Sivuston teko on kesken

Pääsivu - Sivukartta - Akvaario - veden happamuus

E.

Akvaarioveden happamuus ja emäksisyys eli pH

Happamuuden alentaminen eli pH: nosto
Happamuuden lisääminen eli pH:n lasku
Happamuuden lisääminen eli pH:lasku väkevillä hapoilla

Jos akvaristi ei ole kovin syvällisesti perehtynyt veden kemiaan ja siihen liittyviin peruskäsitteisiin, on parasta selvittää käyttöveden laatu ja hoitaa vain sellaisia kaloja ja kasveja, jotka kirjallisuuden mukaan menestyvät kyseisenlaisessa vedessä

Mitä pH tarkoittaa?

Käsitteellä pH ilmoitetaan happamuutta aiheuttavien H+- [tai oikeammin) oksonium-ionien (H3O+)] määrää vedessä.

Laskuissa pitäisi ottaa huomioon, että pH asteikko on logaritminen, eli pH ei muutu suorassa suhteessa.

Lähemmäs totuutta päästään laskemalla esimerkiksi:
log (2*10-7+1*10-8.5)/3 = 7.17 (pH) ja
log ((9*10^(-7)+1*10^(-8.5))/10) = 7.04 (pH). pH 7 siis vastaa lineaarisella asteikolla lukua 10-7 (vetyionia? mol/l).

alkuun

Happamuuden alentaminen eli emäksisyyden tai pH:n nostaminen

Emäksisyyttä lisätään ja nostetaan veden pH-arvoa, kun veteen tavalla tai toisella lisätään OH- ioneja. Tätä voidaan tehdä monilla eri tavoin, joista osa on hyviä ja osa huonoja, kyseenalaisia ja osa jopa akvaarion asukeillekin vaarallisia!

Varsin "lystikäs" on ohje, jossa "ei nosteta karbonaattikovuutta" kun veteen lisätään sammutettua kalkkia. Kalkkilipeää eli sammutettua kalkkia Ca(OH)2 sekoitetaan veteen ja se suodatetaan, jolloin saadaan kirkasta kalkkivettä eli kalsiunhydroksidia, jota voidaan käyttää pH:n nostamiseen. Lisääminen on ensinnäkin tehtävä varovasti (pH:ta koko ajan mitaten), jotta vesi ei äkkiä muutu erittäin emäksiseksi. Kalsiumhydroksidi on vahva emäs, melkein yhtä vahva kuin natriumhydroksidi eli lipeä!

Tästä ohjeesta lisäksi puuttuu se jokin. Kalsiumhydroksidi reagoi välittömästi hiilihapon kanssa, jolloin muodostuu liukenematonta kalsiumkarbonaattia CaCO3), ja pH laskee heti. Jos vedessä on edelleen hiilihappoa, se reagoi kalsiumkarbonaatin kanssa ja muodostuu liukoista kalsiumbikarbonaattia [CaCO3 + H+ = Ca(HCO3)2] ja pH nousee taas! Loppujen lopuksi kalsiumbikarbonaatin, kalsiumkarbonaatin ja hiilidioksidin keskinäiset suhteet määräävät lopullisen pH:n ellei vedessä samanaikaisesti ole muita happoja tai emäksiä. Vaikka tällä ohjeella ei ollut tarkoitus lisätä karbonaattikovuutta, näin kuitenkin kävi. Lisäksi pH heilahteli säädön aikana ja sen jälkeen ennen lopullista asettumistaan. Olisikin kiva tietää, mitä etuja tällä menetelmällä halutaan saavuttaa! Vai onko syynä vain kalsiumbarbonaatin vaikealiukoisuus ja sen seurausten välttämisyritykset.

Parempi keino pH:n nostamiseksi on lisätä veteen sopivaa puskuria, joka heti säätää veden happamuuden oikeaan arvoon ja pyrkii pitämään sen siinä. Tällainen keino ovat esimerkiksi kaupalliset pH:n säätöön tarkoitetut valmisteet, joilla happamuutta voi joko nostaa tai laskea. Niiden haittapuoliin voidaan laskea ettei niiden kokoomusta tunneta sekä korkea hinta. Niitä on lisäksi annosteltava toistuvasti kunkin vedenvaihdon yhteydessä.

Hückstedt (1963) (viite alla) ehdotti meriveden pH:n säätöön seosta, jossa on 6 tilavuusosaa natriumbikarbonaattia ja yksi tilavuusosa natriumkarbonaattia. Tämä seos puskuroi veden välittömästi pH:n arvoon 8,3 - 8,4. Menetelmä on varsin sopiva sekä Malawi-, että Tanganjikajärven eliöille, jotka pitävät emäksisestä vedestä.

alkuun

Happamuuden lisääminen eli emäksisyyden alentaminen

Happamuuden lisääminen eli pH:n alentaminen on huomattavasti vaikeampaa kuin sen vähentäminen. Monenlaisia poppakonsteja on esitetty ja esitetään varmasti jatkossakin. Tällaisia ovat puiden juurien ja kantojen sekä turpeen ja turveuutteen lisääminen yms. Osa näistä toki alentaa pH:ta, mutta melko hallitsemattomasti.

