कार्बन डाइऑक्साइड का मुख्य रासायनिक गुण। प्रस्तावना

सामग्री का प्रबंधन क्यों और कैसे करें कार्बन डाइऑक्साइड   एक्वेरियम में।
  यह ज्ञात है कि कार्बन डाइऑक्साइड पौधों के लिए महत्वपूर्ण है। प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया के दौरान सीओ 2 को आत्मसात किया जाता है जो कार्बनिक अणुओं के संश्लेषण के लिए मुख्य निर्माण सामग्री है। और एक्वैरियम संयंत्र कोई अपवाद नहीं हैं। कार्बन डाइऑक्साइड की कमी के साथ, उनके पास अपने ऊतकों का निर्माण करने के लिए कुछ भी नहीं होगा, जो बहुत धीमा हो जाएगा या पूरी तरह से उनके विकास को रोक देगा। दूसरी ओर, एक्वेरियम के पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता के साथ, मछली तब भी घुटना शुरू कर देती है जब उसमें ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होती है (रूट इफेक्ट)। इसलिए, एक जलविज्ञानी, अगर वह जीवित रहने का आनंद लेना चाहता है, न कि प्लास्टिक के पौधे और मछली, तो इष्टतम श्रेणी में पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता को बनाए रखने में सक्षम होना चाहिए।

पर्याप्त सटीकता के साथ, एक शौकिया एक्वैरिस्ट गणना द्वारा मछलीघर पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा निर्धारित कर सकता है, अगर वह पीएच मान और पानी की कार्बोनेट कठोरता जानता है, जिस पर इस लेख में चर्चा की जाएगी। लेकिन पहले आपको निम्नलिखित प्रश्न का उत्तर देने की आवश्यकता है: क्या एक अकार के लिए कुछ मापना और फिर कुछ की गणना करना आवश्यक है? क्या वास्तव में "बीजगणित के साथ सद्भाव की जांच करना" आवश्यक है? आखिरकार, प्रकृति में सब कुछ आत्म-नियमन करने में सक्षम है। एक्वेरियम भी मूल रूप से प्रकृति का एक छोटा "टुकड़ा" है और यह इस नियम का अपवाद नहीं है। सामान्य (शास्त्रीय) के एक मछलीघर में * पर्याप्त के साथ अनुपात, लेकिन मछली की एक बड़ी संख्या नहीं है, आवश्यक जल पैरामीटर आमतौर पर स्वयं द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। ताकि भविष्य में वे आदर्श से विचलित न हों, आपको मछली को नियमित रूप से नहीं खिलाना चाहिए, नियमित रूप से और हर दो सप्ताह में कम से कम एक बार, लगभग एक चौथाई या पानी की मात्रा का एक तिहाई भाग बदल दें। और यह वास्तव में पर्याप्त होगा। अपने जीवन के दौरान, मछली पर्याप्त मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रेट्स और फॉस्फेट छोड़ते हैं ताकि पौधे गरीबी में न रहें। बदले में, पौधे मछली को पर्याप्त ऑक्सीजन प्रदान करते हैं। 19 वीं शताब्दी की अंतिम तिमाही से (N.F. Zolotnitsky के समय से) और 20 वीं शताब्दी के दौरान, लगभग सभी एक्वारिस्ट ने ऐसा किया है। सब कुछ उनके साथ ठीक था, और क्या मछलीघर परीक्षण हैं, उनमें से कई बिल्कुल नहीं जानते थे ...

एक्वेरियम के पानी के मापदंडों को निर्धारित करने के साधनों के उपयोग के बिना आधुनिक एक्वैरिस्टिक्स केवल अकल्पनीय है। क्या बदल गया है?

तकनीकी विशेषताएं! विशेष उपकरणों की मदद से, हमने प्रकृति को धोखा देना शुरू कर दिया। एक छोटे ग्लास बॉक्स में, जो कि एक विशिष्ट इनडोर मछलीघर है (और एक इनडोर तालाब के लिए प्राकृतिक जलाशय की तुलना में 200-300 लीटर की एक ठोस मात्रा), इसमें जीवित जीवों की इतनी मात्रा शामिल करना संभव है जो इसमें प्राकृतिक संसाधनों के लिए किसी भी तरह से संभव नहीं हैं। उपलब्ध। उदाहरण के लिए, पूरी तरह से अभी भी और 0.5-1 मिमी की गहराई पर अपनी सतह पर एक मछलीघर के पानी को उभारा नहीं, ऑक्सीजन की मात्रा केवल कुछ सेंटीमीटर की गहराई पर दोगुनी हो सकती है। हवा से पानी तक ऑक्सीजन का संक्रमण बहुत ही धीमा है। कुछ शोधकर्ताओं के अनुसार, ऑक्सीजन का अणु, केवल प्रसार के आधार पर, प्रति दिन 2 सेमी से अधिक नहीं गहरा सकता है! इसलिए, तकनीकी के बिना इसका मतलब है कि पानी को मिलाएं या उसमें प्रवेश करें, एक्वेरिस्ट के लिए एक्वेरियम को "अतिरिक्त" मछली के साथ आबाद करना असंभव है। आधुनिक एक्वैरियम उपकरण आपको एक्वैरियम में डालने की अनुमति देते हैं और कुछ समय के लिए इसमें सफलतापूर्वक एक अविश्वसनीय मात्रा में मछली होती है, और उज्ज्वल लैंप पौधे बहुत घने पौधे लगाते हैं और यहां तक \u200b\u200bकि रिचिया की घने परत के साथ तल को कवर करते हैं!

यह मछलीघर के नीचे का एक टुकड़ा है। यह घने आवरण वाले पौधों के साथ लगाया जाता है: ग्लोसोसिग्मा (ग्लोसोस्टिग्मा एलाटिनोइड्स), जावानीस मॉस (वेसिस्टिकिया डबायना), और रिकसिया (रिकेशिया फ्लुइटन्स)। उत्तरार्द्ध आमतौर पर सतह पर तैरता है, लेकिन यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि यह नीचे बढ़ता है। ऐसा करने के लिए, मछलीघर को उज्ज्वल रूप से जलाया जाना चाहिए और पानी को कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति की जानी चाहिए।
  अमानो झींगा, भी, गलती से फ्रेम में नहीं पकड़ा गया था, लेकिन किसी को सावधानी से और सावधानी से मोटे यात्रियों से बचा हुआ भोजन चुनना चाहिए
लेकिन हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि उस क्षण से धोखा हुआ स्वभाव, जब हमने जीवित जीवों के साथ मछलीघर को अत्यधिक घनीभूत किया, अब किसी भी चीज़ के लिए जिम्मेदार नहीं है! ऐसी प्रणाली की टिकाऊ व्यवहार्यता अब गारंटी से दूर है। पारिस्थितिक अराजकता के लिए कि एक्वैरिस्ट ने अपने मछलीघर में व्यवस्था की, वह और केवल वह जिम्मेदार होंगे। यहां तक \u200b\u200bकि एक छोटी सी गलती भी पर्यावरणीय आपदा का कारण बनेगी। और गलत तरीके से नहीं होने के लिए, आपको यह जानना होगा कि पानी के कम से कम बुनियादी पैरामीटर कैसे और क्यों बदलते हैं। समय में उन्हें नियंत्रित करके, आप जल्दी से एक अतिप्रचलित और इसलिए अस्थिर प्रणाली के काम में हस्तक्षेप कर सकते हैं, लापता संसाधनों के साथ इसकी आपूर्ति कर सकते हैं और अतिरिक्त अपशिष्ट को हटा सकते हैं जो कि मछलीघर "बायोकेनोसिस" खुद का उपयोग नहीं कर सकता है। जीवित पौधों के साथ मछलीघर के लिए आवश्यक एक ऐसा संसाधन कार्बन डाइऑक्साइड है।

यह तस्वीर 2003 में मास्को में ताकाशी अमानो द्वारा आयोजित एक संगोष्ठी में ली गई थी। यह मछलीघर का एक पिछला दृश्य है। यहां कृत्रिम पृष्ठभूमि प्रदान नहीं की गई है। यह उन पौधों द्वारा बनाया जाएगा जो पीछे की दीवार के साथ बेहद सघन रूप से लगाए गए हैं। उन्हें एक-दूसरे के "गला घोंटने" के बिना बढ़ने के लिए, एक बार में उच्च तकनीक एक्वैरियम पर आधारित कई चालें इस्तेमाल की गईं। यह एक विशेष बहुपरत गैर-अम्लीय मिट्टी है, जो पौधों के लिए उपलब्ध खनिजों से समृद्ध है, विशेष रूप से चयनित स्पेक्ट्रम के साथ एक बहुत उज्ज्वल प्रकाश स्रोत है, और निश्चित रूप से एक उपकरण जो CO2 के साथ पानी को समृद्ध करता है (सभी एडीए द्वारा निर्मित)

एक प्रणाली का हिस्सा जो कार्बन डाइऑक्साइड के साथ एक मछलीघर के पानी को समृद्ध करता है। बाहर, एक उपकरण संलग्न है जो आपको मछलीघर में गैस के बुलबुले के प्रवाह को नेत्रहीन रूप से नियंत्रित करने की अनुमति देता है। अंदर एक विसारक है। स्पष्टता के लिए, सेमिनार के आयोजकों ने बहुत दृढ़ता से गैस शुरू की और डिफ्यूज़र से बुलबुले का एक पूरा स्तंभ उगता है। मछलीघर के पौधों के लिए इतना कार्बन डाइऑक्साइड आवश्यक नहीं है। सामान्य ऑपरेशन में, जब बहुत कम गैस होती है, तो बुलबुले लगभग दिखाई नहीं देने चाहिए, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड जल्दी से पानी में घुल जाता है। इस प्रकार, ताकाशी अमानो के "प्राकृतिक" मछलीघर में रसीला वनस्पति खुद से नहीं बढ़ती है - इसके लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है। तो यह मछलीघर इतना "प्राकृतिक" नहीं है, बल्कि यह तकनीकी है!

