• Nepravedno zanemareni..

    Nepravedno zanemareni..

    Na prvi spomen pojma ciklidi velika većina onih, bar malo upućenijih hrvatskih vlasnika akvarija pomislit će na one prekrasne, obojane svim mogućim bojama, ribe porijeklom iz jezera Malawi...

    Read More
  •  Kriza srednjih godina i hobby

    Kriza srednjih godina i hobby

    Srednje godine...tesko je to definirati..ja se naravno svojih godina ne sramim....neznam im tocan broj, taman kada ga uspijem zapamtiti...oni mi ga promjene. Da bude lakse...koga interesira..i tko zeli racunati..rodjen sam 1969 godine. Izgleda davno.. Read More
  • U posjeti ciklidima

    U posjeti ciklidima

    Urugvaj je zemlja u jugoistočnom dijelu Južne Amerike. Ima oko 3.5 milijuna stanovnika. S površinom od 176 215 km2, druga je najmanja južnoamerička država, nakon Surinama. Klima je subtropska sa zimskim temperaturama od 5 do 12 C.... Read More
  • Dedine crtice i slike

    Dedine crtice i slike

    .. prošla su tri dana i nekoliko godina dok tebe dočekam... Ja ovo idem krpat..sve ispočetka, sve novo, izgubit ću mjesece da ovo dovedem u red, a ti se izvoli primit posla, pozvat ekipu, posložit članke, riješit SVE što si inače rješavao, jer inače, majkemi, ubit'ću te ko zeca.. Read More
  • Ivan Mikolji - Intervju

    Ivan Mikolji - Intervju

    Jasno se sjećam da me je majka svako jutro vozila u Caracas u školu. Promet je bio očajno spor, auto do auta. Tada sam imao 5 - 6 godina i svaki dan smo se vozili preko mostova, prelazeći puno malih potoka..

    Read More
  • Vodič za početnike

    Vodič za početnike

    Zaronite u čudesan svijet akvaristike uz Akvarij.NET vodič za početnike. Što je proces kruženja duškia, koliko često mijenjati vodu? Odgovore na ta i druga pitanja saznajte u našem vodiču.

    Read More
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • All
  • Aegagropila
  • Betta
  • Buttikoferi
  • Ciklidi
  • Ciklidi
  • CIklidi
  • Delbi
  • Kolumna
  • Kribenzis
  • Monty
  • Svertovi
  • Tanganjika
  • Tilapia
  • Default
  • Title
  • Date
  • Random
  • Da li je veličina bitna?

    Vjecito pitanje....sa razno raznim odgovorima, ja eto...koji se cijeli zivot 'druzim' s malim osjetio sam se prozvanim da o tome progovorim. Kao i uvijek, ogradjujem se....
    Read More
    • Delbi
    • Kolumna
  • Tilapia buttikoferi

    Prekrasna, izuzetno inteligentna riba s osobitim karakterom i zanimljivim ponašanjem koja doslovno može postati pravi mezimac, a isto se tako lako može pretvoriti i u pravi horor u zajedničkom..
    Read More
    • Buttikoferi
    • Ciklidi
    • Tilapia
  • Pelvicachromis pulcher

    Miroljubive su i mogu se držati s drugim vrstama riba. Vole gusto zabiljen akvarij sa što više pećina i zaklona. Ponekad premještaju podlogu pa je dobro biljke dodatno učvrstiti ili
    Read More
    • Ciklidi
    • Kribenzis
  • Tanganicodus irsacae

    Jedna od tri grupe patuljastih ciklida iz jezera Tanganyika (spathodus, eretmodus, tanganicodus) ujedno i veličinom najmanji (narastu do 7cm). U akvaristici su poznatiji pod nadimkom gobi ciklidi...
    Read More
    • Ciklidi
    • Tanganjika
  • Xiphophorus montezumae

    Originalno potiče iz Meksika i to iz rijeka Rio Tamasopo, Rio Ojo Caliente i Rio Ojo Frio. Najpoznatija izgledom, pa i veličinom je populacija iz Rio Tamosopo čiji su primjerci
    Read More
    • Monty
  • Priručnik za određivanje kvalitete betta

    Uvijek vas je zanimalo što sve gledaju suci na akvarističkim izložbama? U ovom ćete priručniku moći naći apsolutno sve detalje vezane uz ocjenjivanje betta.
    Read More
    • Betta
load more / hold SHIFT key to load all load all

 

 

alt

Slika 1. "Zanemareni" akvarij od 15 L, bez CO2, bez promjene vode tijekom 9 mjeseci, koji nema alge, a riblje zdravlje je izvrsno.(Barr Report Vol. 3, Issue 2, March 2007.)