Tehokkain tapa lisätä veden happamuutta eli alentaa pH-arvoa olisi ensin poistaa vedestä emäksisyyden aiheuttajat eli karbonaatit. Tämä on varsin helposti toteutettavissa ioninvaihtimilla tai käänteis-osmoosi-laitteistolla, mutta molemmat menetelmät ovat arvokkaita, ja vain harvoilla lienee niitä käytössään. Akvaariovesi jonka karbonaattikovuus eli alkaliniteetti on alhainen happamoituu yleensä omia aikojaan. Jo kalojen ja pohjan pieneliöstön hengittämä hiilihappo riittää. Runsas-kasvisessa akvaariossa voi asiaa auttaa hiilidioksidin lisäyksellä. Jo käymismenetelmällä ja passiivisella kaasukellolla saavutetaan riittävä tulos

Vetykarbonaatteja ja karbonaatteja sisältävässä emäksisessä vedessä hiilidioksidia on lisättävä niin runsaasti, että siihen tarvitaan hiilihappoa painepullosta. Tämä edellyttää pH:n jatkuvatoimista tarkkailua ja altaan tehokasta kierrätystä, jotta ylimäärä hiilidioksidia poistuisi. Hiilidioksidin määrä nousee erittäin helposti vaarallisen suureksi.

Käymismenetelmä happamuuden alentamiseen ei ole mielekäs ellei karbonaattikovuus ole alle 3.

alkuun Varoitus: Happamuuden lisääminen eli pH:n alentaminen väkevillä hapoilla

Joillekin saattaa juolahtaa mieleen pH:n alentaminen eli happamuuden lisääminen väkevällä hapolla. pH laskee varmasti, mutta se on helposti vaarallista, vain pari tippaa liikaa ja pH laskee vaarallisen alas.

titrauskäyrä Käsitteenähän pH tarkoittaa vetyionipitoisuuden kasvua kymmenkertaiseksi aina kun pH muuttuu pykälän. Siksi esimerkiksi pH alentaminen 9:sta 8:aan vaatii 10 kertaa enemmän happoa kuin sen muuttaminen 8:sta 7:ään. Vain pieni määrä happoa laskee pH:n nopeasti 8:sta 6:een.

Lisäksi käytetystä haposta seuraa muutakin. Tästä lisää seuraavassa:

Jos happamuuden alentamiseen käytetään vahvaa happoa, kuten suolahappoa, niin se vahvana happona vapauttaa heikot hapot suoloistaan. Seurauksena veteen liuenneista vetykarbonaateista ja karbonaateista vapautuu hiilidioksidia. Tämän reaktion aikana pH heilahtelee arvaamattomasti! Mitä suurempi on veden alkaliniteetti (karbonaattikovuus), sitä paremmin vesi on puskuroitunut ja sitä enemmän tarvitaan happoa. Happoa lisättäessä pH ei aluksi kovin paljon muutu, mutta kun alkaliniteetti on lopussa, tapahtuu äkillinen pH:syöksy. Lisäksi veteen tulee klorideja, joista monet kasvit eivät tykkää. Näistä esimerkkeinä NaCl eli ruokasuola, jos vedessä oli natriumvetykarbonaattia tai -karbonaattia. Kalsiumbikarbonaatista tulee kalsiumkloridia ja niin edelleen.

Vapautuvan hiilidioksidin määrä saattaa sekin nousta vaarallisen korkeaksi ellei vettä hapon lisäyksen yhteydessä samalla voimakkaasti ilmasteta!

Kemiallinen kaava suolahapon (HCl) reagoidessa esimerkiksi natriumvetykarbonaatin (NaHCO3) kanssa on seuraava:

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

Muodostuu siis ruokasuolaa (NaCl), vettä (H2O), ja hiilidioksidia (CO2).

Entäpä sitten rikkihappo:

Rikkihapon suolat ovat sulfaatteja. Niinpä kalsiumvetykarbonaateista tulee rikkihapon syrjäyttäessä niistä hiilidioksidin kipsiä eli kalsiumsulfaattia. Seurauksena veden kokonaiskovuus nousee, mutta karbonaattikovuus eli alkaliniteetti laskee. Tässäkin pitää muistaa sekä riittävän hidas aika (eli muutama tunti) hapon lisäyksissä, jotta muodostuva hiilidioksidi ehtii voimakkaalla ilmastuksella poistua, että alkaliniteetin loppuessa tapahtuva pH: syöksy.

Typpihapon suolat ovat nitraatteja, joita ei ole mitään syytä lisätä akvaarioon. Näin ollen typpihappo on sopimatonta akvaarioveden pH:n alentamiseen.

alkuun

Kirjallisuus

Hückstedt, G (1963): Aquarienchemie, Franck'sche Verlagshandlung, W. Keller & Co., Stuttgard