पृथ्वी के वातावरण में बहुत कम सीओ 2 है - केवल 0.03%। एक मानक बैरोमीटर के दबाव (760 मिमी एचजी) पर शुष्क वायुमंडलीय हवा में, इसका आंशिक दबाव केवल 0.2 मिमी है। एचजी। कला। (760 से 0.03%)। लेकिन यहां तक \u200b\u200bकि यह बहुत ही महत्वहीन राशि इसके लिए पर्याप्त है कि यह एक्वैरिस्ट के लिए सार्थक तरीके से अपनी उपस्थिति का संकेत दे। उदाहरण के लिए, डिस्टिल्ड या अच्छी तरह से डिसेलेनेटेड पानी, वायुमंडलीय हवा ** के साथ संतुलन में आने के लिए पर्याप्त समय के लिए एक खुले कंटेनर में खड़ा होने से, थोड़ा अम्लीय हो जाएगा। ऐसा इसलिए होगा क्योंकि इसमें कार्बन डाइऑक्साइड घुल जाएगा।

कार्बन डाइऑक्साइड के उपरोक्त आंशिक दबाव में, पानी में इसकी सांद्रता एल में 0.6 मिलीग्राम तक पहुंच सकती है, जिससे पीएच में 5.6 के करीब मूल्यों में गिरावट होगी। क्यों? तथ्य यह है कि कुछ कार्बन डाइऑक्साइड अणु (0.6% से अधिक नहीं) कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए पानी के अणुओं के साथ बातचीत करते हैं:
  CO2 + H2O H2CO3
   कार्बोनिक एसिड हाइड्रोजन आयन और एक बाइकार्बोनेट आयन में विघटित होता है: H2CO3 H + + HCO3-
   यह आसुत जल को अम्लीकृत करने के लिए पर्याप्त है। याद रखें कि पीएच (पानी की सक्रिय प्रतिक्रिया) सिर्फ पानी में हाइड्रोजन आयनों की सामग्री को दर्शाता है। यह उनकी एकाग्रता का नकारात्मक लघुगणक है।

प्रकृति में, वर्षा की बूंदें केवल अम्लीय होती हैं। इसलिए, यहां तक \u200b\u200bकि पारिस्थितिक रूप से स्वच्छ क्षेत्रों में, जिसमें वर्षा के पानी में सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड नहीं है, यह अभी भी थोड़ा अम्लीय है। मिट्टी से गुजरने के बाद, जहां कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा वातावरण की तुलना में कई गुना अधिक है, पानी कार्बन डाइऑक्साइड के साथ और भी अधिक संतृप्त है।

तब चूना पत्थर से युक्त चट्टानों के साथ बातचीत करना, ऐसा पानी कार्बोनेट को आसानी से घुलनशील बाइकार्बोनेट में बदल देता है:

CaCO3 + H2O + CO2 Ca (HCO3) 2

यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है। इसे कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर दाएं या बाएं स्थानांतरित किया जा सकता है। यदि सीओ 2 सामग्री पर्याप्त रूप से लंबे समय तक स्थिर रहती है, तो ऐसे पानी में कार्बन डाइऑक्साइड-चूने का संतुलन स्थापित होता है: कोई नया बाइकार्बोनेट आयन नहीं बनता है। अगर CO2 को एक या दूसरे तरीके से संतुलन प्रणाली से हटा दिया जाता है, तो यह बाईं ओर शिफ्ट हो जाएगा, और व्यावहारिक रूप से अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट हाइड्रोकार्बन युक्त घोल से बाहर निकल जाएगा। यह तब होता है, उदाहरण के लिए, जब पानी उबलता है (यह कार्बोनेट कठोरता को कम करने का एक ज्ञात तरीका है, अर्थात, सीए (एचसीओ 3) 2 की एकाग्रता और पानी में एमजी (एचसीओ 3) 2। इसी प्रक्रिया को आर्टेशियन जल के सरल उत्थान के साथ मनाया जाता है, जो कि उच्च दबाव में भूमिगत था और इसमें बहुत सारे कार्बन डाइऑक्साइड को भंग कर दिया गया था। एक बार सतह पर जहां CO2 का आंशिक दबाव कम होता है, यह पानी वायुमंडल में अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है जब तक कि यह इसके साथ संतुलन के लिए नहीं आता है। एक ही समय में, इसमें एक सफेद रंग की अशांति दिखाई देती है, जिसमें चूना पत्थर के कण होते हैं। ठीक उसी तरह से स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स का निर्माण होता है: भूमिगत भूजल से ओज़िंग पानी को अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड और एक साथ कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट से मुक्त किया जाता है। और वास्तव में, एक ही प्रतिक्रिया कई मछलीघर पौधों की पत्तियों पर होती है, जब वे उज्ज्वल प्रकाश में सक्रिय रूप से प्रकाश संश्लेषण करते हैं, और कार्बन डाइऑक्साइड मछलीघर के सीमित स्थान में समाप्त होता है। यहाँ उनकी पत्तियाँ "ग्रे" होने लगती हैं, क्योंकि वे कैल्शियम कार्बोनेट की पपड़ी से ढंके होते हैं। लेकिन एक बार जब सभी कार्बन डाइऑक्साइड को पानी से निकाला जाता है, तो पीएच अनावश्यक रूप से बढ़ जाता है। आमतौर पर, पौधे मछलीघर के पानी के पीएच को 8.3-8.5 तक बढ़ा सकते हैं। पानी की सक्रिय प्रतिक्रिया के ऐसे संकेतक के साथ, कार्बन डाइऑक्साइड और पौधों के लगभग कोई अणु नहीं हैं (वे प्रजातियां जो ऐसा कर सकती हैं, लेकिन कई कर सकते हैं) बाइकार्बोनेट से कार्बन डाइऑक्साइड के निष्कर्षण में लगे हुए हैं।

सीए (एचसीओ 3) 2 -\u003e सीओ 2 (पौधे द्वारा अवशोषित) + सीएसीओ 3 + एच 2 ओ

एक नियम के रूप में, वे पीएच को अधिक ऊंचा नहीं उठा सकते हैं, क्योंकि इसकी आगे की वृद्धि स्वयं पौधों की कार्यात्मक स्थिति को बहुत खराब कर देती है: प्रकाश संश्लेषण, और इसलिए सिस्टम से सीओ 2 को हटाने, धीमा हो जाता है और हवा में कार्बन डाइऑक्साइड, पानी में घुल जाता है, पीएच को स्थिर करता है। इसलिए, एक्वेरियम के पौधे सचमुच एक दूसरे को चोक कर सकते हैं। जो प्रजातियां बाइकार्बोनेट से कार्बन डाइऑक्साइड निकालती हैं, वे बेहतर बंद हो जाती हैं, और जो लोग यह नहीं जानते हैं कि यह कैसे करना है, उदाहरण के लिए, मेडागास्कर समूह के रोटल और एपोनोगेटोन पीड़ित हैं। यह ऐसे पौधे हैं जिन्हें एक्वैरिस्ट सबसे अधिक निविदा मानते हैं।

इस मछलीघर में पानी के पौधे सबसे अच्छी स्थिति में नहीं हैं। लंबे समय तक यह कार्बन डाइऑक्साइड की तीव्र कमी की स्थितियों में मौजूद था, फिर इसकी आपूर्ति का आयोजन किया गया था। परिणाम स्पष्ट हैं। सिर का ताजा हरा अपने लिए बोलता है। कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति का प्रभाव विशेष रूप से रोटल्स (रोटला मैक्रांद्रा) पर ध्यान देने योग्य है। वे लगभग मर गए, जैसा कि तने के निचले वर्गों द्वारा प्रकट किया गया था, लगभग पूरी तरह से पत्तियों से रहित, लेकिन उन्होंने जीवन में आकर सुंदर लाल रंग की पत्तियां दीं, जो गैस आपूर्ति के दौरान बहुत पहले ही बढ़ गई थीं

वे पौधे जो हाइड्रोकार्बन को तोड़ सकते हैं वे अधिक दृढ़ हैं। इनमें रेस्टी, वालिसनरिया, इचिनोडोरस शामिल हैं। हालांकि, एलोडिया के घने मोटे भी उन्हें गला घोंटने में सक्षम हैं। एलोडिया बाइकार्बोनेट में बंधे कार्बन डाइऑक्साइड को और भी अधिक कुशलता से निकाल सकता है:
  सीए (HCO3) 2 -\u003e 2CO2 (पौधे द्वारा अवशोषित) + Ca (OH) 2
   यदि पानी की कार्बोनेट कठोरता काफी अधिक है, तो यह प्रक्रिया न केवल अन्य पौधों के लिए, बल्कि एक्वैरियम मछली के पानी के पीएच मान को बढ़ाने के लिए एक्वेरियम मछली के विशाल बहुमत के लिए भी खतरा पैदा कर सकती है। उच्च पीएच मान वाले एक्वैरियम पानी में कई पौधों को उगाना असंभव है, और इतनी सारी एक्वैरियम मछली निश्चित रूप से क्षारीय पानी की तरह नहीं हैं।

क्या इस उम्मीद में मछलीघर के वातन को बढ़ाकर स्थिति को ठीक करना संभव है कि कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च घुलनशीलता के कारण, मछलीघर का पानी सीओ 2 से समृद्ध होगा? दरअसल, सामान्य वायुमंडलीय दबाव और 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 1.7 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड एक लीटर पानी में घुल सकता है। लेकिन यह केवल तभी होगा जब गैस चरण जिसके संपर्क में यह पानी आया हो पूरी तरह से CO2 में शामिल हो। और, वायुमंडलीय हवा के संपर्क में, जिसमें 1 लीटर पानी में केवल 0.03% सीओ 2 होता है, केवल 0.6 मिलीग्राम इस हवा से गुजर सकता है - यह समुद्र के स्तर पर वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव के अनुरूप संतुलन है। यदि मछलीघर के पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम है, तो वातन वास्तव में इसे 0.6 मिलीग्राम / लीटर की एकाग्रता तक बढ़ाएगा और अधिक नहीं! लेकिन आमतौर पर मछलीघर के पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा अभी भी निर्दिष्ट मूल्य से अधिक है और वातन केवल CO2 की हानि का कारण होगा।

एक्वेरियम में कार्बन डाइऑक्साइड को कृत्रिम रूप से खिलाने से समस्या का समाधान किया जा सकता है, खासकर जब से यह मुश्किल नहीं है। इस व्यवसाय में, आप ब्रांडेड उपकरणों के बिना भी कर सकते हैं, लेकिन बस खमीर और कुछ अन्य अत्यंत सरल उपकरणों के साथ चीनी समाधान में शराबी किण्वन की प्रक्रियाओं का उपयोग करें, जिसके बारे में हम जल्द ही बात करेंगे।

यहाँ, हालाँकि, हमें इस बात की जानकारी होनी चाहिए कि हम फिर से प्रकृति के साथ खिलवाड़ कर रहे हैं। कार्बन डाइऑक्साइड के साथ मछलीघर पानी के विचारहीन संतृप्ति से कुछ भी अच्छा नहीं होगा। तो आप जल्दी से मछली, और फिर पौधों को मार सकते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड आपूर्ति प्रक्रिया की बारीकी से निगरानी की जानी चाहिए। यह स्थापित किया गया था कि मछली के लिए, मछलीघर के पानी में सीओ 2 की एकाग्रता 30 मिलीग्राम / एल से अधिक नहीं होनी चाहिए। और मामलों की एक पूरी श्रृंखला में यह मान कम से कम एक तिहाई कम होना चाहिए। याद रखें कि मछली के लिए पीएच में मजबूत उतार-चढ़ाव भी हानिकारक हैं, और कार्बन डाइऑक्साइड की अतिरिक्त आपूर्ति जल्दी से पानी को अम्लीकृत करती है।

CO2 सामग्री का मूल्यांकन कैसे करें और यह सुनिश्चित करने के लिए कि जब इस गैस द्वारा पानी से संतृप्त किया जाता है, तो पीएच मान में थोड़ा उतार-चढ़ाव होता है और मछली के लिए स्वीकार्य सीमा में रहता है? यहां हम बिना फॉर्मूलों और गणितीय गणना के नहीं कर सकते हैं: एक्वेरियम के पानी के हाइड्रोकार्बन, अफसोस, विषय बल्कि सूखा है। "

कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन आयनों और बाइकार्बोनेट आयनों के एक मीठे पानी के मछलीघर के पानी में सांद्रता के बीच का संबंध हेंडरसन-हेसलबेक समीकरण को दर्शाता है, जो हमारे मामले में रूप में होगा:
   / \u003d के १
   जहां K1 पहले चरण में कार्बोनिक एसिड का स्पष्ट पृथक्करण स्थिरांक है, पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की पूरी मात्रा के साथ आयनों के संतुलन को ध्यान में रखते हुए - कुल विश्लेषणात्मक रूप से निर्धारित कार्बन डाइऑक्साइड (यानी, दोनों बस कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में CO2 अणुओं और हाइड्रेटेड अणुओं को भंग कर दिया - Н2СО3)। 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए, यह निरंतर 4.5 * 10-7 है। स्क्वायर कोष्ठक दाढ़ सांद्रता को इंगित करते हैं।

