приведены в таблице 3.Таблица 3. щелочно-земельных металлов негашеной.
| Магний | 0,25% | 0,0038 = Mg / Са |
| Кальций | 65,5% | 1.00 |
| Стронций | 0,024% | Отношение 0,00037 = Sr / Ca |
Последний раз редактировалось: Игорь НЭМО (Чт Фев 26, 2015 11:54 am), всего редактировалось 2 раз(а)
Игорь НЭМО- Admin
- Сообщения : 254
Очки : 7688
Репутация : 37
Дата регистрации : 2014-12-31
Возраст : 33
Откуда : харьков -
Опубликовать эту запись на:
Аквариум Химия: магний и стронций В известковой :: Комментарии
Чт Фев 26, 2015 11:40 am автор Игорь НЭМО
Экспериментальные результаты: то, что есть в известковой воде?
Я добавляю мой аквариум с известковой, изготовленного из негашеной испытания в предыдущем разделе. Я обычно использую известковой менее чем насыщения, потому что мой риф аквариум не должен в полную силу известковой воды. Для того чтобы проверить для магния и стронция в известковой воде, что я бы дозу, я сделал 44 литров известкового молока, и дозировать его в течение 3 недель. Затем я взял образец прозрачной известковой воды, которая осталась. Он имел проводимость 7 мСм / см, что указывает, что он не насыщен (насыщенный известковой обычно имеет проводимость примерно 10,3 мСм / см ). 14 Этот образец анализировали как есть, а результаты приведены в таблице 4.Таблица 4. щелочно-земельных металлов в известковой воде.
| Металл | Относительной концентрации (по весу) | Обогащение Относительно твердого Lime | |
| Магний | 0,017 | 0.000028 | 0,007 |
| Кальций | 610. | 1.00 | 1.00 |
| Стронций | 0,24 | 0,00039 | 1,05 |
Интересно отметить, что по сравнению с кальцием, магнием сильно недостаточно по сравнению с в исходном негашеной. Причина этого результата Хорошо известно, нерастворимость гидроксида магния. Любые ионы магния Наличие в растворе быстро в сочетании с гидроксидом с образованием нерастворимого гидроксида магния, который выпадает в осадок.
В предыдущей статье на растворимость металлов в известковой , 13 я показал график теоретической растворимости магния в зависимости от рН (ниже).
В рН известковой воды (низкий 12-е годы) растворимость составляет от 0,01 до 0,001 млн. Экспериментальная растворимость здесь чуть выше (0,017 м.д.), по-видимому для одной из двух причин: некоторые частицы гидроксида магния могут быть в растворе, которые, как обнаружено растворимый магний, когда на самом деле это не так.Вторая возможность, что решение просто не достигли термодинамического равновесия, и теоретический предел растворимости еще не достиг .. Тем не менее, является то, что можно ожидать, что гидроксид магния будет осаждаться из такого раствора, и это было, В самом деле, произошло. Магния в растворе обедненного с коэффициентом более ста сравнению с тем, что было бы в растворе было все был растворимым. В следующем разделе этой статьи, осадок на дне известковой резервуара была испытана, чтобы показать эту дополнительную магний.
По сравнению с кальцием, стронцием была почти неизменной в известковой по сравнению с твердой негашеной.Небольшое возвышение в известковой выше фонового шума, однако, так как сигнал излучение стронция является настолько сильным. Причина этого небольшой высоте, что стронций еще реже, чем кальция для осаждения на дно резервуара известковой, и так остается больше, чем в растворе кальция.
Экспериментальные результаты: что присутствует в известковой воде осадка?
Твердые на дне резервуара известковой содержит все, что не растворялось, или, что растворенный и затем осаждают из раствора. Такие твердые может содержать гидроксид магния и карбонат кальция, гидроксид и карбонат (хотя гидроксид кальция довольно вряд ли в ненасыщенного известковой) и множество других примесей, таких как оксид алюминия, диоксид кремния и т.д.Для того, чтобы определить, что было в нем, образец белого твердого вещества была взята из моей водохранилища известковой, где он собирал в течение нескольких месяцев. Она была удалена вместе с некоторыми известковой.Смесь твердых и жидких подкисляют, как это было твердое негашеная (но с использованием в два раза меньше кислоты, так как это было не так концентрированный) и составляющие были определены ПМС. Результаты показаны в таблице 5. только относительные концентрации приведены как никакое усилие не было сделано, чтобы высушить образец перед анализом, что делает абсолютные концентрации смысла.
Таблица 5. щелочно-земельных металлов В известковой ила.
| Магний | 0,05 | 13 |
| Кальций | 1.00 | 1.00 |
| Стронций | 0.00019 | 0,5 |
Интересно, что стронций фактически исчерпаны с коэффициентом 2 по отношению к твердой негашеной, указывающий, что это менее вероятно, чтобы в конечном итоге на дне водоема, чем кальций. В то время как карбонат стронция несколько менее растворим, чем карбонат кальция, стронция концентрация в известковой настолько низка, что SrCO3 может и не быть насыщенным, так что осаждение меньше. Стронция, что это может быть просто copreciptiated с карбонатом кальция.
