Twardość gH i kH. Jak zmienić je niezależnie?

[zulix]

Moim zdaniem wapienne kamienie nie podniosą kH, tylko gH.

Rozpuszczalność wapienia w czystej wodzie jest znikoma i twardość nie zmieni się nawet o 1 stopień. Tylko w wodzie kwaśnej wapień minimalnie się rozpuści. Zawsze wzrośnie wtedy gH. Jeżeli kwasowość związana jest z obecnością w wodzie dużej ilości CO2 to wzrośnie również kH.
Metody postępowania przy różnych wariantach:
1. Zwiększenie tylko kH za pomocą sody oczyszczonej, NaHCO3 lub KHCO3 - metoda dość bezpieczna dla obsady.
2. Zmniejszenie tylko kH możliwe jest za pomocą kwasów (HCl, H2SO4, kw. cytrynowy i in.).
3. Zwiększenie gH za pomocą soli CaSO4, CaCl2, MgSO4 i in.
4. Zmniejszenie tylko gH - kationity
5. Zwiększenie kH i zmniejszenie gH możliwe za pomocą sody Na2CO3, ale pH może nie być akceptowalne dla obsady. Lepsze są metody dwuetapowe na podstawie kombinowania poprzednimi metodami (1,4).
6. Zmniejszenie kH i zwiększenie gH - kombinowanie metodami 2,3.
7. Zmniejszenie obu kH i gH (wygotowanie wody, filtr RO, komplet jonitów).
8. Zwiększenie obu (dodatek wapieni, muszli, marmuru magnezytów, dolomitów) i silne nasycenie wody za pomocą CO2.

[Mirro]

2. Zmniejszenie tylko kH możliwe jest za pomocą kwasów (HCl, H2SO4, kw. cytrynowy i in.).

Wydaje mi się, że po dodaniu jakiegokolwiek kwasu, zmniejszy się twardość weglanowa a wzrośnie niewęglanowa (czyli też ogólna gH).
Moim zdaniem jeśli chodzi zmniejszenie kH należy zastosować się do punktu 4 (kationit, tyle że kwaśny).

[zulix]

...po dodaniu jakiegokolwiek kwasu, zmniejszy się twardość weglanowa a wzrośnie niewęglanowa (czyli też ogólna gH).

Nie do końca tak jest (chyba, że kwas jest brudny ). Twardość węglanowa (nazwa pozostała ze względów historycznych) oznacza tak na prawdę zasadowość wody (i tak się ją mierzy testami). Niektórzy mówią, że kH jest częścią gH (a więc kH<gH). Czasem jednak wychodzi, że kH>gH i wpadamy w panikę, że testy są do d.... Ale tak nie jest. Wyniki takie otrzymamy wtedy, gdy w wodzie jest więcej innych (wodoro)węglanów (np. sody). Jak nie wierzycie to wsypcie trochę sody oczyszczonej (z kuchni) do wody i sprawdzcie kH i gH. To drugie się nie zmieni (wobec wody przed dodatku sody) a pierwsze pójdzie solidnie do góry.

W naturze też takie wody istnieją. Te o szczególnie dużej zawartości wodorowęglanów konsumuje się jako lecznicze wody mineralne pod nazwą "szczawy". Usunięcie "twardości węglanowej" oznacza więc usunięcie jonów (wodoro)węglanowych i zastąpienie ich jonami od kwasu (np. chlorkami). Robi się to za pomocą mocniejszych kwasów.
Twardością określa się zawartości metali 2 i więcej wartościowych (wapń, magnez, i in., ale te 2 pierwsze dominują). Wprowadzając kwas nie zwiększamy zawartości tych metali a więc nie zmienia się gH. Dodatek kwasu zmienia tylko np. NaHCO3 w NaCl lub Ca(HCO3)2 w CaCl2.

Moim zdaniem jeśli chodzi zmniejszenie kH należy zastosować się do punktu 4 (kationit, tyle że kwaśny).

