Гидрохимический состав воды

4.8/5 оценка (21 голосов)

Вода из любого источника, будь то озеро или река, это своеобразный природный бульон, в котором намешано/растворено огромное количество элементов (различные соли, минералы, газы). Из уроков химии вспоминаем, что растворённое вещество не присутствует в воде в чистом виде. Например, если в воде размешать обычную поваренную соль — хлорид натрия (NaCl), то она диссоциирует, т. е. распадётся на ионы: катион Na+ и анион Cl-.

Диссоциация хлорида натрия (NaCl)

Поваренная соль распадётся на ионы: катион Na+ и анион Cl-

Подобным образом происходит с большинством веществ, именно количество этих положительно и отрицательно заряженных частиц определяют гидрохимический состав воды, напрямую влияющий на самочувствие ваших аквариумных питомцев.

Аквариумисту важно знать минимум о двух важных взаимосвязанных параметрах воды: жёсткость и водородный показатель (показатель pH). Они в обязательном порядке указываются в условиях содержания того или иного вида рыб.

Жёсткость воды

Немецкий градус жёсткости водыЖёсткость воды определяется количеством растворённых в ней минеральных солей кальция (катионов Са+) и магния (катионов Mg+). Если их растворено много, значит вода жёсткая, если мало — мягкая. Исторически сложилось, что в России жёсткость обозначают в немецких градусах dGH. В других странах используют свои обозначения, например, американские градусы (usH), единица жёсткости определяется в ppm (part per million — одна часть на миллион). Именно в ppm меряют большинство продаваемых у нас электронных измерителей жёсткости воды.

По уровню жёсткости воду определяют следующим образом:

  •  от 0 до 4 dGH — очень мягкая,
  •  от 5 до 10 dGH — мягкая,
  •  от 10 до 20 dGH — средней жесткости,
  •  от 20 до 30 dGH — жёсткая
  •  свыше 30 dGH — очень жесткая.

Оптимальный диапазон для большинства видов рыб располагается между 0.2 и 20 градусами dGH.

Не стоит путать Жёсткость с Минерализацией, в последнем случае в воде бывает растворено множество других солей, порой вовсе не содержащих кальций и магний. Так, растворив в воде всё ту же поваренную соль, мы увеличим её минерализацию, но при этом жёсткость останется на прежнем уровне.

Выделяют постоянную и временную (карбонатную) жёсткость, последняя удаляется простым кипячением, поэтому и временная. Сложение обоих даёт общую жёсткость dGH.

временная + постоянная = общая жёсткость

Постоянная жёсткость обусловлена растворением хлоридов, сульфатов и других солей, в результате вода насыщается ионами Mg+ и Ca+ и их напарниками SO4 и Cl. В быту постоянная жёсткость себя никак не проявляет в отличие от временной.

Постоянная жёсткость воды

Содержание ионов Mg+,Ca+, SO4-, Cl- в воде с постоянной жёсткостью

Временная жёсткость помимо знакомых ионов (Mg+,Ca+, SO4- , Cl-) имеет дополнительно гидрокарбонатные анионы — HCO3, которые при нагреве выпадают в осадок, известный как накипь, остающаяся на стенках чайников и прочей посуды при кипячении.

Временная или карбонатная жёсткость воды

Содержание в воде с временной жёсткостью дополнительных гидрокарбонатов HCO3

Как определить и изменить жёсткость воды


Водородный показатель (показатель pH)

Водородный показательВодородный показатель или показатель pH воды указывает на количество свободных ионов водорода (H+), а точнее на соотношение H+ и OH- (вместе как раз и дают знакомую формулу H2O). Вода сама по себе практически не диссоциирует на H+ и OH-, но поскольку в ней присутствует большое количество примесей, некоторые из них дают химическую реакцию, смещая водородный показатель в ту или иную сторону. Если ионов водорода в воде много, она кислая, если мало — щелочная.

Ионный состав нейтрального значения pH

Количество ионов водорода (H+) равно ионам гидроксида (OH−)

Ионный состав кислого значения pH

Количество ионов водорода (H+) больше ионов гидроксида (OH−)

Ионный состав щелочного значения pH

Количество ионов водорода (H+) меньше ионов гидроксида (OH−)

Показатель pH измеряется по шкале от 0 (очень кислая вода) до 14 (очень щелочная вода). В отличие от жёсткости воды обозначение водородного показателя одинакового во всех странах, поэтому путаницы не происходит. Рыбы могут жить в пределах от 5 до 9 pH. Середина шкалы под номером 7 (pH7) означает нейтральную воду — наиболее предпочтительная для большинства видов аквариумных рыб и растений.

Воду разделяют на следующие типы:

  •  pH <5 — сильно кислая,
  •  pH 5–6 — кислая,
  •  pH 6–6,8 слабо кислая,
  •  pH 6,8–7,2 — нейтральная,
  •  pH 7,2–8,0 слабо щелочная,
  •  pH 8,0–9,0 — щелочная,
  •  pH>9 — сильно щелочная.

В аквариуме показатель pH очень не стабилен, особенно в мягкой воде, и может изменяться в течение дня в ту или иную сторону, обычно колеблется в пределах 6,5–8,5. Наибольшее влияние на него оказывает углекислый газ, производимый рыбами и растениями (в ночное время), и различные органические отходы (экскременты, не съеденные остатки пищи), которые активно участвуют в окислении воды.

Существует взаимосвязь между жёсткостью воды и уровнем pH. Жёсткая вода, насыщенная минеральными веществами, как правило, щелочная, а мягкая вода — кислая. Растворённые минеральные вещества действуют как буфер, препятствуют окислению, поэтому в жёсткой воде показатель pH уравновешивается и не опускается ниже 7.0

Как определить и изменить водородный показатель pH