Проводимость
Как мы видели ранее, вода вследствие своей полярности может разделять соли на составные части – ионы. Этот процесс называется диссоциацией (распадом). В то время как атомы поваренной соли (NaCl) в кристаллической форме химически связаны, в ионном виде поваренная соль выглядит иначе, как это уже показывает вид написания (Na+ и Cl–). Знаки минус или плюс поясняют, что ионы не нейтральны, а характеризуются избытком или недостатком электронов. Они являются носителями заряда. В то время как самая чистая, двойной дистилляции вода практически не проводит электрический ток, в естественной воде находится определенное количество диссоциированных солей, которые действуют как носители заряда. Если в такую естественную воду поместить источник постоянного тока, то положительно заряженные частицы начнут двигаться к минусу, отрицательно заряженные частицы – к плюсу. Чем больше соли любого вида растворено в воде, тем больше становится значение проводимости.
Так как химический анализ на содержание солей в воде относительно сложен и требует много времени, часто пользуются значением проводимости, которая непосредственно связана с концентрацией солей. Физической единицей, в которой выражается проводимость или электропроводность, является сименс. В аквариумистике мы приводим, как правило, удельную проводимость для воды в сименс/см. Измерение проводимости является теперь стандартным измерением, которое может проводиться при помощи специальных устройств с высокой точностью. Таким образом, измерение этой величины подходит для всех естественных вод, от мягких пресных до вод с высокой концентрацией солей, например, в Мертвом море.
Значение pH (водородный потенциал)
Описанному выше процессу диссоциации подвержены не только соли, но и молекулы воды. Вода распадается при этом на катион водорода (H+) и анион гидроксила (ОН–).
H2O <=> H+ + OH–
Точные измерения показали, что в 10 000 000 литрах воды диссоциируют 18 г воды (что соответствует 1 молю).
Один моль это молекулярная масса соединения, выраженная в граммах (г).
Вода H2O
Два атома водорода с атомной массой 1, один атом кислорода с атомной массой 16. Итак, один моль воды соответствует 18 г. В 18 г содержится 1 г H+-ионов и 17 г OH–-ионов. Если пересчитать эти количества на литр воды, то получается 10–7 молей H– ионов и 10–7 молей OH–-ионов (10–7 = 0,0000001). Так как работа со степенями затруднительна, пользуются только показателями степени с положительным знаком. Вода в упомянутом выше примере имеет значение pH, равное 7. Значение pH определено как обратная величина концентрации ионов водорода. Экспоненциальный способ описания, разумеется, предполагает, что между каждым целым значением pH – десятикратное увеличение. Вода со значением pH 6 содержит в 10 раз больше кислоты, чем вода со значением pH 7. Вода с pH 5 содержит в 10 раз больше кислоты, чем при pH 6 и вместе с тем в 100 раз больше, чем при pH 7! Подобное происходит и для оснований при возрастающих значениях pH. Эти связи поясняют необходимость поддерживать постоянное значение pH для определенных видов животных. Более всего проблем создают внезапные скачки значений pH. Так как катион водорода не может существовать сам по себе, он присоединяется к следующей молекуле воды. Возникает так называемый ион гидроксония.
H2O + H2O <=> H3O+ + OH–
Животные пресных вод живут при значениях pH, которые находятся в пределах pH между 5 и 9. Таким образом, лосось адонис (Западная Африка) предпочитает значения pH между 5,8 и 6,5, в то время как малазийский разноцветный окунь любит pH 8 – 9. Другие рыбы, как, например, разноцветный мозолистый сом, воспринимают совсем широкие pH-области от pH 5,5 до 8,3. В морской воде эта ситуация выглядит в основном иначе. Количество катионов в морской воде значительно больше, чем анионов. Поэтому морская вода имеет щелочную реакцию. Значения pH в морской воде лежат между pH 7 и pH 8,5, причем в качестве типичного нужно принимать значение pH 8,2, а, следовательно, и оптимальным для аквариума.
|
|
|
|