सूत्र का रूपांतरण देता है:

पीएच और मानक मछलीघर परीक्षणों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केएच परीक्षण पानी में बिकारबोनिट आयनों की सामग्री को निर्धारित करता है (और कैल्शियम आयन नहीं) और हमारे उद्देश्यों के लिए उपयुक्त है। इसके उपयोग की एकमात्र असुविधा एम में पुनर्गणना डिग्री की आवश्यकता से जुड़ी है, जो हालांकि, बिल्कुल भी मुश्किल नहीं है। ऐसा करने के लिए, डिग्री में परीक्षण प्रक्रिया करने के बाद प्राप्त कार्बोनेट कठोरता की मात्रा पर्याप्त है, जिसे 2.804 से विभाजित किया गया है। पीएच में व्यक्त हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता को भी M में परिवर्तित किया जाना चाहिए, इसके लिए नकारात्मक मान के साथ pH मान के बराबर 10 शक्ति बढ़ाना आवश्यक है:

M से mg / l CO2 के फॉर्मूले (2) द्वारा परिकलित मान को परिवर्तित करने के लिए, इसे 44000 से गुणा करें।

हेंडरसन-हेसलबेक समीकरण का उपयोग करते हुए, मछलीघर में कुल विश्लेषणात्मक रूप से निर्धारित कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता की गणना की जा सकती है अगर एक्वारिस्ट ने विशेष अभिकर्मकों का उपयोग नहीं किया और उसके मछलीघर में हास्य और अन्य कार्बनिक अम्लों की सामग्री मध्यम है (एक शौकिया के लिए पर्याप्त सटीकता के साथ, यह न्याय किया जा सकता है। एक्वेरियम के पानी के रंग से: यदि यह अमेज़ॅन के "काले पानी" की तरह नहीं दिखता है, तो यह रंगहीन है या केवल थोड़ा रंगीन है - इसका मतलब है कि उनमें से कई नहीं हैं)।

जो एक कंप्यूटर के साथ एक छोटे पैर पर हैं, विशेष रूप से Exel स्प्रेडशीट के साथ, उपरोक्त सूत्र और K1 के आधार पर विस्तृत तालिकाओं को खींच सकते हैं जो कार्बोनेट कठोरता और पीएच के आधार पर कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को दर्शाते हैं। हम यहां एक संक्षिप्त, लेकिन, उम्मीद है कि ऐसी तालिका के शौकिया एक्वैरिस्ट संस्करण के लिए उपयोगी होंगे, जो आपको पानी में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री की तुरंत गणना करने की अनुमति देता है:
  किसी दिए गए कार्बोनेट कठोरता के लिए मछलीघर में पानी के न्यूनतम पीएच मान, जिस पर कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री अभी तक मछली (स्तंभों में लाल संख्या) के लिए खतरनाक नहीं है, और अधिकतम स्वीकार्य पीएच मान जिस पर प्रकाश संश्लेषण अभी भी पौधों में काफी प्रभावी है जो बाइकार्बोनेट से कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने में सक्षम नहीं है। 25 ° C के लिए।

यदि आप मछलीघर में कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति करने का निर्णय लेते हैं, तो इसकी आपूर्ति को समायोजित करें ताकि लाल और हरे रंग की संख्याओं के बीच के अंतराल में संबंधित कार्बोनेट कठोरता के लिए पीएच मान गिर जाए। दिन के उजाले घंटे के दौरान, पानी की सक्रिय प्रतिक्रिया बदल जाएगी (आमतौर पर पीएच बढ़ जाता है) और उपकरण स्थापित करते समय इस तथ्य को ध्यान में रखा जाना चाहिए। अंतराल के बीच में ट्यून करने की कोशिश करें, फिर पीएच मान सबसे अधिक संभावना अपनी सीमाओं से बाहर नहीं कूद जाएगा। यदि सीओ 2 आपूर्ति को पीएच नियंत्रक द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो कि गैस की आपूर्ति को बंद कर देता है जब पीएच एक पूर्व निर्धारित स्तर तक गिर जाता है, तो यह स्तर मछली के लिए न्यूनतम स्वीकार्य से कम नहीं होना चाहिए। पीएच नियंत्रक का उपयोग करना सबसे प्रभावी और सुरक्षित है, लेकिन यह अपेक्षाकृत महंगा है।

इस फोटो के अग्रभाग में एक और रोटला (रोटला वल्लीची) है। वाम - नदी प्रकाश स्तंभ (मायाका फ्लुवातिलिस)। वह पानी में मुक्त कार्बन डाइऑक्साइड का प्रेमी भी है। 15-20 मिलीग्राम / एल के क्रम के मछलीघर में उपयुक्त प्रकाश और कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री के साथ, ये जलीय पौधे ऑक्सीजन के बुलबुले से ढंके हुए हैं, प्रकाश संश्लेषण इतना प्रभावी है

इसके अलावा, आप एक विशेष उपकरण में मछलीघर में रखे विशेष गोलियों का उपयोग करके सीओ 2 पौधों को खिला सकते हैं। वे धीरे-धीरे कार्बन डाइऑक्साइड को पानी में छोड़ते हैं। उसी उद्देश्य के लिए, दिन के उजाले की शुरुआत में, आप एक्वैरियम में हल्के खनिजयुक्त स्पार्कलिंग पानी डाल सकते हैं (स्वाभाविक रूप से बिना खाद्य योजक के!)। इस लेख में तालिका और कैलकुलेटर आपको यह आकलन करने में मदद करेंगे कि ये उपाय कितने प्रभावी हैं।

तालिका पीएच मानों को भी दर्शाती है कि, किसी दिए गए कार्बोनेट कठोरता के लिए, अच्छी तरह से वातित पानी एक कमरे के मछलीघर में प्राप्त करता है, अगर यह मामूली रूप से मछली द्वारा आबादी है और यदि पानी का ऑक्सीकरण अधिक नहीं है। दूसरे शब्दों में, अगर मछलीघर में कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति अचानक बंद हो जाती है, तो हम उम्मीद कर सकते हैं कि पानी का पीएच कुछ घंटों के भीतर इन मूल्यों के बारे में बढ़ जाएगा। इस तालिका की अंतिम पंक्ति में संख्या वायुमंडल के साथ संतुलन में कार्बोनेट कठोरता को दिए गए पानी का पीएच है। यह देखा जा सकता है कि वे और भी ऊंचे हैं। प्राकृतिक जलाशयों में, स्वच्छ नदियों के रैपिड्स पर, जहाँ पानी उबलता है और वातावरण में सभी अतिरिक्त (कोई नहीं) कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है, ऐसे पीएच मान होते हैं। कमरों में, हवा में कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव खुली हवा की तुलना में अधिक होता है, और मिट्टी और एक्वैरियम के फिल्टर कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन आयनों के गठन की ओर ले जाते हैं। यह सब मछलीघर के पानी में विवो कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री की तुलना में अधिक प्रदान करता है और एक ही कार्बोनेट कठोरता के साथ उनमें पानी अधिक अम्लीय होता है।

अब इस तथ्य पर ध्यान देते हैं। कार्बोनिक एसिड, जो पानी में वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को भंग करके बनता है, आसुत जल के पीएच को 5.6 तक कम करता है, और कार्बोनेट कठोरता के साथ पानी, उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय गैसों के साथ संतुलन में 5 kH के बराबर, 8.4 की सक्रिय प्रतिक्रिया है। इस नियमितता का आसानी से पता लगाया जाता है: पानी की कार्बोनेट कठोरता जितनी अधिक होती है, उतना ही अधिक क्षारीय होता है। दरअसल, यह नियम कई लोगों के लिए जाना जाता है, लेकिन सभी एक्वारिस्ट्स नहीं जानते हैं कि यह कार्बोनेट कठोरता के बारे में है। दरअसल, अगर हम केवल प्राकृतिक ताजे पानी से निपटते हैं, जिसमें कार्बोनेट कठोरता, एक नियम के रूप में, कुल में बहुत महत्वपूर्ण योगदान देता है, तो आप इसके बारे में नहीं सोच सकते हैं, लेकिन कृत्रिम रूप से तैयार पानी में सब कुछ अलग हो सकता है। उदाहरण के लिए, कैल्शियम क्लोराइड को जोड़ने से पानी की कठोरता बढ़ जाएगी, लेकिन पीएच नहीं। यह तथ्य कि प्राकृतिक जल में आमतौर पर थोड़ी क्षारीय सक्रिय प्रतिक्रिया होती है, उनमें बाइकार्बोनेट आयनों की मौजूदगी होती है। कार्बन डाइऑक्साइड के साथ पानी में घुलने के साथ, वे एक कार्बन डाइऑक्साइड-बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम बनाते हैं, जो क्षारीय के क्षेत्र में पानी के पीएच को अधिक दृढ़ता से स्थिर करता है, बाइकार्बोनेट (कार्बोनेट कठोरता) की एकाग्रता जितनी अधिक होती है। यह समझने के लिए कि ऐसा क्यों होता है और मछलीघर के लिए इष्टतम कार्बोनेट कठोरता मूल्यों को चुनने के लिए, एक बार फिर से हेंडरसन-हसबैच फॉर्मूला को बदलना चाहिए।

वी। कोवालेव,

  * मछलीघर के क्लासिक अनुपात इस प्रकार हैं: चौड़ाई ऊंचाई के बराबर या उससे अधिक नहीं है जो ऊंचाई से कम है। ऊंचाई 50 सेमी से अधिक नहीं है। लंबाई सिद्धांत रूप में है, सीमित नहीं है। एक उदाहरण 1 मीटर की लंबाई, 40 सेमी की चौड़ाई और 50 सेमी की ऊंचाई वाला एक मछलीघर है। ऐसे तालाब में जैविक संतुलन स्थापित करना अपेक्षाकृत आसान है।

  ** वायुमंडलीय हवा के साथ संतुलन से हमारा तात्पर्य जल की एक ऐसी स्थिति से है जब इसमें घुलने वाली गैसों की सांद्रता (वोल्टेज) वायुमंडल में इन गैसों के आंशिक दबाव से मेल खाती है। यदि किसी गैस का दबाव कम हो जाता है, तो इस गैस के अणु पानी को तब तक छोड़ना शुरू कर देंगे जब तक कि एक बार फिर से सघनता नहीं पहुँचती। इसके विपरीत, यदि पानी के ऊपर गैस का आंशिक दबाव बढ़ता है, तो इस गैस की एक बड़ी मात्रा पानी में घुल जाएगी

वेल्डिंग क्षेत्र में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग बहुत आम है। यह मुख्य विकल्पों में से एक है जो विभिन्न प्रकार के धातु यौगिकों के लिए उपयोग किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड के भौतिक गुण इसे गैस वेल्डिंग, गैस और इलेक्ट्रिक आर्क यौगिकों के लिए एक सार्वभौमिक पदार्थ के रूप में परिभाषित करते हैं, और इसी तरह। यह एक अपेक्षाकृत सस्ती कच्ची सामग्री है जिसका उपयोग यहां कई वर्षों से किया जा रहा है। अधिक प्रभावी विकल्प हैं, लेकिन यह कार्बन डाइऑक्साइड है जो सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है। यह प्रशिक्षण के लिए और सबसे सरल प्रक्रियाओं को करने के लिए आवेदन पाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड भी कहा जाता है। पदार्थ अपनी सामान्य अवस्था में गंधहीन और रंगहीन होता है। सामान्य वायुमंडलीय दबाव के तहत, कार्बन डाइऑक्साइड एक तरल अवस्था में नहीं है और तुरंत ठोस से गैसीय से गुजरता है।