 

Kratice
C – koncentracija (mol dm-3)
DIC - organski otopljeni ugljik (eng. Dissolved Inorganic Carbon)
DOC - organski otopljeni ugljik (eng. Dissolved Organic Carbon)
g – plinovito agregatno stanje (eng. gas),
Kd – konstanta disocijacije,
Kr – konstanta reakcije,
Kt – konstanta topljivosti,
l - tekuće agregatno stanje (eng. liquid),
s - čvrsto agregatno stanje (eng. solid),
NPT – prirodno zabiljeni akvarij (eng. natural planted tank)

Bilanca tvari

Bilanca je riječ koja dolazi iz talijanskog jezika u kojem bilancia (čit. bilanča) znači vaga. Temeljno načelo bilance tvari je zakon o neuništivosti materije koji glasi:
"Pri svim kemijskim reakcijama ukupna masa reaktivnih komponenata ostaje nepromijenjena."

Opća jednadžba za bilancu tvari:

ULAZ TVARI – IZLAZ TVARI ± TVAR PROMIJENJENA REAKCIJOM = AKUMULACIJA TVARI

Primjer. Začepljeni kanister filter
Filter uslijed rada i dužeg onečišćenja počeo se zaštopavati, pa je izlaz manji od ulaza čime dolazi do akumulacije u filtru i ako nije zatvoren počet će se prelijevati iz njega.
Ulaz – Izlaz = Akumulacije = Vlažan parket
Ovaj primjer bilance tvari je bez kemijske promjene pa je reakcijski član jednak 0.

Prilikom bilanciranja u kemijskom inženjerstvo osnova kemijskog računa je stehiometrija.

Stehiometrija i konstanta ravnoteže

Stehiometrija je računanje kvantitativnih (mjerljivih) odnosa između reaktanata i produkata u izjednačenim kemijskim reakcijama. Stehiometrija je vrlo važno i korisno polje kemije jer pomaže izračunu koliko se produkata može dobiti iz određenih količina reaktanata, a pri tom uzimajući u obzir i iskorištenje reakcije.

Za reakcija disocijacije vrijedi:
AB ↔ A+ + B-
Konstanta disocijacije je dana omjerom umnoška koncentracija produkata kroz umnožak koncentracije reaktanata.
Kd = c(A+)*c(B-)/c(AB)

Anorganski otopljeni ugljik (DIC)

U akvarijima se od anorganskog ugljika pojavljuju ugljik u oksidacijskom stanju (+4), u dioksidu, karbonatima, te vrlo rijetko u oksidacijskom stanju (+2) u monoksidu. Dakle kada govorimo o karbonatima imamo na umu sve disocirane oblike (H2CO3, HCO3-, CO32-).
Karbonatna kiselina je slaba kiselina i ona disocira u dva stupnja
(1) H2CO3 + H2O ↔ H3O+ + HCO3- pKd1 (25 °C) = 6.37
(2) HCO3- + H2O ↔ H3O+ + CO32- pKd2 (25 °C) = 10.25
Konstanta disocijacije je izražena kao negativni logaritam zbog jednostavnijeg prikazivanja (kao pH otopine).
Karbonate u akvarij unosimo sa vodom, a mjera količine karbonata u vodi je izražena tvrdoćom vode. Karbonati nastaju i reakcijom ugljikovog dioksida sa vodom. Topljivost ugljikovog dioksida je funkcija temperature a ovisnost je prikazana na slici 2.
(3) CO2 (g) ↔ CO2 (l) Kt (25 °C) = 0,8

 

alt

Slika 2. Topljivost ugljikovog dioksida u vodi
(http://www.engineeringtoolbox.com)

 

Uspostavlja se ravnoteža između otopljenog CO2 i H2CO3.

(4) CO2 (l) + H2O (l) ↔ H2CO3 (l) Kr = 1,7 10-3; Kr = c(H2CO3)/c(CO2)
Ova reakcija je kinetički spora. U ravnoteži samo mali dio (do 1%) od otopljenog CO2 reagira s vodom pri čemu nastaje molekula H2CO3. Većina CO2 ostaje solvatizirana (okružena otapalom) u obliku molekule CO2.
Treba imati na umu da karbonatni anioni mogu reagirati s kationima prisutnim u vodi u obliku netopljivih karbonata. Na primjer ako je prisutan Ca2+ kation nastat će se kamenac (vapnenac) CaCO3, ili ako je prisutan Mg2+ nastat će MgCO3. Formiranje tih netopljivih soli je dodatna pokretačka snaga (Le Chatelierov princip) koja može povući ravnotežu više u desno (reakcija (2) i rezultira zakiseljavanju vode.