Kationit dowolny . Kationit kwaśny zastępuje jony Ca, Mg za pomocą H (powstają kwasy). Kationy "zwykłe" to kationy sodowe i zamieniają jony Ca, Mg na Na (powstają sole sodowe np. "sól kuchenna"). W obu przypadkach znikają jony odpowiedzialne za twardość wody. W 1 przypadku może to jednak znacząco zakwasić wodę więc używanie kationitów kwaśnych w akwarium należy robić z rozwagą. Inna sprawa, że zbyt duża ilość jonów sodu powoduje zasolenie wody a więc również zjawisko niekorzystne. Innymi słowy decyzję o typie kationitu należy podejmować indywidualnie.

[Mirro]

Wprowadzając kwas nie zwiększamy zawartości tych metali a więc nie zmienia się gH.

No tak. W sumie to ja się pomyliłem, ale sam napisałeś, że:

Dodatek kwasu zmienia tylko np. NaHCO3 w NaCl lub Ca(HCO3)2 w CaCl2.

Czyli twardość węglanowa przejdzie w niewęglanową.

Kationit dowolny

Stosuję kationit od dłuższego czasu i z własnego doświadczenia wiem, że nie może być dowolny. Kationit zregenerowany kwasem redukuje tylko kH a regenerowany solą kuchenną twardość niewęglanową.

może to jednak znacząco zakwasić wodę

Może zakwasić, ale kiedy woda sobie postoi np. jeden dzień to pH wraca do "normy" (o ile się wogóle obniży).... dlatego nie warto "zjeżdżać" z kH za nisko .... dobrze mówię?

[zulix]

Skoro jeszcze nikt nie ma odwagi to wyjaśnię dalej (obserwatorzy - piszcie 2-3 osoby nie zrobią forum)

Czyli twardość węglanowa przejdzie w niewęglanową.

W przypadku węglanów wapnia i magnezu to prawda. Twardości niewęglanowej jednak nie wyznacza się. Oznacza się twardość ogólną a ta ogólna zawartość jonów Ca i Mg nie zmieni się niezależnie czy są w postaci węglanów czy np. chlorków.

Twardość węglanowa to bardzo mylący parametr i w akwarystyce nie powinien być używany. Oznacza on tak na prawdę zasadowość roztworu. Ten parametr potrafi podać konkretną i dużą wartość dla roztworu sody oczyszczonej w wodzie destylowanej lub RO (sprawdźcie z sodą "do placków"), chociaż nie ma tam w ogóle jonów Ca i Mg więc niby "skąd ta twardość". W takich przypadkach kwas usuwa tę "nieszczęsną twardość węglanową", która nie ma nic wspólnego z zawartością Ca i Mg. Powstający np. NaCl nie powoduje wzrostu żadnej twardości (ani ogólnej, ani niewęglanowej). ktoś mógłby więc powiedzieć, że kwas usunął twardość węglanową. I widzicie ile tu pułapek. Dlatego uważam, że pojęcia "twardość węglanowa" nie powinno się używać w akwarystyce. W wielu dyskusjach pada taka propozycja i myślę, że w coraz nowszych podręcznikach do akwarystyki zostanie to w końcu zarzucone. W czasopismach akwarystycznych, nawet starzy, wieloletni autorzy piszą coraz częściej o zasadowości, "zwanej kiedyś niepoprawnie twardością węglanową...".

kationit... nie może być dowolny. Kationit zregenerowany kwasem redukuje tylko kH a regenerowany solą kuchenną twardość niewęglanową.