कार्बन डाइऑक्साइड अनुप्रयोग

रासायनिक का उपयोग केवल वेल्डिंग के लिए नहीं किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड के भौतिक गुण इसे खाद्य उद्योग में बेकिंग पाउडर या संरक्षक के रूप में उपयोग करने की अनुमति देते हैं। कई आग बुझाने की प्रणालियों में, विशेष रूप से मैनुअल आग बुझाने की कल में। इसका उपयोग मछलीघर के पौधों को पोषण प्रदान करने के लिए किया जाता है। लगभग सभी कार्बोनेटेड पेय में कार्बन डाइऑक्साइड होता है।

वेल्डिंग क्षेत्र में, शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग धातु के लिए पूरी तरह से सुरक्षित नहीं है। तथ्य यह है कि जब उच्च तापमान के संपर्क में होता है, तो यह विघटित हो जाता है और इससे ऑक्सीजन निकलता है। बदले में, ऑक्सीजन वेल्ड पूल के लिए खतरनाक है और इसके नकारात्मक प्रभावों को खत्म करने के लिए, विभिन्न प्रकार के डीऑक्सिडेंट्स का उपयोग किया जाता है, जैसे कि सिलिकॉन और मैंगनीज।

कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग वायु पिस्तौल और राइफल के लिए सिलेंडर में भी पाया जाता है। वेल्डिंग सिलेंडरों की तरह, दबाव में कार्बन डाइऑक्साइड एक तरलीकृत अवस्था में जमा होता है।

रासायनिक सूत्र

कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक गुणों, साथ ही इसकी अन्य विशेषताओं, सीधे उन तत्वों पर निर्भर करती हैं जो सूत्र बनाते हैं। रसायन विज्ञान में कार्बन डाइऑक्साइड का सूत्र सीओ 2 है। इसका मतलब है कि कार्बन डाइऑक्साइड में एक कार्बन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।

रासायनिक और भौतिक गुण

के रूप में माना जाता है रासायनिक गैस रसायन विज्ञान में, इसके गुणों को अधिक ध्यान से देखने के लायक है। कार्बन डाइऑक्साइड के भौतिक गुण विभिन्न मापदंडों में प्रकट होते हैं। मानक वायुमंडलीय परिस्थितियों में कार्बन डाइऑक्साइड का घनत्व 1.98 किग्रा / मी 3 है। यह वायुमंडल में हवा की तुलना में इसे 1.5 गुना भारी बनाता है। कार्बन डाइऑक्साइड गंधहीन और रंगहीन होता है। यदि इसे मजबूत शीतलन के अधीन किया जाता है, तो यह तथाकथित "सूखी बर्फ" में क्रिस्टलीकरण करना शुरू कर देता है। उच्च बनाने की क्रिया तापमान -78 डिग्री सेल्सियस तक पहुँचता है।

कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक गुण इसे एसिड ऑक्साइड के लिए निर्धारित करते हैं, क्योंकि यह पानी में घुलने पर कार्बोनिक एसिड बना सकता है। क्षार के साथ बातचीत करते समय, पदार्थ बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट बनाने लगता है। कुछ पदार्थों के साथ, जैसे कि फिनोल, कार्बन डाइऑक्साइड एक इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया से गुजरता है। ऑर्गेनोमाग्नीशियम के साथ, पदार्थ एक न्यूक्लियोफिलिक जोड़ के साथ प्रतिक्रिया करता है। अग्निशामक यंत्रों में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग इस तथ्य के कारण है कि यह दहन प्रक्रिया का समर्थन नहीं करता है। वेल्डिंग में उपयोग इस तथ्य के कारण है कि कुछ सक्रिय धातु पदार्थ में जलते हैं।

लाभ

• कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग अपेक्षाकृत सस्ती है, क्योंकि अन्य गैसों की तुलना में इस पदार्थ की कीमत काफी कम है;
• यह एक बहुत ही सामान्य पदार्थ है जो कई स्थानों पर पाया जा सकता है;
• कार्बन डाइऑक्साइड को स्टोर करना आसान है और इसके लिए अत्यंत जटिल सुरक्षा उपायों की आवश्यकता नहीं है;
• गैस उन जिम्मेदारियों के साथ अच्छी तरह से सामना करती है जिनके लिए इसका इरादा है

कमियों

• उपयोग के दौरान, धातु पर ऑक्साइड का गठन किया जा सकता है जो पदार्थ हीटिंग के दौरान जारी करता है;
• सामान्य ऑपरेशन के लिए, आपको अतिरिक्त उपभोग्य सामग्रियों का उपयोग करने की आवश्यकता है जो ऑक्साइड के नकारात्मक प्रभावों को खत्म करने में मदद करेंगे;
• वेल्डिंग क्षेत्र में अधिक कुशल गैसों का उपयोग किया जाता है।

वेल्डिंग में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग

यह पदार्थ गुणवत्ता में वेल्डिंग धातु उत्पादों के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग स्वचालित और दोनों के लिए किया जाता है। अक्सर इसका उपयोग अपने शुद्ध रूप में नहीं, बल्कि आर्गन या ऑक्सीजन के साथ गैस मिश्रण में किया जाता है। विनिर्माण क्षेत्र में, पदों की आपूर्ति के लिए कई विकल्प हैं। उनमें से, निम्नलिखित विधियाँ प्रतिष्ठित हैं:

• एक सिलेंडर से डिलीवरी। यह बहुत सुविधाजनक है जब यह पदार्थ के अपेक्षाकृत कम मात्रा में आता है। यह गतिशीलता प्रदान करता है, क्योंकि पोस्ट के लिए पाइप लाइन बनाना हमेशा संभव नहीं होता है।
• कार्बन भंडारण टैंक। यह छोटे कंटेनरों में पदार्थ का सेवन करने के लिए भी एक बढ़िया विकल्प है। यह सिलेंडरों की तुलना में अधिक गैस की आपूर्ति प्रदान करता है, लेकिन परिवहन में कम सुविधाजनक है।
• स्थिर पोत भंडारण। इसका उपयोग उन लोगों के लिए किया जाता है जो बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं। उनका उपयोग उद्यम में एक स्वायत्त स्टेशन की अनुपस्थिति में किया जाता है।
• स्वायत्त स्टेशन। यह मात्रा के संदर्भ में सबसे व्यापक वितरण विधि है, क्योंकि यह वॉल्यूम की परवाह किए बिना लगभग किसी भी प्रक्रिया के लिए पोस्ट की सेवा कर सकता है। इस प्रकार, पोस्ट अपने उत्पादन के स्थान से सीधे पदार्थ प्राप्त करता है।

स्वायत्त स्टेशन उद्यम पर एक विशेष कार्यशाला है जहां कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन किया जाता है। यह पूरी तरह से अपनी जरूरतों के लिए, और अन्य कार्यशालाओं और संगठनों के लिए वितरण के लिए दोनों काम कर सकता है। उद्यम के संचालन बिंदुओं को सुनिश्चित करने के लिए, पाइपलाइनों के माध्यम से गैस की आपूर्ति। ऐसे समय में जब कंपनी को कार्बन डाइऑक्साइड के भंडारण की आवश्यकता होती है, इसे विशेष ड्राइव में ले जाया जाता है।

सुरक्षा के उपाय

पदार्थ का भंडारण और उपयोग अपेक्षाकृत सुरक्षित है। लेकिन दुर्घटनाओं की संभावना को बाहर करने के लिए, आपको बुनियादी नियमों का पालन करना चाहिए:

• इस तथ्य के बावजूद कि कार्बन डाइऑक्साइड विस्फोटक और विषाक्त नहीं है, अगर इसकी एकाग्रता 5% से ऊपर है, तो एक व्यक्ति घुटन और ऑक्सीजन की कमी महसूस करेगा। एक बंद, असिंचित क्षेत्र में सब कुछ के रिसाव और भंडारण की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए।
• यदि आप दबाव कम करते हैं, तो तरल कार्बन डाइऑक्साइड गैसीय अवस्था में बदल जाता है। इस समय इसका तापमान -78 डिग्री सेल्सियस हो सकता है। यह शरीर के श्लेष्म झिल्ली के लिए हानिकारक है। यह त्वचा पर शीतदंश का कारण भी बनता है।
• कार्बन डाइऑक्साइड भंडारण के लिए बड़े कंटेनरों का निरीक्षण एक नली गैस मास्क का उपयोग करके किया जाना चाहिए। टैंक को परिवेश के तापमान तक गर्म किया जाना चाहिए और अच्छी तरह हवादार होना चाहिए।

निष्कर्ष

भौतिक गुण एकमात्र संकेतक नहीं हैं जिसके द्वारा वेल्डिंग के लिए गैस का चयन किया जाता है। सभी मापदंडों का संयोजन इस पदार्थ को उपभोग्य सामग्रियों के लिए आधुनिक बाजार में एक आश्वस्त स्थिति प्रदान करता है। सबसे सरल प्रक्रियाओं में से, यह एक अपरिहार्य गैस है जो लगभग हर पेशेवर और नौसिखिए वेल्डर ने सामना किया है।

प्रिय ओलेग मोसिन! मैंने आपका लेख "हवा के बिना पानी (गैस)" सी पढ़ा। मुझे आपसे व्यक्तिगत रूप से एक प्रश्न पूछना चाहिए। मैं रसायन विज्ञान के कुछ बुनियादी ज्ञान के साथ एक जीवविज्ञानी हूं। प्रश्न पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की घुलनशीलता के बारे में है। इस प्रक्रिया का सार। भंग गैस का एक हिस्सा कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए पानी के साथ बातचीत करता है, जो बाइकार्बोनेट और हाइड्रोजन आयनों में विघटित होता है। पृथक्करण स्थिरांक, विघटित कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री को जानने के बाद, हम अम्लता सूचकांक और कार्बोनिक एसिड की सामग्री की गणना कर सकते हैं - यह नगण्य है।

प्रश्न: बाकी कार्बन डाइऑक्साइड को पानी में क्या रखा जाता है, क्योंकि यह गैस के चरण में नहीं है, अन्यथा यह तुरंत वाष्पित हो जाता? कहीं भी मुझे इस सवाल का जवाब नहीं मिल सकता है: पानी में खुद ही डाइऑक्साइड क्या है? शायद यह पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड बनाता है? चूंकि हाइड्रोजन बांड एक विद्युतीय तत्व के परमाणु से बंधे हाइड्रोजन परमाणु और इलेक्ट्रॉनों (ओ, एफ, एन) की एक स्वतंत्र जोड़ी वाले एक विद्युत तत्व के बीच बन सकते हैं?

और एक सवाल। पीएच \u003d 3 पर, पृथक्करण प्रतिक्रिया बाईं ओर बदल जाती है, कार्बोनिक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाता है। और घुलित डाइऑक्साइड? ये सभी मुद्दे कीड़ों में श्वसन की प्रक्रिया और ट्रेकॉल तरल पदार्थ से कार्बन डाइऑक्साइड की विस्फोटक रिहाई से संबंधित हैं। कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की क्रिया पानी के साथ डाइऑक्साइड के बंधन की प्रक्रिया को उत्प्रेरित करती है और बाइकार्बोनेट का गठन सीधे इन मुद्दों से संबंधित है। लेकिन मुझे नहीं पता है कि कार्बोनिक एनहाइड्रोज के कई आइसोफॉर्म में से एक ने रिवर्स प्रक्रिया को उत्प्रेरित किया। कार्बोहोग्लोबिन के मामले में, सब कुछ स्पष्ट है - बोह्र प्रभाव। लेकिन रक्त प्लाज्मा से एल्वियोली में प्रवेश करने वाला बाइकार्बोनेट, प्रोटॉन को बांधने की प्रक्रिया को क्या प्रेरित करता है? इस प्रक्रिया के कैनेटीक्स क्या है?