Модели из магниевого истощения
Для того, чтобы понять, что происходит с течением времени к магнию уровней в аквариуме, используя эту негашеная, я разработал несколько простых математических моделей. В первой модели, мы рассмотрим, что эффекты там, если все магния в негашеной поступления в аквариум. Это может произойти, например, если негашеная сначала полностью подкисляют до рН 7 или менее с уксусом (не то, что я рекомендую). Это также может произойти, если вы поставляете суспензии гашеной (или в пасмурную неурегулированность известковой воды) в аквариум.В этой модели, магний не предполагается быть потеряны из-за любой процесс, за исключением кальцификации, и не предполагается никакой магния, которые будут добавлены исключением того, что исходя из негашеной. По этой модели мы предполагаем, что магний извлекают из аквариума, как совместного осадка карбоната кальция на среднем уровне в 1% по весу магния (соотношение Mg / Ca примерно 0,025). Аквариум с тяжелым грузом организмов, которые используют больше магния, как коралловые водоросли, может показать большую истощение магния.
Мы также предполагаем, что негашеную известь с добавлением 0,25% магния по массе (как это было определено выше). Таблица 6 показывает, что происходит с магнием с течением времени, когда аквариум дозировать с эквивалентом 0,5, 1 и 2% от объема бака повседневной насыщенных известковой. Даже если добавка не может быть добавлен в качестве насыщенным известковой, многие аквариумисты могут легко относятся к процентах от объема резервуара в насыщенном известковой. Это просто единица измерения, и не указывает, как именно добавляют известь. В частности, 0,5%, 1%, 2% и уровни соответствуют 0,6, 1,1, и 2,3 г CaO на 100 л объема бака в день, соответственно.
Таблица 6. Магний истощение С доставкой всех магния в твердом негашеной.
| 0,5% от объема резервуара | 1280 | 5 | 37 | 1248 |
| 1% от объема бака | 1280 | 10 | 74 | 1216 |
| 2% от объема резервуара | 1280 | 21 | 149 | 1152 |
Таблица 7. Магний истощение с дозированием Отстоявшаяся.
| 0,5% от объема резервуара | 1280 | 0,03 | 37 | 1243 |
| 1% от объема бака | 1280 | 0,06 | 74 | 1206 |
| 2% от объема резервуара | 1280 | 0,12 | 149 | 1131 |
Модели стронция истощения
Эта же модель может быть применена, чтобы понять, что происходит с течением времени до уровня стронция в аквариуме с помощью этого негашеную. В случае стронция, это не имеет значения, если устремить известковой поселение или не потому, что сама по себе стронций не заметно обосноваться.Как и в модели магния, не стронций не предполагается быть потеряны из-за любой процесс, за исключением кальцификации, и не предполагается никакой стронция, которые будут добавлены исключением того, что исходя из негашеной. По этой модели мы предполагаем, что стронций удаляют из аквариума, как совместного осадка карбоната кальция на среднем уровне 0,9% по весу стронция.
Мы также предполагаем, что негашеную известь с добавлением 0,024% стронция по весу (как это было определено выше). Таблица 8 показывает, что происходит с течением времени стронция, когда в аквариуме дозируют с эквивалентом 0,5, 1, и 2% от объема резервуара в день в насыщенном известковой (0,6, 1,1, и 2,3 г CaO на 100 л объема бака на день, соответственно)
Таблица 8. Стронций Истощение Использование негашеной или урегулированы известковой.
| 0,5% от объема резервуара | 8 | 0,5 | 34 | никто |
| 1% от объема бака | 8 | 1 | 67 | никто |
| 2% от объема резервуара | 8 | 2 | 134 | никто |
Сравнение известковой, чтобы CaCO 3 / CO 2 в реакторе СМИ
В предыдущих статьях я использовал опубликованные данные, чтобы показать, как магний 1 и стронция 2 может истощаются с течением времени в аквариумах с использованием карбоната кальция / реакторов двуокиси углерода. Таблица 9 показывает относительные концентрации кальция, магния и стронция, в этих различных систем. Из этой таблицы видно, что известковая вода не одинок в предоставлении слишком мало стронций, с коммерческим реактором носителя, так же недостаточно. Реактор носитель лучше при доставке, чем магний осажденного известковой, поскольку известь начинается примерно такой же, как в реакторе сред, но теряет магний осадков.Таблица 9. Относительные концентрации кальция, магния и стронция, в различных добавок
| Твердые негашеная | 0,0038 | 0,00037 |
| Отстоявшаяся | 0.000028 | 0,00039 |
| Koralith CaCO 3 | 0,0024 | 0.000065 |
| Супер Calc Gold CaCO 3 | 0,0070 | 0.000014 |
| Карьерный Известняк | 0,010 | 0,00037 |
| Океан Природа раздавили коралл | 0,0065 | 0.00073 |
| Типичный Coral | 0,025 | 0,02 |
Выводы
Многие аквариумисты, включая меня, использовали негашеную известь из Миссисипи Lime Общества дополнить кальция и щелочности. Я использую его в течение нескольких лет, и знаю, аквариумистов, которые используют его гораздо больше, чем это. Использование такого материала, однако, имеет потенциал, чтобы истощить как магний и стронций в течение долгого времени. Эффект особенно выражен для стронция. Механизм истощение проста: дозированный известковой просто добавляет меньше магний и гораздо меньше стронция, чем кораллы в океане обычно депозит. Нет необычные реакции осаждения не являются необходимыми для аквариума, чтобы стать обедненный. В самом деле, те же механизмы истощение проходить для аквариумистов с использованием CaCO 3 / CO 2 реакторов, и любой из нескольких коммерческих CaCO 3 средах.Будут ли эти ионы фактически истощаются в аквариумах, будет зависеть от многих факторов, таких как использование регулярных водных изменений, импорт таких ионов другими способами, и будет ли кораллы и коралловые водоросли (и осаждение кальция) используют до стронций и магний той же степени, что они делают в океане. Тем не менее я удивлен, что стронций в моем аквариуме (около 15 млн) 2 примерно такая же, как в данном океана смеси соли, которую я использую, и, кажется, не быть значительно истощены.