Kationit kwaśny wymienia jony metali na jony protonowe a więc zakwasza wodę. Kwas w reakcji z węglanami powoduje ich rozpad tak jak wcześniej ustaliliśmy a więc kH znika. Usuwanie węglanów powstającym kwasem jest więc "produktem ubocznym" samego zmiękczania (usuwania Ca, Mg).
Kationit sodowy powoduje zmianę Ca, Mg na Na ale aniony nie są ruszane. Wodorowęglany, które wcześniej przyczepiliśmy do wapnia pozostały i można uprościć, że przyczepiły się do sodu. Skoro tak to powstaje np. węglan sodu NaHCO3. Nie ma on nic wspólnego z twardością. W wyniku pomiarów wychodzi kH > gH (co przeczy teorii, że twardość węglanowa jest częścią twardości ogólnej).

...kiedy woda sobie postoi np. jeden dzień to pH wraca do "normy".... dlatego nie warto "zjeżdżać" z kH za nisko

Parametrem kH zdecydowanie nie warto zjeżdżać zbyt nisko. Chyba, że się musi (wymagania ryb np. do tarła) lub ma komputer sterujący. Trudno jest bowiem kontrolować inne parametry wody. Co do "wracania do normy" to w akwarium wszystko jest możliwe (jest to układ dynamiczny w którym przebiega dużo procesów - nie zawsze wszystkie przewidzimy na pierwszy rzut oka :zalamany: ).

[Mirro]

Wodorowęglany, które wcześniej przyczepiliśmy do wapnia pozostały i można uprościć, że przyczepiły się do sodu. Skoro tak to powstaje np. węglan sodu NaHCO3.

Czy to oznacza, że używanie kationitu mija się z celem? W takim razie jak skutecznie zmiękczać wodę bez filtra RO?

Dlatego uważam, że pojęcia "twardość węglanowa" nie powinno się używać w akwarystyce (....) zasadowości, "zwanej kiedyś niepoprawnie twardością węglanową...".

Czyli wiemy, że pojęcie twardość węglanowa jest niepoprawnym określeniem, a zamiast tego powinno się stosować pojęcie zasadowości. A mógłbyś coś więcej o tym parametrze napisać. Bo to jest tak, że jak ktoś czyta "twardość węglanowa" (czy tam kH), to od razu łapie o co mniej więcej chodzi, a zasadowość, to nie do końca wiadomo "z czym to się je".....kurcze... mógłby z tego niezły artykuł powstać. Na innych forach takich informacji nie ma :hyhy:

P.S. Zulix - jesteś studentem chemii czy co?

[zulix]

Czy to oznacza, że używanie kationitu mija się z celem? W takim razie jak skutecznie zmiękczać wodę bez filtra RO?

Kationit jak sama nazwa mówi usuwa kationy, czyli wapń, magnez itp. i jest w tym skuteczniejszy niż RO. Twardość (każda) spada do zera. Z definicji musi więc spadać też twardość węglanowa.
Definicje:
- Twardość ogólna to całkowite stężenie jonów wapnia i magnezu.
- Twardość węglanowa to ta część jonów wapnia i magnezu, które połączone są z jonami węglanowymi i wodorowęglanowymi.
Kationit usuwa więc kationy ale zostawia aniony (również te węglanowe). Kationit sodowy zastępuje wapń i magnez sodem więc powstają węglany sodu. Kationit kwaśny usuwa "przy okazji węglany" ponieważ te reagują z kwasami i wydziela się CO2 (można zalać sodę octem i wszystko zobaczymy naocznie".
Testy na twardość węglanową wyznaczają na prawdę zasadowość wody. Parametr ten oznacza mniej więcej ile kwasu należy zużyć aby zlikwidować zasadę i aby powstała obojętna sól. W akwarystyce przyjmujemy że za zasadowość odpowiadają węglany wapnia i magnezu i dopóki tak jest to wszystko w porządku. Niestety po kationicie sodowym tym metali nie ma a zasadowość się nie zmienia. Stąd nie zmienia się "twardość węglanowa" (a wiemy przecież, że się zmienia). Wtedy uważamy, że testy są do .... lub kationity nie usuwają twardości itd., itd.

No i sami widzicie, że pomieszanie pojęć powoduje zamieszanie w głowie.

.....kurcze... mógłby z tego niezły artykuł powstać. Na innych forach takich informacji nie ma :hyhy:

Na innych forach już to przerabialiśmy, ale tu nie mogę dać linka ("regulamin"). No, ale zdecydowałem się tutaj "szybko" coś tam napisać .

[Markiz]

Myślę iż wszyscy się naprodukowali a autor tematu nawet łaskawie nie podał co tam trzyma i po co mu takie parametry ;]

Nie dajmy się oszaleć-albo robimy laboratorium w domu i trzymamy Palety albo zadbajmy o CO2 i wszystko nam będzie rosło jak trzeba ;]

[zulix]

...od kilku dni ryby mi padają jak muchy-MFC i Akryflawina z tropicala-po buteleczce....

Nie dajmy się oszaleć.... zadbajmy o CO2 i wszystko nam będzie rosło jak trzeba ;]

To chyba przesadziłeś z tym CO2
Oczywiście bez urazy - to był żart. Każdy ma swój sposób na hobby. Jeden robi doświadczenia z rybkami i bazuje tylko na własnym doświadczeniu, inny szuka literatury, inny pyta..... Nie ma sensu zastanawiać się co jest lepsze. A na forum jak ktoś chce wiedzieć to mu tłumaczymy, jak ktoś nie chce wiedzieć to niech nie czyta :oczami:

A co do "laboratorium w domu" to ja wiem najlepiej, że..... mi się nie chce. Mam całą chemię jaką chcę ale używam jej w mikroskopijnych ilościach - lenistwo. Wiedza nie wymusza stosowania chemii. Może właśnie pozwala uniknąć jej stosowania. Przykładowo: choroby ryb. Jak choruje to buch: lekarstwa a w 50% przypadków jest to działanie bez sensu.

[Markiz]

E no nie powiesz mi że bez nawozów z samym co2 nie pociągnie baniak ;]

Mam domową instalacje typu :bimbrownia" i w sumie wszystko ładnie hula - a najlepiej się uczyć na swoich błędach - bo książki to książki a życie to inna sprawa-a na prawde mix tych 2 preparatów Tropicala czyni cuda

[zulix]

E no nie powiesz mi że bez nawozów z samym co2 nie pociągnie baniak ;]

I tu mnie masz . To praktycznie jedyna chemia jakiej używam. Testy robię raz na ruski rok. Opieram się tu na doświadczeniu co do np. nawożenia (wiedza dot. sugerowanych stężeń nawozów i obserwacja tzw. objawów niedoborów i nadmiarów).

O czymś takim jak lekarstwa, uzdatnianie itd. prawie zapomniałem. Twardość wody nie zmienia się w kranie w sposób drastyczny więc też łatwo przyjąć jakąś procedurę, aby nie trzeba było tego często badać. Co do CO2 to rozpocząłem od minimalnych ilości i patrząc na rośliny stopniowo ją zwiększałem. Korzystając ze swojej wiedzy minimalizowałem jednak możliwość przytrucia ryb (szczególnie w nocy).
Przy zakupach ryb oglądam wszystkie baniaki (aby wyeliminować choroby), przyglądam się formie rybek a czasem wolę dopłacić z 50 gr w innym, aby nie robić sobie później kłopotów.

[zulix]

Z tego co tu czytam o kationitach nasunął mi się dla mnie istotny wniosek
...
czy dobrze rozumuje?

W sumie dobrze, ale wniosek końcowy nie jest zawsze poprawny. Otóż pH to ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych. Spróbujmy przeliczyć, tę "niewielką ilość kwasu" i "niewielkie zakwaszenie".