(5) Ca2+ + CO32- → CaCO3↓ Kt = 4,96 10-9 (Kt = c(Ca2+)c(CO32-))
(6) Mg2+ + CO32- → MgCO3↓ Kt = 6,82 10-6

Priprema akvarijske vode

Prilikom pripreme akvarijske vode koristimo se formulama za razrjeđenje koje proizlaze iz stehiometrije i bilance. Osnovne formula je dana jednadžbom:
c1 V1 = c2 V2

Priprema lužnate vode (zakiseljavanje)

Želimo pripremiti 100 L akvarijske vode čiji bi pH trebao biti 7. Koristimo vodovodnu vodu čiji je pH = 8, i demineraliziranu RO vodu čiji je pH 6,3.
Bilanca tvari (za H+ ione glasi): n(H+)ukupno = n(H+)vodovodna + n(H+)RO
pHakv Vakv = pHvodovodne Vvodovodne + pHRO VRO
pHakv Vakv = pHvodovodne (Vakv - VRO) + pHRO VRO
VRO = Vakv (pHvodovodne - pHak)/( pHvodovodne - pHRO)
VRO = 100 L (8 - 7)/(8 - 6,3) = 58,8 L
Za pripremu 100 L akvarijske vode pH = 7 biti će nam potrebno 58,8 L RO vode.

Priprema tvrde vode (omekšavanje)

U kanistru od 20 L želimo pripraviti vodovodnu vode ukupne tvrdoće 20 dH (≈ 180 mg L-1) za izmjenu u akvariju. Vodu pripremamo zagrijavanjem tijekom određenog vremenskog perioda.
Bilanca za karbonate:
m(CO32-)ulaz – m(CO32-)reakcija = m(CO32-)akumulacija; Izlaz = 0;
Pretpostavka je da karbonati u vodenom sustavu potpuno hidroliziraju (reakcija (2)):
CO32- + H+ → HCO3-
Zagrijavanjem vode topljivost ugljikovog dioksida pada, i to grijanjem od 18oC do 40 oC pada za duplo, sa 2 g L-1 na 1 g L-1 (slika 2.).

Zbog smanjene topivosti CO2 izlazi iz otopine (isparava) i narušava se ravnoteža:
2HCO3- + Ca2+ → CaCO3↓(s) + H2O + CO2↑(g)
Ovaj isti proces se događa tijekom kuhanja, a u loncima se taloži kamenac, odnosno CaCO3.

Kako vrijedi Le Chatelierov princip, zbog gubljenja CO2 sve više će se hidrogenkarbonata raspadati, pri čemu će se taložiti kalcijev karbonat u kanistru, uz istovremeno smanjivanje karbonatne tvrdoće vode. Iz stehiometirje vrijedi:
n(CO32-)reakcija = n(HCO3-)= n(CaCO3)taložen= n(CO2)isparen
Uz pretpostavku da je isparilo samo 50 mL CO2 tvrdoća će se smanjiti:
V(CO2)= 100 mL → m = ρ V → m(CO2)= 200 mg → n = m/M → n(CO2)= 0,0046 mol
n(CO32-)reakcija = 0,0046 mol → m(CO32-) reakcija = 273 mg

Vratimo se na bilancu:
m(CO32-)ulaz – m(CO32-) reakcija = m(CO32-) akumulacija
m(CO32-)akumulacija = 3600 mg – 273 mg = 3327 mg → γ(CO32-) = 166 mg L-1 → kH = 10

Otapanje CO2 u akvariju

U akvarij od 100 L bez bilja uvodimo CO2 3 mjehurića u sekundi (10 mL s-1) koji se dijelom apsorbiraju u vodi i iz akvarija izlazi 1 mjehurić po sekundi (5 mL s-1).
n(CO2) ulaz – n(CO2) izlaz = n(CO2) akumuliran; n(CO2) promijenjen reakcijom = 0 (jer nema biljaka);
n = pV/RT = 101325 Pa 5 10-3 L s-1 10-3 m3 L-1 / 8,314 J mol-1 K-1 298 K = 0,0002 mol s-1
tijekom 1 sata se akumulira n(CO2) = 0,736 mol
u akvariju je koncentracija (c = n/V) c(CO2) = 7,36 10-3 mol L-1

Konstanta ravnoteže hidratacije pri 25°C u slučaju ugljične kiseline iznosi Kr=1,70 10-3 (http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid).
c(H2CO3)/c(CO2) = Kh = 1,70 10-3 → c(H2CO3) = Kr c(CO2)
c(H2CO3) = 1,25 10-5