यदि आप इन प्रश्नों को स्पष्ट करते हैं या उत्तरों की खोज की दिशा निर्दिष्ट करते हैं तो मैं बहुत आभारी रहूंगा।

सादर, व्लादिमीर।

_________________

हैलो, व्लादिमीर।

सामान्य तौर पर, जहां तक \u200b\u200bमुझे पता है, पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की घुलनशीलता सभी गैसों के लिए अधिक है, यह ऑक्सीजन की घुलनशीलता की तुलना में लगभग 70 गुना अधिक है और 12.8 के कार्बन डाइऑक्साइड adsor गुणांक के साथ नाइट्रोजन की घुलनशीलता की तुलना में 150 गुना अधिक है, जो 100 मिलीग्राम पानी में 87 मिलीलीटर गैस की घुलनशीलता से मेल खाती है। बेशक, कोई भी मान सकता है, कि सीओ 2 किसी तरह बंद पानी के गुच्छों के अंदर घुसा हुआ है और उनमें रखा हुआ है, जैसा कि इस मामले में है ... .. लेकिन शायद ही ऐसी कोई प्रक्रिया हो सकती है। पानी में गैसों की घुलनशीलता अलग है और बाहरी कारकों - तापमान और दबाव दोनों पर निर्भर करती है, और गैस की प्रकृति पर और इसकी पानी के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया करने की क्षमता (जैसा कि कार्बन डाइऑक्साइड के साथ होता है, जो रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ पानी में घुल जाता है) कार्बोनिक एसिड का गठन, जो बदले में एच + और एचसीओ - 3 आयनों में विघटित होता है)। लेकिन दूसरी तरफ, जलीय घोल में सीओ 2 का केवल 1% ही एच 2 सीओ 3 के रूप में मौजूद है। कई शोधकर्ताओं ने इस विसंगति की ओर ध्यान आकर्षित किया। इसलिए, रासायनिक समीकरणों, पीके ए और पीएच की गणना की सुविधा के लिए, यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि सभी सीओ 2 पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

रासायनिक कैनेटीक्स के दृष्टिकोण से, पानी में कार्बन डाइऑक्साइड के विघटन की प्रक्रिया काफी जटिल है। जब सीओ 2 पानी में घुल जाता है, तो कार्बोनिक एसिड एच 2 सीओ 3, एचसीओ 3 बाइकार्बोनेट और सीओ 3 - कार्बोनेट के बीच एक संतुलन स्थापित होता है।

H 2 O + CO 2 H * H 2 CO 3 + H + HCO 3 - + H + CO 3 2-

इस मामले में निरंतर आयनीकरण की गणना निम्नलिखित योजना के अनुसार की जाती है:

1) एच 2 सीओ 3 + एच + + एचसीओ 3 -

2) HCO 3 - + H + CO 3 2-

आयनीकरण के पहले चरण का स्थिरांक pK a1 \u003d 4.4 x 10 -7 है,

आयनीकरण के दूसरे चरण का स्थिरांक pK a2 \u003d 5.6 x 10 -11 के बराबर है,

चूंकि आयनीकरण के दोनों चरण एक कार्बोनिक एसिड समाधान में संतुलन में हैं, पहला और दूसरा आयनीकरण स्थिरांक pK a1 और pK a2 उन्हें गुणा करके जोड़ा जा सकता है:

pK a1 x pK a2 \u003d 4.4 x 10 -7 x 5.6 x 10 -11 \u003d 2.46 x10 -17

कार्बन डाइऑक्साइड, बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट के बीच संतुलन पीएच पर निर्भर करता है: ले चेटेलियर सिद्धांत यहां लागू होता है - समाधान में हाइड्रोजन आयनों की उपस्थिति मध्यम और एसिड पक्ष (5.5 तक पीएच) की क्षारीय प्रतिक्रिया को स्थानांतरित करती है। इसके विपरीत, सिस्टम से प्रोटॉन को हटाने पर प्रतिक्रिया संतुलन को बाईं ओर बदल देती है जब कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट से फिर से भर दिया जाता है। इस प्रकार, कम पीएच में, कार्बन डाइऑक्साइड सिस्टम में प्रबल होता है, और वस्तुतः कोई बाइकार्बोनेट या कार्बोनेट नहीं बनता है, जबकि एक तटस्थ पीएच में, सीओ 2 और एच 2 सीओ 3 पर बाइकार्बोनेट हावी होता है। और केवल उच्च pH पर कार्बोनेट प्रबल होता है।

कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ सीओ 2 के हाइड्रेशन और सीओ 2 के निर्जलीकरण (लगभग 100 बार) की प्रक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

बोह्र प्रभाव के रूप में, अगर मैं गलत नहीं हूं, तो एक और तंत्र है - पीएच मान में कमी से हीमोग्लोबिन के लिए ऑक्सीजन के बंधन में कमी का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन जारी होता है। जहां तक \u200b\u200bमुझे जैव रसायन के संस्थान पाठ्यक्रम से याद है, बोह्र प्रभाव को इस तथ्य से समझाया गया है कि हीमोग्लोबिन अणु में हिस्टिडीन और एस्पार्टिक एसिड अवशेषों के रूप में प्रोटॉन बाध्यकारी साइटें हैं। मैं यह सुनिश्चित करने के लिए नहीं कह सकता कि सब कुछ कैसे चल रहा है, लेकिन मुख्य बिंदु इन एमिनो एसिड अवशेषों की एक दूसरे के साथ डीऑक्सी फॉर्म ऑक्साइड के रूप में बातचीत करने की क्षमता है। डीओक्सी रूप में, एसपारटिक एसिड अवशेष प्रोटानेटेड हिस्टिडीन अवशेषों के बीच एक बंधन बनाने में सक्षम है। इस हिस्टिडीन अवशेषों में एक उच्च पीके मूल्य होता है, चूंकि हिस्टिडाइन के एसपारटिक एसिड अवशेषों को बांधने से प्रोटॉन को अलग करने से बचा रहता है। लेकिन ऑक्सी फॉर्म के रूप में, इस तरह के बंधन का गठन असंभव है, और इसलिए पीके एक मूल्य हिस्टिडीन के ऑक्सी फॉर्म के लिए सामान्य पीके मूल्य पर लौटता है। इसलिए, 7.4 के रक्त पीएच में, हिस्टिडीन एक अप्रमाणित रूप में ऑक्सीहीमोग्लोबिन में मौजूद होता है। उच्च प्रोटॉन सांद्रता हिस्टिडीन के डीओक्सी रूप के निर्माण में योगदान करते हैं और, परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई। बदले में सीओ 2 की रिहाई दो तरीकों से ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की आत्मीयता को कम करती है। सबसे पहले, सीओ 2 की एक निश्चित मात्रा को बाइकार्बोनेट में बदल दिया जाता है, जो बोहर प्रभाव के लिए जिम्मेदार प्रोटॉन को जारी करता है। इस बाइकार्बोनेट का एक और हिस्सा लाल रक्त कोशिकाओं द्वारा जारी किया जाता है, जबकि बाइकार्बोनेट का शेष हिस्सा सीधे हीमोग्लोबिन के साथ बातचीत करता है, एमिनो एसिड अवशेषों के एन-समूह के लिए बाध्य होता है और एक अस्थिर urethane कार्बामिक एस्टर बनाता है। इस प्रक्रिया में, प्रोटॉन को फिर से जारी किया जाता है, जो बदले में ओ 2 और सीओ 2 के बंधन की रिहाई की ओर जाता है। इस प्रकार, एक श्वास चक्र होता है।

निष्ठा से,

कई जलविज्ञानी पानी के उपयोग की सिफारिशों के बारे में जानते हैं जो मछली के प्रजनन के लिए नरम और मछली की तुलना में अधिक अम्लीय है। इस उद्देश्य के लिए आसुत जल, नरम और थोड़ा अम्लीय का उपयोग करना सुविधाजनक है, इसे मछलीघर से पानी के साथ मिलाकर। लेकिन यह पता चला है कि स्रोत के पानी की कठोरता कमजोर पड़ने के अनुपात में कम हो जाती है, और पीएच   व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित। संकेतक के मूल्य को बचाने के लिए संपत्ति पीएच   कमजोर पड़ने की डिग्री की परवाह किए बिना, इसे बफरिंग कहा जाता है। इस लेख में हम एक्वेरियम वाटर बफर सिस्टम के मुख्य घटकों से परिचित होंगे: पानी की अम्लता - पीएच, कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री - सीओ 2कार्बोनेट "कठोरता" - dKN   (यह मान पानी में बाइकार्बोनेट आयनों की सामग्री को दर्शाता है एनएसओ 3 -; मत्स्य पालन हाइड्रोकार्बन में, इस पैरामीटर को क्षारीयता कहा जाता है), सामान्य कठोरता - डीजीएच   (सरलीकरण के लिए, यह माना जाता है कि यह केवल कैल्शियम आयन है - सा ++)। आइए हम प्राकृतिक और मछलीघर के पानी की रासायनिक संरचना, वास्तविक बफर गुणों और मछली जीव पर विचार के तहत मापदंडों के प्रभाव के तंत्र पर उनके प्रभाव पर चर्चा करें। नीचे चर्चा की गई अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं, इसलिए पहले प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं के रासायनिक गुणों से परिचित होना महत्वपूर्ण है; यह एक उदाहरण के रूप में पानी और पीएच का उपयोग करके आसानी से किया जाता है।

• 6. सीओ 2   और एक्वैरियम मछली के श्वसन का शरीर विज्ञान
• 7. मिनी कार्यशाला
• 8. प्रयुक्त साहित्य

1. रासायनिक उपकरणों पर, माप और पीएच के अंक

पानी, हालांकि कमजोर है, अभी भी एक इलेक्ट्रोलाइट है, अर्थात, समीकरण द्वारा वर्णित पृथक्करण में सक्षम है

एच 2 ओ↔एच + + ओह -

यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है, अर्थात

एच + + ओह -↔एच 2 ओ

एक रासायनिक दृष्टिकोण से, एक हाइड्रोजन आयन एच +   हमेशा एक एसिड। आयन जो बांध सकते हैं, एसिड को बेअसर कर सकते हैं ( ह +) मैदान हैं। हमारे उदाहरण में, ये हाइड्रॉक्सिल आयन हैं ( ओह -), लेकिन मछलीघर अभ्यास में, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, प्रमुख आधार हाइड्रोकार्बन आयन है एनएसओ 3 -, "कठोरता" के कार्बोनेट आयन। दोनों प्रतिक्रियाएं एकाग्रता द्वारा निर्धारित काफी औसत दर्जे की दरों के साथ आगे बढ़ती हैं: रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दरें प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सांद्रता के उत्पाद के आनुपातिक हैं। तो उलटा जल हदबंदी प्रतिक्रिया के लिए एच + + ओएच -\u003e एच २ ओ   इसकी गति निम्नानुसार व्यक्त की गई है:

V गिरफ्तार \u003d K गिरफ्तार [H +]

कश्मीर   - आनुपातिक गुणांक कहा जाता है प्रतिक्रिया दर स्थिर.
वर्ग कोष्ठक इंगित करते हैं पदार्थ की दाढ़ की एकाग्रता, यानी। 1 लीटर घोल में पदार्थ के मोल्स की संख्या। मोथ को ग्राम में वजन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है (या गैसों के लिए लीटर में मात्रा) एक पदार्थ के 6 10 23 कण (अणु, आयन) - एवोगैड्रो की संख्या। ग्रामों में 6 10 23 कणों के वजन को दर्शाने वाली संख्या एक संख्या के बराबर होती है, जो डेल्टों में एक अणु के वजन को दर्शाती है।

इसलिए, उदाहरण के लिए, अभिव्यक्ति   जलीय घोल के मोलर सांद्रता को दर्शाता है ... पानी। पानी का आणविक भार 18 daltons (1 डी में दो हाइड्रोजन परमाणु, 16 डी में एक ऑक्सीजन परमाणु), क्रमशः 1 मोल (1 एम) है एच 2 ओ   - 18 ग्राम। तब 1 लीटर (1000 ग्राम) पानी में 1000: 18 \u003d 55.56 लीटर पानी होता है, अर्थात। \u003d 55.56M \u003d कॉन्स्टेंट.