20 niemców to stężenie porównywalne do stężenia 20 mg CaO w 100 ml wody. Weźmy jedną z soli wapnia: dla wygody biorę siarczan wapnia bo w moim kalkulatorze jest w postaci bezwodnej i nie muszę gimnastykować się z wyprowadzaniem wzorów.
Taką twardość daje: 0,1 g CaSO4 w 1 litrze wody.
Przy tym stężeniu gęstość wody można zaniedbać i wyznaczyć prosto stężenie molowe. Jest to: 0,000541 mol/litr CaSO4 (takie same stężenie kwasu siarkowego, H2SO4 powstanie).
Zauważmy, że powstaje 2 mole jonów wodorowych na jeden mol usuniętego Ca. Stąd stężenie jonów wodorowych będzie równe 2x0,000541 = 0,001 mol/litr
pH = - log (0,001) = 3.
Tak więc w specyficznych przypadkach, gdy twardość węglanowa będzie nieistotnie mała spadek pH może być solidny.

Załóżmy teraz taką kranówę jaką mamy w Rzeszowie (pi razy drzwi):
gH = 15, kH = 10.
Za twardość niewęglanową odpowiada 5 niemców. Licząc podobnie wychodzi, że stężenie jonów wodorowych byłoby równe: 0,00025 mol/litr a pH = 3,6.
Ale to tylko, gdy mamy sole mocnych kwasów takich jak solny, siarkowy. A przecież w wodzie z kranu nie wiadomo co jest. Tak więc aż takiego spadku pH się nie obserwuje.

[Mirro]

po 4 nieznacznie spadnie mi pH w związku z kwasami jakie powstaną

Mi kationit wodorowy w znacznym stopniu zakwaszał wodę. Usunie Ca i Mg i wstawi H. A w kranówie jest dużo SO4, z którym stworzy kwas siarkowy i zakwaszenie jest dość znaczne.

wyłapując metale na 1 stopniu utlenienia

wydaje mi się, że kationit usuwa wszystkie kationy. Te jednowartościowe również, ale nie jestem pewien Jak się mylę, to niech mnie ktoś poprawi.

[zulix]

....o ile zużyty kationit regeneruje się w obu sytuacjach, to wydaje mi się że w tym wypadku zadziała to tylko w jedną stronę

Jednym z najpopularniejszych kationitów jest kationit wykonywany przez sulfonowanie bądź siarczanowanie żywicy - kopolimeru styrenu z winylobenzenem. Taki kationit można sobie wyobrazić jako kuleczkę z przyczepionymi ogonkami -SO3H. Właśnie ten wodór jest tak silnie kwasowy i potrafi się wymieniać na inne kationy. Utworzone połączenie - SO3(Me) może być wymieniane nadmiarową ilością kwasu bądź soli (mechanizm jest identyczny). Szczególnie "premiowane" są kationy małe (wodór, sód, potas) tak więc bardzo często oba typy kationitu sprzedawane przez firmę XYZ to ten sam kationit różniący się sposobem jego zregenerowania. Nie jest to oczywiście zawsze pewne, bo kationit można dodatkowo zmodyfikować pod kątem wychwytywania tylko pewnych jonów (znany jest kationit łapiący jony amonowe). Pewne specyficzne cechy budowy takich "dopracowanych" produktów: kationitu kwaśnego oraz kationitu sodowego pozwalają na większą liczbę cykli, gdy zapewniony jest właściwy środek regenerujący. Oczywiście zamiast kwasu można stosować sól i odwrotnie, ale skróci to trwałość kationitu.

Nie upierając się na 100% (bo nie znam dokładnie budowy chemicznej jonitów, które sprzedaje zoolek) odwracalność (w pewnym zakresie) masz taką jaki pisałeś - w każdym kierunku.
Osobiście stosowałem oba: kationit sodowy i kationit wodorowy a jak zapomniałem, który to który to regenerowałem oba w tym samym roztworze w zależności od tego co potrzebowałem.

[Mirro]

Ja bym nie sypał. Ale nich może zulix się wypowie.

Soda oczyszczona kosztuje złotówkę. Myślę, że nie jest to duży wydatek i przynajmniej wiesz ci sypiesz.