Результаты, полученные в этом исследовании, применяются только к конкретной марки объемной извести испытания. Не известно, если любой из коммерческих компаний, поставляющих аквариум использовать эту сыпучего материала, или его гидратированной формы, чтобы сделать их «Известковая вода" продукты. Результаты по Отстоявшаяся с участием магния, скорее всего, экстраполировать всех марок, как осаждение магния будет в значительной степени независимы от того, сколько магния присутствует с самого начала. Стронций, однако, может существенно варьироваться.
Тем не менее, эти результаты свидетельствуют о том, что аквариумисты с помощью известковой воды, а также те, которые используют СаСО 3 / СО 2 реакторов, должны быть осведомлены о том, что как стронций и магний может стать обедненного с течением времени.
Счастливый Reefing
ICP Метод Подробнее
ИКП была выполнена на Varian ICP-OES (индуктивно-связанной плазмой оптическая эмиссионная спектроскопия) инструмента. Для того, чтобы получить фактические значения концентрации, я сравнил выбросы для каждого иона в 4 различных длин волн излучения. К ним относятся:- Кальций: 317,933, 393,366, 396,847, и 422,673 нм
- Магний: 279,553, 279,800, 280,270, и 285,213 нм
- Стронций: 215,283, 216,596, 407,771, и 421,552 нм
Thee различные длины волн имеют различную интенсивность выбросов. В некоторых случаях, сигнал был слишком сильным, и образцы разводили, или что длина волны излучения просто не используется для того иона в этом образце. ICP-OES так чувствительны к этим ионов, что даже чисто (18 МВт) лаборатория деионизированной воды показали, понятно пики выбросов от этих ионов в наиболее чувствительных длин волн.
Ни один из образцов не были отфильтрованы, но все выглядело заметно понятно .. Образец негашеной было сделано суспендирующие 1 г негашеной (Миссисипи Известь Ко вертикали оксид кальция: Кодекса (Food Grade) Пылевидного негашеная; Рисунок 1) в 1 л деионизированной воды , Образец ила получали с использованием 2,9 г осадка (смесь воды и твердых веществ) в 1 л деионизированной воды. Твердые негашеной и образцы ила подкисл ли до рН 2 с помощью химически чистой концентрированной соляной кислоты, чтобы быть уверенным, что все растворится.
Количественное сравнение вовлечены интенсивности излучения для стандартов, изготовленных из сульфата кальция и сульфат магния, и коммерческого стандарта стронция (50 частей на миллион), поставляемого Varian.Стандарты кальция 294, 29,4 и 2,94 млн кальция. Стандарты магния 98,6, 9,86 и 0,986 млн магния. Стандарты стронция 5, 0,5 и 0,05 м.д. стронция. Сигнал с деионизированной водой подкисл ют таким же количеством кислоты вычитали из этих образцов, необходимых подкисление (то есть, твердый негашеной и осадка пробы). Это вычитание оказалось незначительным для магния, но был значимым для стронция. ИСП-ОЭС является очень чувствительным методом для этих ионов, а реальный сигнал может быть легко обнаружен на всех трех, даже в чистом (18 МВт) лабораторной деионизированной воды.
Похожие темы» Аквариум Химия: Магний в аквариуме
» Химия и аквариум: бора в рифовый аквариум
» Химия и аквариум: Кальций
» Химия и аквариум: Что же такое щелочность?
» Химия и аквариум: Удельный вес: О, как сложно!
» Химия и аквариум: бора в рифовый аквариум
» Химия и аквариум: Кальций
» Химия и аквариум: Что же такое щелочность?
» Химия и аквариум: Удельный вес: О, как сложно!
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения