A pH
A víz nagyon különleges anyag, nemcsak halaink élőhelyeként, hanem kémiailag is.
A ferde vízmolekula egy oxigénatomból és két atomból áll. Az oxigén és a hidrogén atomok közötti kötő elektronpár kissé vonzódik az oxigénhez. Ez létrehoz egy dipólust. A kissé pozitív hidrogénatom egy másik vízmolekula oxigénatomjának szabad elektronpárjaihoz kapcsolódik. Ezt nevezzük hidrogénkötésnek. Ez nagyobb vízhalmazokat hoz létre, amelyek felelősek azért, hogy a víz szokatlanul magas olvadás- és forrásponttal rendelkezik a hasonló hidrogénvegyületekhez képest (azaz a H2X típusú vegyületeknél).
A víz rendkívül kis mértékben disszociál, vagyis a H + és OH - ionokra hasad. A H + nincs elkülönítve a vízben, hanem egy másik vízmolekulához kötődik, így H3O-t képez + .
Tehát az egyensúly szinte teljes egészében a bal oldalon van. Ezt nevezzük a víz autoprotolízisének. Tehát minden vízben, bármilyen tiszta is, apró mennyiségű hidrogén- és hidroxid-ion található. Ezért még a legtisztább víz vezetőképessége is nagyon alacsony.
Az előző fejezetben részletesen tárgyalt tömeghatás (MWG) törvényét itt alkalmazzák először. Az MWG szerint a következők érvényesek:
Mivel az ionok aránya a disszociálatlan vízmolekulákhoz képest annyira elhanyagolható, a H2O koncentrációja állandónak tekinthető. Ezt az állandót most a K egyensúlyi állandóval kombinálva új konstans képződik:
Ezt az új állandó KW-t a víz iontermékének nevezik. A hőmérséklet függvénye, 25 ° C-on 1 * 10 -14 (mol/l) 2.
Mivel a legtisztább vízben (semleges reakció) a hidrogénionok (H +) és a hidroxidionok (OH -) számának azonosnak kell lennie:
Ez azt eredményezi, hogy a H + koncentráció:
Ha savat ad a vízhez, a H + koncentráció emelkedik, mert a sav H + -t tartalmaz. Mivel azonban a KW iontermék állandó, a hidroxid-koncentrációnak (OH -) ugyanakkor csökkennie kell.
A kezelés megkönnyítése érdekében a tíz nem praktikus teljesítmény (10 -7 [H +] esetén) helyett a pH-értéket vezették be, és a H + koncentráció negatív dekadikus logaritmusaként határozták meg:
A semleges víz pH-értéke tehát 7, ami nem jelent mást, csak a H + koncentrációt 10-7 mol/l összegeket. A H + koncentráció növekedésével, például sav hozzáadásakor a pH értéke csökken. A 4-es pH-érték tehát H + -koncentrációt jelent 10-4 mol/l és így 1000-szer nagyobb koncentráció, mint a semleges oldatban.
| A pH-érték 1 egységnyi változása a H + koncentráció 10-szeres változását jelenti. |
Mindig tisztában kell lenni azzal, hogy a pH-érték logaritmikus skála. A diagramban a H + koncentrációt logaritmikusan ábrázoljuk (y tengely), azaz tíz fő hatványa van a fő pipajelek között.
A dolgok világosabbá tétele érdekében a következő ábrán bemutattam a számunkra legérdekesebb pH-tartományt a hozzá tartozó H + koncentrációval. A koncentrációs skála (y tengely) ezúttal nem logaritmikus, hanem lineáris.
A logaritmusokkal történő számítás ismerete előfeltétele minden pH-érték kiszámításának. A számítási szabályok matematikai képletekben találhatók.
| Tíz ereje | logaritmus | pH (= - log c) |
| 10 -1 = 0,1 | log 0,1 = -1 | 1 |
| 10 -2 = 0,01 | log 0,01 = -2 | 2 |
| 10 -3 = 0,001 | log 0,001 = -3 | 3 |
| 10 -4 = 0,0001 | log 0.0001 = -4 | 4 |
| 10 -5 = 0,00001 | log 0,00001 = -5 | 5. |
| 10 -6 = 0,000001 | log 0,000001 = -6 | 6. |
| 10 -7 = 0,0000001 | log 0,0000001 = -7 | 7. |
A következő eredmények a közbenső lépésekhez:
| pH | 10 -H | decimális |
| 6.0 | 1,0 * 10 -6 | 0,00000100 |
| 6.2 | 6,3 * 10 -7 | 0,00000063 |
| 6.4 | 4,0 * 10 -7 | 0,00000040 |
| 6.6 | 2,5 * 10 -7 | 0,00000025 |
| 6.8 | 1,6 * 10 -7 | 0,00000016 |
| 7.0 | 1,0 * 10 -7 | 0,00000010 |
A pH-érték 0,2-es csökkentése az akváriumban a H + -koncentrációt 0,6 * 10 -7 mol/l-rel növeli meg pH 7 kezdeti értéknél (azaz csökkenés 6,8-ig), míg kezdeti pH-értéknél 6,2 ( azaz a pH 6,0-ra történő csökkentése) már a H + koncentráció 3,7 * 10 -7 mol/l növekedését jelentené. Ha most belegondolunk, hogy sok pH-mutató pontossága csak 0,5 (legjobb esetben 0,2) pH-egység, akkor világossá válik, hogy mit várunk el halainktól, ha túl gondatlanul alkalmazunk pH-beállító módszereket. Nem kell a másik végletbe kerülnie, és a pH-nedvességet állandó pH-értéken kell tartania 0,1 pH-egységnél, mert a halak túlnyomó többségének nagyon nagy a szabályozási tartománya, így a pH-értékük is 1-2 pH-egységgel változik könnyen szabályozható. Meg kell azonban jegyezni, hogy a pH-változásnak lassan, több órán vagy napon keresztül kell megtörténnie! Ez különösen fontos a vízcserénél, vagyis a változó víznek hozzávetőlegesen meg kell felelnie az akváriumi víz pH-értékének.
Az itt használt CMS és a befogadó cookie-kat használ. A weboldal használatának folytatásával
Ön elfogadja a sütik használatát. További információk a felhasználásról az adatvédelmi nyilatkozatban találhatók (különösen a 4. fejezetben)