चूंकि पृथक्करण एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है ( एच 2 ओ- एच + + ओएच -), तो आगे और रिवर्स प्रतिक्रियाओं की दरों की समानता के अधीन ( वी ओल \u003d वी अर), रासायनिक संतुलन की एक अवस्था निर्धारित करता है, जिसमें प्रतिक्रिया उत्पाद और प्रतिक्रियाशील पदार्थ स्थिर और निश्चित अनुपात में होते हैं: के ओल \u003d के गिरफ्तार। यदि स्थिरांक समीकरण के एक हिस्से में संयुक्त होते हैं, और दूसरे में अभिकर्मकों, हम प्राप्त करते हैं

के पीआर / के गिरफ्तार \u003d / \u003d के

जहाँ कश्मीर   एक स्थिरांक भी है और इसे कहा जाता है संतुलन स्थिर.

अंतिम समीकरण तथाकथित की एक गणितीय अभिव्यक्ति है बड़े पैमाने पर कार्रवाई का नियम: रासायनिक संतुलन की स्थिति में, अभिकारकों के संतुलन सांद्रता के उत्पादों का अनुपात एक स्थिर है। संतुलन स्थिरांक निरंतर दिखाता है कि अभिकर्मकों रासायनिक संतुलन के अनुपात में क्या होता है। अर्थ जानना कश्मीर, आप रासायनिक प्रतिक्रिया की दिशा और गहराई का अनुमान लगा सकते हैं। अगर के\u003e १प्रतिक्रिया आगे की दिशा में आगे बढ़ती है यदि कश्मीर<1   - इसके विपरीत में। संतुलन स्थिरांक का उपयोग करते हुए, रासायनिक समीकरणों को बीजगणितीय के रूप में माना जा सकता है और इसी गणना को अंजाम दिया जा सकता है। उनकी सटीकता बहुत अधिक नहीं है, लेकिन वे अपेक्षाकृत सरल और सहज हैं, जो विचाराधीन प्रक्रियाओं के अर्थ की गहरी समझ की अनुमति देता है। संतुलन स्थिरांक का संख्यात्मक मान प्रत्येक प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए व्यक्तिगत और स्थिर होता है। यह प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है, और ये मान रासायनिक संदर्भ पुस्तकों में दिए गए हैं।

हमारे उदाहरण में के \u003d / \u003d १. / १० १० -१६। जैसे   \u003d 55.56 \u003d कास्ट, तो इसे समीकरण के बाईं ओर K के साथ जोड़ा जा सकता है। तब:

के \u003d\u003d (1.8 10 -16) (55.56) \u003d 1 10 -14 \u003d कास्ट। \u003d के डब्ल्यू

जल पृथक्करण समीकरण इस रूप में परिवर्तित हो गया जिसे पानी का आयनिक उत्पाद कहा जाता है   और नामित है करने के लिए। मूल्य करने के लिए   सभी सांद्रता में स्थिर रहता है ह +   और ओह -, यानी। हाइड्रोजन आयनों की बढ़ती एकाग्रता के साथ   ह +हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता कम हो जाती है - ओह - और इसके विपरीत। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि = 10 -6 तो   \u003d के डब्ल्यू / \u003d (10 -14) / (10 -6) \u003d 10 -8। लेकिन के डब्ल्यू \u003d (१० -६)। (१०-() \u003d १० -१४ \u003d कास्ट। यह पानी के आयनिक उत्पाद से होता है जो संतुलन में होता है = = √के w \u003d√1 10 -14 \u003d 10 -7 एम.

जलीय घोल में हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता के बीच का अटूट संबंध मध्यम मात्रा में अम्लता या क्षारीयता को दर्शाने के लिए इनमें से एक का उपयोग करने की अनुमति देता है। यह हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता के मूल्य का उपयोग करने के लिए प्रथागत है ह +। चूंकि 10 -7 के आदेश के मूल्यों के साथ काम करना असुविधाजनक है, 1909 में स्वीडिश रसायनज्ञ के। सेरेनजेन ने इस उद्देश्य के लिए हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया था। ह +   और उसे नामित किया पीएच, लाट से। शक्तिमान हाइड्रोजन - हाइड्रोजन शक्ति: पीएच \u003d -एलजी। फिर अभिव्यक्ति =10 - 7 के रूप में छोटा लिखा जा सकता है पीएच \u003d 7। क्योंकि प्रस्तावित पैरामीटर में इकाइयां नहीं हैं, इसे संकेतक कहा जाता है ( पीएच)। सर्जोन के प्रस्ताव की सुविधा स्पष्ट प्रतीत होती है, लेकिन हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता के बीच असामान्य विलोम संबंध के लिए समकालीनों द्वारा उनकी आलोचना की गई थी। ह +   और संकेतक मान पीएच: बढ़ती एकाग्रता के साथ ह +, यानी। समाधान की अम्लता में वृद्धि के साथ, संकेतक का मूल्य पीएच   घट जाती है। यह पानी के आयनिक उत्पाद से निम्नानुसार है कि संकेतक पीएच   तटस्थ बिंदु के साथ 0 से 14 तक मान ले सकते हैं पीएच \u003d 7। मानव स्वाद अंग सूचक के मूल्य से खट्टे स्वाद को अलग करना शुरू करते हैं पीएच \u003d 3.5   और नीचे।

रेंज एक्वैरियम के लिए प्रासंगिक है पीएच 4.5-9.5   (केवल उसे नीचे माना जाएगा) और एक चर विभाजन मूल्य के साथ निम्न पैमाने को पारंपरिक रूप से अपनाया गया है:

• पीएच<6 -kislaya
• पीएच 6.0-6.5   - थोड़ा अम्लीय
• पीएच 6.5-6.8   - बहुत कमजोर
• पीएच 6.8-7.2   -neutral

पीएच 7.2-7.5   - बहुत थोड़ा क्षारीय

पीएच 7.5-8.0   - थोड़ा क्षारीय

पीएच\u003e 8   - क्षारीय

व्यवहार में, ज्यादातर मामलों में, एक निरंतर विभाजन मूल्य के साथ एक मोटा पैमाने अधिक जानकारीपूर्ण है:

• पीएच \u003d 5 \u003d 0.5   - खट्टा
• पीएच \u003d 6 ± 0.5   - थोड़ा अम्लीय
• पीएच \u003d 7 ± 0.5- तटस्थ
• पीएच \u003d 8 ± 0.5   - थोड़ा क्षारीय
• पीएच\u003e 8.5   - क्षारीय

बुधवार के साथ पीएच<4,5   और पीएच\u003e 9.5   जैविक रूप से आक्रामक हैं और इसे मछलीघर के निवासियों के जीवन के लिए अनुपयुक्त माना जाना चाहिए। सूचक के बाद से पीएच   एक लघुगणक मात्रा है, तो परिवर्तन पीएच   1 यूनिट से मतलब हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता में 10 के एक कारक द्वारा परिवर्तन, 2 के द्वारा - 100 के एक कारक द्वारा, आदि। एच + एकाग्रता में आधे से एक परिवर्तन पीएच मान में केवल 0.3 इकाइयों में परिवर्तन की ओर जाता है।

कई मछलीघर मछली अपने स्वास्थ्य को बहुत नुकसान पहुंचाए बिना 100 गुना (यानी 2 इकाइयों) को सहन कर सकती हैं। पीएच) पानी की अम्लता में परिवर्तन। हरकिन और अन्य तथाकथित के स्काउट्स नरम-पानी की मछली, उत्पादकों को एक सामान्य मछलीघर (अक्सर थोड़ा क्षारीय पानी) से स्पॉइंग मैदान (थोड़ा अम्लीय के साथ) और मध्यवर्ती अनुकूलन के बिना इसके विपरीत स्थानांतरित करते हैं। अभ्यास से यह भी पता चलता है कि कैप्टिव पानी के साथ कैप्टिव बायोटोप्स के अधिकांश निवासी पानी में बेहतर महसूस करते हैं पीएच 7.0-8.0। एस स्पोट का मानना \u200b\u200bहै पीएच 7.1-7.8   मीठे पानी के मछलीघर के लिए इष्टतम।

आसुत जल है पीएच 5.5-6.0अपेक्षा से अधिक पीएच \u003d 7। इस विरोधाभास से निपटने के लिए, आपको "कुलीन परिवार" से परिचित होने की आवश्यकता है: सीओ 2   और इसके डेरिवेटिव।

2. एक COMRADE, पीएच से CO2, और माप के यूनिट प्राप्त करते हैं

हेनरी के नियम के अनुसार, पानी में हवा के मिश्रण की गैस सामग्री हवा में इसके अंश (आंशिक दबाव) और अवशोषण गुणांक के समानुपाती होती है। हवा में 0.04% तक होता है सीओ 2, जो 0.4 मिलीलीटर / एल तक इसकी एकाग्रता से मेल खाती है। अवशोषण गुणांक सीओ 2   पानी \u003d 12.7। तब 1 लीटर पानी घुल सकता है0.6 - 0.7 मिली सीओ 2   (एमएल, मिलीग्राम नहीं!)। तुलना के लिए, इसका जैविक एंटीपोड ऑक्सीजन है, वायुमंडल में 20% सामग्री और 0.05 के अवशोषण गुणांक के साथ, इसमें 7 मिलीलीटर / एल की घुलनशीलता है। अवशोषण गुणांक की तुलना से पता चलता है कि ceteris paribus solubility है सीओ 2   काफी ऑक्सीजन की घुलनशीलता से अधिक है। आइए जानने की कोशिश करते हैं कि ऐसा अन्याय किस लिए है।

ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के विपरीत, कार्बन डाइऑक्साइड है सीओ 2, एक साधारण पदार्थ नहीं है, लेकिन एक रासायनिक यौगिक है - ऑक्साइड। अन्य आक्साइडों की तरह, यह ऑक्साइड हाइड्रेट्स बनाने के लिए पानी के साथ बातचीत करता है और अन्य गैर-धातुओं की तरह, इसका हाइड्रोक्साइड एसिड (कार्बन) है:

СО 2 + Н 2 О \u003d Н 2 СО 3.