Za prvi stupanj disocijacije ugljične kiseline (reakcija (1)) konstanta dis. je Kd1 = 4,45 10−7.
Kd1 = c(H+) c(HCO3-)/c(H2CO3)
Uz pretpostavku da je početna karbonatna tvrdoća bila nula, vrijedi c(H+) = c(HCO3-)
c(H+)2 = Kd1 c(H2CO3)
c(H+) = 0,00057 mol L-1
pH = 3,24

Zbog postojanja pufera (velika tvrdoća vodovodne vode) vrlo je rijetko je moguće ovoliko sniziti pH. Ta ista činjenica nas zapravo štiti od procesa koji se naziva zakiseljavanje oceana, zbog povećane količine ispušnih plinova uslijed korištenja fosilnih goriva.
Uz pretpostavku da je početna ukupna tvrdoća vodovodne vode jednaka karbonatnoj tvrdoći, kH = 10. Kako je 1 °dH ekvivalentan γ(CaCO3) = 17,86 mg dm-3, može se izračunati količinska koncentracija c(CaCO3) = γ(CaCO3)/M((CaCO3).
c(CaCO3) = 1,786 10-3 mol L-1
Uz pretpostavku disocijacije kalcijevog karbonata i potpune hidrolize karbonata:
CO32- + H+ → HCO3-
c(HCO3-) = 1,786 10-3 mol L-1
c(H+) = Kd1 c(H2CO3)/c(HCO3-)
pH = 7,81

Isti primjer za akvarij sa biljakama i uz pretpostavku stacionarnog stanja (akumulacije = 0) bilo bi potrebno poznavati točnu količini CO2 koji koriste biljke i točnu količinu koja se otapa. U praksi je to teško znati.

Podešavanje pH vode pomoću karbonata (uz CO2)

Osnovne jednadžbe potrebne za izračunavanje pH su izvedene iz jednadžbi (1) i (2). Kako su to komplicirane jednadžbe (potrebno je riješiti sustav 5 jednadžbi s 5 nepoznanica), rješenje ćemo prikazati grafičkim prikazom (slika 3.).
Posebice mnogi akvaristi u želji da reguliraju pH vode svoga akvarija čine grešku jer ne poznaju ponašanje pufersko ponašanje karbonatnih otopina (tvrde vode).

 

alt

Slika 3. Odnos pH i otopljenog CO2

 

Puferska otopina karbonata djeluje u 3 područja i limitirana je konstantama disocijacije karbonatne kiseline (Kd1 i Kd2) kako se to vidi iz slike 3. U Hrvatskoj imamo tvrdu i blago lužnatu vodu (vodovodna voda), dakle bogata HCO3- i obično joj želimo povećati kiselost, dakle sniziti pH, pufer će djelovati u smjeru nastajanja H2CO3 (reakcija (1) u lijevo), pri čemu će se trošiti H+ ioni (koji daju kiselost). Ukoliko (teorijski) želimo povisiti pH, smanjiti kiselost (uklanjati H+ ione), pufer će djelovati u smjeru disocijacije HCO3- pri čemu će nastajati CO32- i H+ ioni (reakcija (2) u desno). Pri tome treba imati u vidu da na snižavanje pH utječe još jedna reakcija (4), nastajanje CO2, i da će Le Chatelierov princip vući reakciju i lijevo. Također pri povišavanju pH također utječe još jedna reakcija (5), taloženje CaCO3, a nju će Le Chatelierov princip vući u desno (slika 4.).

 

alt

Slika 4. Ovisnost pH i topljivost CaCO3

 

Organski otopljeni ugljik (DOC)

Do sada smo govorili samo o ugljikovom dioksidu i karbonatima koji sačinjavaju anorganski dio ugljika. Međutim kako je ugljik je osnovni element pomoću kojeg je ostvaren život na Zemlji, svi živi organizmi trebaju ugljik kao izvor hrane. Ciklusa ugljika uključuje procese koji su važna veza između abiotske (nežive) i biotske (žive) komponente vodenih ekosustava.
Organski oblik ugljika se sastoji od dugih lanaca ili prstenova ugljika međusobno povezanih kovalentnom vezom. Raznolikost organskih spojeva se ostvaruje zbog sposobnosti ugljikovih atoma da ostvari mnogo različitih međusobnih veza i veza s drugim nemetalima kao što su vodik , dušik, kisik, sumpor ili halogeni elementi.
Ciklus ugljika uključuje prijelaz između različitih oksidacijskih stanja ugljika i pod utjecajem su brojnih fizikalno-kemijskih čimbenika kao što su svjetlo, temperatura, otopljeni kisik, pH, redoks potencijal, ionske sastav vode, kao i biološki čimbenici kao što su produktivnost (slika 5.).

 

alt

Slika 5. Ciklus ugljika (Barr Report Vol. 1, Issue 4, April 2005.)

 

Osnovna stanja ugljika su ugljični dioksid (CO2) kao produkt respiracije (staničnog disanja), metan (CH4) kao produkt anaerobnog raspada (bez prisutnosti zraka), i glukoza (C6H12O6) kao produkt fotosinteze u stanicama biljaka. U tablici 1. su prikazane različite forme ugljika od aminokiselina (koje su sastavni dijelovi proteina), šećera (produkt fotosinteze) do ugljičnog dioksida.

alt

Tablica 1. Forme ugljika u akvarijskoj vodi

 

U akvarijskoj vodi tijekom dolazi do akumulacije otpadnih organskih tvari. Osim toga vrlo često se uvodi ugljični dioksid u akvarij zbog potreba i bržeg rasta biljki. Da bi količinu ugljika održali stalnom u akvariju potrebno je vodu filtrirati. U primarnom stupnju filtracije, uklanjaju se netopive čestice, obično mrtvog organskog materijala. Biološki postupak provodi se u sekundarnom stupnju obrade akvarijske vode u aeriranom filtru i služi za uklanjanje organskih otopljenih tvari pomoću mikroorganizama (slika 6.).

 

alt

Slika 6. Mikrorganizmi u aktivnom mulju
(Andrassy: "Tehnologija s ekologijom", Zagreb, 2010.)

 

U aerobnim uvjetima mikroorganizmi uklopljeni u pore spužve filtera ili keramičke valjke oksidiraju organsku tvar (mineralizacija) u otpadnoj vodi pri čemu nastaje velika količina aktivnog mulja (nove stanice). Ova transformacija može se prikazati sljedećom jednadžbom:

organska tvar + O2 + mikroorganizmi → CO2 + H2O + NH3 + nove bakterije


Kao što vidimo i raspad organske otopljene tvari također utječe na karbonatni pufer akvarijske vode jer se oslobađa CO2. U dobro zabiljenim akvarijima (NPT) koji prije svega uravnoteženi, biljke troše CO2 za fotosintezu i kao što vidimo ciklus ugljika se time zatvara.
Zbog raspadanja aminokiselina koji se nalaze u proteinima biljaka nastaje amonijak, uz ureu koju ispuštaju ribe kao produkt metabolizma dolazimo do drugog važnog ciklusa u akvarijumu, a to je dušikov ciklus.



Zaključak

Uravnotežene akvarije vode prirodni principi, karbonatni pufer, topljivost CO2, netopljivost CaCO3, aerobna razgradnja, fotosinteza. Narušavanjem toga principa nastaju problemi npr. kloriranje vodovodne vode, uvođenje CO2 zbog boljeg rasta biljaka, velika tvrdoća vode, prenapučeni akvariji, uporaba RO vode, te pokušaj prisilne regulacije pH. Boljim razumijevanjem kemije akvarija može se doprinijeti većoj ravnoteži i skladu u akvariju.

 

Zadnje na forumu

  • Odg: Pomoć! AQUASAFE
    23 Ožujak 2024
    Pa ak propisno cikliraš akvarij ta kemija ti u principu niti ne treba....
  • Odg: Pomoć! AQUASAFE
    23 Ožujak 2024
    A u tu vodu koja se mijenja dodam jos aquasafe i tetra safe start ili nista?
  • Odg: Pomoć! AQUASAFE
    22 Ožujak 2024
    Postoji puno teorija. Ja osobno u toku cikliranja ne mijenjam vodu jer realno...
  • Odg: Pomoć! AQUASAFE
    22 Ožujak 2024
    A kolko puta treba mijenjati tijekom cikliranja? I koliko vode se mijenja?

Forum

Podržite nas!

Akvarij.NET je već 19 godina s Vama primarno zahvaljujući velikom broju volontera. Naš rad možete podržati i svojim donacijama koje će se koristiti za aktualne troškove servera, domena, licenci te planirane humanitarne akcije.

http://www.paypal.me/AkvarijNET

Donate

3PAzE2vhfNmWwYoQtRALYL2Mn3DUczc8i3

Facebook

Tko je online

Imamo 133 gosta i nema članova online

Da bismo poboljšali Vaše iskustvo ova stranica koristi kolačiće (cookies). Nastavkom pristajete na njihovo korištenje.