नतीजतन, कार्बन डाइऑक्साइड की अधिक सापेक्ष घुलनशीलता पानी के साथ रासायनिक संबंध के कारण होती है, जो ऑक्सीजन या नाइट्रोजन के साथ नहीं होती है। आइए एक नज़र डालें एसिड गुण   कार्बोनिक एसिड, बड़े पैमाने पर कार्रवाई के कानून को लागू करना और उस पर ध्यान देना   \u003d कॉन्स्ट:

СО 2 + Н 2 О \u003d Н + + НСО 3 -; के 1 \u003d [एच +] / \u003d 4 10 -7
HCO 3 - \u003d H + CO 3 -; के 2 \u003d / \u003d 5.6 10 -11

यहां के १   और के २   - 1 और 2 चरण में कार्बोनिक एसिड के पृथक्करण की स्थिरांक।

आयनों एनएसओ 3 -   बाइकार्बोनेट्स (पुराने साहित्य में, बाइकार्बोनेट्स), और आयन कहलाते हैं СО 3 -   - कार्बोनेट। परिमाण का क्रम के १   और कश्मीर 2   पता चलता है कि कार्बोनिक एसिड एक बहुत कमजोर एसिड है ( के १<1   और के २<1 ), और मूल्यों की तुलना के १   और के २   - इसके विलयन में बाइकार्बोनेट आयन हावी हैं ( के 1\u003e के 2).

समीकरण से के १   हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता की गणना कर सकते हैं ह +:

  \u003d के 1 /

यदि आप एकाग्रता व्यक्त करते हैं ह +   के माध्यम से पीएचजैसा कि हेंडरसन और हसबेल्च ने बफर समाधान के सिद्धांत के लिए किया था, हमें मिलता है:

पीएच \u003d पीके 1 - लॉग /
या अधिक सुविधाजनक
पीएच \u003d पीके 1 + लॉग /

जहां, के साथ सादृश्य द्वारा पीएच, pK 1 \u003d -lgK 1 \u003d -lg4 10 -7 \u003d 6.4 \u003d const। तो पीएच \u003d 6.4 + लॉग /। अंतिम समीकरण को हेंडरसन-हसेबलब समीकरण के रूप में जाना जाता है। कम से कम दो महत्वपूर्ण निष्कर्ष हेंडरसन-हसेबलब समीकरण से अनुसरण करते हैं। सबसे पहले, संकेतक के मूल्य का विश्लेषण करने के लिए पीएच   केवल घटक सांद्रता का ज्ञान आवश्यक और पर्याप्त है सीओ 2-System। दूसरे, संकेतक का मूल्य पीएच   सांद्रता के अनुपात से निर्धारित होता है / लेकिन इसके विपरीत नहीं।

क्योंकि सामग्री   एकाग्रता की गणना करने के लिए अज्ञात ह +   आसुत जल में, आप विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में स्वीकार किए गए सूत्र का उपयोग कर सकते हैं   \u003d 1K 1।तो   pH \u003d -lg \u003dK १। संकेतक मूल्य का मूल्यांकन करने के लिए जो हमें रुचता है पीएच, इकाइयों को वापस। यह हेनरी के नियम से जाना जाता है कि एकाग्रता सीओ 2   आसुत जल में 0.6 मिली / ली। अभिव्यक्ति   कार्बन डाइऑक्साइड की दाढ़ की एकाग्रता (ऊपर देखें)। 1M सीओ 2   वजन 44 ग्राम है, और सामान्य परिस्थितियों में 22.4 लीटर की मात्रा लेता है। फिर, समस्या को हल करने के लिए, यह निर्धारित करना आवश्यक है कि 1M का अनुपात क्या है, अर्थात। 22.4 लीटर से, 0.6 मिलीलीटर बनाते हैं। अगर एकाग्रता हो सीओ 2   मात्रा में नहीं, बल्कि भार इकाइयों में व्यक्त किए गए, अर्थात मिलीग्राम / एल में वांछित अंश की गणना दाढ़ के वजन से की जानी चाहिए सीओ 2   - 44 ग्राम से। तब वांछित मूल्य होगा:

  \u003d x 10 -3 / 22,4 \u003d y 10 -3 / 44

जहां एक्स - वॉल्यूमेट्रिक (एमएल / एल), वाई - वजन (मिलीग्राम / एल) एकाग्रता सीओ 2। सबसे सरल गणना 3 10 -5 M का अनुमानित मान देती है सीओ 2 , या 0.03 मी। तो

pH \u003d -lg \u003dK 1 \u003d -lg 4 (4 10 -7) (3 10 -5) \u003d -lg1212 10 -12 \u003d -lg (3.5 10 -6) \u003d 5.5

जो मापा मूल्यों के साथ काफी सुसंगत है।

हेंडरसन-हसेबलब समीकरण से पता चलता है कि संकेतक का मूल्य कैसे है पीएच   दृष्टिकोण पर निर्भर करता है [HCO 3 -] / [CO 2]। यह लगभग माना जा सकता है कि यदि एक घटक की एकाग्रता दूसरे की एकाग्रता से 100 गुना से अधिक हो जाती है, तो बाद की उपेक्षा की जा सकती है। फिर के लिए [एनएसओ ३ -] / [सीओ २] \u003d १/१०० पीएच \u003d ४.५, जिसके लिए निचली सीमा मानी जा सकती है सीओ 2-System। निम्न संकेतक मान पीएच   कोयले की उपस्थिति के कारण नहीं, बल्कि अन्य खनिज एसिड, जैसे कि सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक। पर [एनएसओ ३ -] / [सीओ २] \u003d १/१०, पीएच \u003d 5.5। पर [एनएसओ ३ -] / [सीओ २] \u003d १, या [एनएसओ ३ -] \u003d [सीओ २], पीएच \u003d 6.5। पर [एनएसओ ३ -] / [सीओ २] \u003d १०, पीएच \u003d 7.5। पर [एनएसओ ३ -] / [सीओ २] \u003d १००, पीएच \u003d 8.5। ऐसा माना जाता है कि पीएच\u003e 8.3   (फिनोल्फथेलिन के समतुल्य का बिंदु) पानी में मुक्त कार्बन डाइऑक्साइड व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है।

3. प्राकृतिक पानी और कार्बन डाइऑक्साइड तरल पदार्थ

प्रकृति में, वायुमंडलीय नमी, संतृप्त सीओ 2   हवा और अवक्षेपण, भूगर्भीय अपक्षय पर्पटी के माध्यम से फ़िल्टर किया गया। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि वहाँ, अपक्षय क्रस्ट के खनिज भाग के साथ बातचीत करते हुए, इसे तथाकथित के साथ समृद्ध किया जाता है टाइपोमोर्फिक आयन: सीए ++, Mg ++, ना +, एसओ 4 -, क्लोरीन -   और इसकी रासायनिक संरचना बनाता है।

हालाँकि, वी.आई. वर्नाडस्की और बी। बी। पोलिनोवा ने दिखाया कि आर्द्र और मध्यम आर्द्र जलवायु वाले क्षेत्रों में सतह और भूजल की रासायनिक संरचना मुख्य रूप से मिट्टी बनाती है। अपक्षय क्रस्ट का प्रभाव इसकी भूवैज्ञानिक उम्र से संबंधित है, अर्थात। लीचिंग की डिग्री के साथ। क्षयकारी पौधे के मलबे को पानी में पहुंचा दिया जाता है सीओ 2, एनएसओ 3 -   और जीवित तत्व पदार्थ में उनकी सामग्री के अनुपात में राख तत्व: सीए\u003e ना\u003e एमजी। यह जिज्ञासु है कि व्यावहारिक रूप से पूरे विश्व में पीने के पानी, जिसका उपयोग एक्वारिज्म में भी किया जाता है, में बाइकार्बोनेट आयन होता है जिसमें प्रमुख आयन होता है एनएसओ 3 -और उद्धरणों से - सीए ++, ना +, Mg ++, अक्सर कुछ के साथ फे। और नम ट्रॉपिक्स की सतह के पानी आमतौर पर रासायनिक संरचना में उल्लेखनीय रूप से समान होते हैं, केवल कमजोर पड़ने की डिग्री में भिन्न होते हैं। ऐसे पानी की कठोरता शायद ही कभी मूल्यों तक पहुँचती है ( 8 °   डीजीएच), आमतौर पर स्थिर रखने के लिए 4 ° डीजीएच। कारण इस तरह के पानी में = , उनके पास थोड़ा एसिड प्रतिक्रिया और संकेतक का मूल्य है पीएच 6.0-6.5। पत्ती के कूड़े की बहुतायत और बड़ी मात्रा में वर्षा के साथ इसके सक्रिय विनाश से इस तरह के पानी में बहुत अधिक सामग्री हो सकती है सीओ 2   और राख तत्वों की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति के साथ विनम्र पदार्थ (फुल्विक एसिड)। ये तथाकथित हैं अमेज़ॅन का "काला पानी", जिसमें संकेतक का मूल्य   पीएच   4.5 तक गिर सकता है और इसके अलावा तथाकथित तथाकथित हो सकता है नम्र बफर।

शुष्क और खराब वनस्पति क्षेत्रों में, सतह के पानी की आयनिक संरचना का निर्माण अपक्षय की परत और उनकी रासायनिक संरचना की रचना करने वाले चट्टानों के भूवैज्ञानिक युग से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है। उनमें   पीएच   और टाइपोमोर्फिक आयनों के अनुपात ऊपर दिए गए लोगों से भिन्न होंगे। नतीजतन, ध्यान देने योग्य सामग्री वाला पानी बनता है। अतः ४ -   और Сl -, और cations प्रबल हो सकता है ना +   ध्यान देने योग्य शेयर के साथ Mg ++। कुल नमक सामग्री, खनिज, भी बढ़ रही है। बाइकार्बोनेट की सामग्री के आधार पर, ऐसे जल का पीएच मान औसत से भिन्न होता है पीएच 7 ± 0.5   को पीएच 8 ± 0.5और कठोरता हमेशा अधिक होती है 10 ° डीजीएच। क्षारीय पानी में, पीएच\u003e 9 पर, मुख्य उद्धरण हमेशा रहेंगे Mg ++   और ना +   ध्यान देने योग्य पोटेशियम सामग्री के साथ सा ++ चूना पत्थर के रूप में उपजी है। इस संबंध में, ग्रेट अफ्रीकन रिफ्ट वैली का पानी, जिसकी विशेषता तथाकथित है। सोडा लार। इसके अलावा, यहां तक \u200b\u200bकि विक्टोरिया, मलावी और तांगानिका झील जैसे दिग्गजों के पानी में वृद्धि हुई खनिज और बाइकार्बोनेट्स की इतनी अधिक मात्रा होती है कि उनके पानी में कार्बोनेट "कठोरता" कुल कठोरता से अधिक हो जाती है: dKH\u003e dGH।

СО 2 + Н 2 О↔Н + + НСО 3 - Н2Н + + СО 3 -

उन क्षेत्रों में जहां अपक्षय की परत युवा होती है और इसमें चूना पत्थर होता है ( काको ३), कार्बन डाइऑक्साइड संतुलन समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca ++ + 2 HCO 3 -

इस समीकरण के लिए बड़े पैमाने पर कार्रवाई (ऊपर देखें) के कानून को लागू करना और उस पर ध्यान देना \u003d कॉन्स्ट   और \u003d कॉन्स्ट   (ठोस चरण), हम प्राप्त करते हैं:

  2 / \u003d K CO2

जहाँ के CO2   कार्बन डाइऑक्साइड संतुलन की निरंतरता है।

यदि सक्रिय पदार्थों की सांद्रता मिलीमोल (एमएम, 10 -3 एम) में व्यक्त की जाती है, तो के CO2   \u003d 34.3। समीकरण से के CO2   हाइड्रोकार्बोनेट अस्थिरता दिखाई देती है: अनुपस्थिति में सीओ 2 , यानी। पर =0 , समीकरण का कोई मतलब नहीं है। कार्बन डाइऑक्साइड की अनुपस्थिति में, हाइड्रोकार्बन का विघटन होता है सीओ 2   और क्षारीय पानी: HCO 3 - → ओएच - + सीओ 2। सामग्री मुक्त सीओ 2   ("निर्जीव" पानी के लिए यह बहुत ही नगण्य है), जो एक स्थिर स्तर पर बाइकार्बोनेट की सांद्रता की स्थिरता सुनिश्चित करता है पीएचसंतुलन कार्बन डाइऑक्साइड कहा जाता है -   आर। यह हवा में और साथ कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री के साथ जुड़ा हुआ है dKN   पानी: वृद्धि के साथ dKN   बढ़ जाती है और संख्या [सीओ २] पी। सामग्री सीओ 2   प्राकृतिक जल में, एक नियम के रूप में, यह संतुलन के करीब है, और यह उनकी विशेषता है, न कि मूल्य dKH, डीजीएच   और पीएच   अक्सर एक्वैरियम के पानी से प्राकृतिक जल की स्थिति को अलग करता है। समीकरण को हल करना कश्मीर सीओ 2   के बारे में सीओ 2, आप संतुलन कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता निर्धारित कर सकते हैं:

  p \u003d 2 / K CO2

चूंकि मीठे पानी के जलीय जीवों में सामान्य कठोरता, कार्बोनेट "कठोरता" और अम्लता की अवधारणाएं पंथ हैं, इसलिए यह दिलचस्प है कि समीकरण:

के 1 \u003d /
और
K CO2 \u003d 2 /

उन्हें एक प्रणाली में संयोजित करें। भाग देनेवाला के CO2   पर कश्मीर 1 , हम सामान्यीकृत समीकरण प्राप्त करते हैं:

K CO2 / K 1 \u003d /

उसको याद करो   और पीएच   विलोम अनुपात को जोड़ती है। फिर अंतिम समीकरण दिखाता है कि पैरामीटर: डीजीएच, dKH   और पीएच   सीधे अनुपात में जुड़ा हुआ है। इसका मतलब यह है कि गैस संतुलन के करीब एक राज्य में, एक घटक की एकाग्रता में वृद्धि से बाकी की एकाग्रता में वृद्धि होगी। तुलना करते समय यह गुण स्पष्ट रूप से दिखाई देता है रासायनिक संरचना   विभिन्न क्षेत्रों के प्राकृतिक जल: कठिन जल के उच्च मूल्य हैं पीएच   और dKN.

मछली के लिए इष्टतम सामग्री सीओ 2 1-5 मिलीग्राम / एल बनाता है। 15 मिलीग्राम / एल से अधिक की एकाग्रता मछलीघर मछली की कई प्रजातियों के स्वास्थ्य के लिए खतरनाक है (नीचे देखें)।

इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड संतुलन के संदर्भ में, सामग्री सीओ 2   प्राकृतिक जल में हमेशा के लिए करीब है आर.

4. पानी की मात्रा और घुलनशीलता के बारे में

मछलीघर का पानी सामग्री में संतुलन नहीं है सीओ 2   सिद्धांत रूप में। कार्बन डाइऑक्साइड माप के साथ सीओ 2-टेस्ट आपको कुल कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री निर्धारित करने की अनुमति देता है -   समाज, जिसका मूल्य, एक नियम के रूप में, संतुलन कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता से अधिक है -   कुल\u003e पी। इस अतिरिक्त को गैर-संतुलन कार्बन डाइऑक्साइड कहा जाता है -   नेर। तो

  ner \u003d कुल - पी

कार्बन डाइऑक्साइड के दोनों रूप - संतुलन और कोई नहीं, दोनों ही, मापने योग्य नहीं हैं, लेकिन केवल गणना किए गए पैरामीटर हैं। यह गैर-संतुलन कार्बन डाइऑक्साइड है जो जलीय पौधों की सक्रिय प्रकाश संश्लेषण प्रदान करता है और दूसरी ओर, मछलियों की अलग-अलग प्रजातियों को रखने पर समस्याएं पैदा कर सकता है। एक अच्छी तरह से संतुलित मछलीघर में, कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री में प्राकृतिक रूप से उतार-चढ़ाव के कारण इसकी एकाग्रता में गिरावट नहीं होती है   आरऔर मछलीघर पानी बफर की क्षमताओं से अधिक नहीं है। जैसा कि अगले अध्याय में दिखाया जाएगा, इन दोलनों का आयाम अधिक नहीं होना चाहिए ± 0.5 आर। लेकिन अधिक से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री में वृद्धि के साथ 0.5 आरदावा किए गए घटकों की गतिशीलता सीओ 2-सिस्टम - डीजीएच, dKH   और पीएच, प्राकृतिक से बहुत अलग होगा: सामान्य कठोरता ( डीजीएच) इस स्थिति में गिरते मूल्यों की पृष्ठभूमि के खिलाफ बढ़ जाती है पीएच   और dKN। यह ऐसी स्थिति है जो प्राकृतिक रूप से एक्वैरियम के पानी को प्राकृतिक रूप से अलग कर सकती है। वृद्धि होती है डीजीएच   चूना पत्थर की मिट्टी के विघटन के परिणामस्वरूप। इस तरह के पानी में, मछली के शरीर में गैस विनिमय की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को लगाया जा सकता है, विशेष रूप से, उन्मूलन सीओ 2, और परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया पैथोलॉजिकल प्रक्रियाएं अक्सर स्थिति का आकलन करने में त्रुटियों का कारण बनती हैं (नीचे देखें)। समुद्री चट्टान एक्वैरियम में, इस तरह के पानी को ताजा उपजी भंग कर सकते हैं काको ३   हार्ड कोरल कंकाल, चोट की जगह पर, जिसमें कंकाल से पॉलिप की टुकड़ी और अन्य तरीकों से मछलीघर की भलाई के साथ जानवर की मौत हो सकती है।

पानी के पौधों की एक बहुतायत के साथ, प्रकाश में जब स्थिति संभव होती है   समाज<р । इस मामले में, पौधे एक दयनीय अस्तित्व को बाहर निकाल देंगे, और पानी अवसादन के लिए प्रवण होगा। काको ३, विशेष रूप से परिपक्व पत्तियों पर। इसलिए, जलीय पौधों को उगाने के लिए एक्वैरियम में बनाए रखने की सिफारिश की जाती है   नेर< 3 – 5 мг/л । बाद की असमानता भी समुद्री जल प्रवाल भित्तियों की विशेषता है। समुद्रशास्त्र में, इस स्थिति को तथाकथित द्वारा वर्णित किया गया है कैल्शियम कार्बोनेट का जल संतृप्ति सूचकांक। इस तरह के वातावरण में, कोरल पॉलीप्स के शरीर में सहजीवन ज़ोक्सांथेला की प्रकाश संश्लेषण इस असमानता को और बढ़ाता है, जो अंततः बयान की ओर जाता है काको ३   और पॉलीप के कंकाल की वृद्धि। दुर्भाग्य से, यह पैरामीटर अभी तक समुद्री जलीय जीवों में नहीं पाया गया है। चूना पत्थर घुलनशीलता के महत्व को देखते हुए काको ३अधिक विस्तार से इस प्रक्रिया के रसायन विज्ञान से परिचित हों।

जैसा कि आप जानते हैं, किसी भी पदार्थ के क्रिस्टल के घोल से होने वाली वर्षा इसके तथाकथित से शुरू होती है संतृप्त सांद्रता जब पानी अब इस पदार्थ को शामिल करने में सक्षम नहीं है। अवक्षेप (ठोस चरण) के ऊपर जलीय घोल हमेशा पदार्थ के आयनों के साथ संतृप्त किया जाएगा, भले ही इसकी घुलनशीलता की परवाह किए बिना, और ठोस चरण के साथ रासायनिक संतुलन की स्थिति में होगा। चूना पत्थर के लिए, यह समीकरण द्वारा व्यक्त किया गया है: CaCO 3 (टीवी) \u003d Ca ++ + CO 3 - (समाधान)। सामूहिक कार्रवाई के कानून को लागू करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:   (आरआर) / (टीवी।) \u003d के। जैसे   (टीवी।) \u003d कास्ट   (ठोस चरण) तब   (आरआर) \u003d के। क्योंकि अंतिम समीकरण पदार्थ के विघटन की क्षमता को दर्शाता है, फिर मुश्किल घुलनशील पदार्थों के संतृप्त आयन सांद्रता के ऐसे उत्पाद को घुलनशीलता उत्पाद कहा जाता है - राजभाषा   (पानी के आयनिक उत्पाद के साथ तुलना करें करने के लिए).

पीआरसीओ 3 \u003d \u003d 5 10 -9। पानी के आयनिक उत्पाद की तरह, PR CaCO3   कैल्शियम आयनों और कार्बोनेटों की एकाग्रता में परिवर्तन की परवाह किए बिना, स्थिर रहता है। फिर, अगर मछलीघर की मिट्टी में चूना पत्थर है, तो कार्बोनेट आयन हमेशा पानी में मौजूद मात्रा में निर्धारित होंगे PR CaCO3   और सामान्य कठोरता:

  \u003d PR CaCO3 /

पानी में noquilibrium कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति में, प्रतिक्रिया होती है:

СО 3 - + СО 2 + Н 2 О \u003d 2НСО 3 -

जो कार्बोनेट आयनों की संतृप्त एकाग्रता को कम करता है [CO 3 -]। परिणामस्वरूप, घुलनशीलता उत्पाद के अनुसार, प्रतिपूरक मात्रा पानी में प्रवेश करेगी СО 3 -   से काको ३, यानी। चूना गलने लगेगा। जैसे СО 2 + Н 2 О \u003d Н + + НСО 3 -उपरोक्त समीकरण का अर्थ अधिक सटीक रूप से तैयार किया जा सकता है: СО 3 - + Н + \u003d НСО 3 -। अंतिम समीकरण से पता चलता है कि पानी में कार्बोनेट के अनुसार हैं PR CaCO3एसिड को बेअसर करें ( ह +) विघटन पर गठित सीओ 2जिसके परिणामस्वरूप पीएच   पानी अपरिवर्तित रहता है। इस प्रकार, हम धीरे-धीरे बातचीत शुरू करने के लिए आए:

5. CARBONATE BUFFER सिस्टम

समाधान को बफर कहा जाता है यदि उनके दो गुण हैं:

और:   संकेतक मूल्य पीएच समाधान उनकी एकाग्रता पर या कमजोर पड़ने की डिग्री पर निर्भर नहीं करते हैं।

बी:   एसिड जोड़ते समय ( ह +), या क्षार ( ओह -), उनके सूचक का मूल्य पीएच   छोटे परिवर्तन जब तक बफर समाधान के घटकों में से एक की एकाग्रता आधे से अधिक नहीं बदल जाती है।

ये गुण एक कमजोर एसिड और इसके नमक से युक्त घोलों से होते हैं। मछलीघर अभ्यास में, इस तरह के एक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड है, और इसका प्रमुख नमक कैल्शियम बाइकार्बोनेट है - सीए (एनएसओ 3) 2। दूसरी ओर, सामग्री में वृद्धि सीओ 2   ऊपर संतुलन पानी में एसिड जोड़ने के बराबर है - ह +और संतुलन के नीचे इसकी सांद्रता में कमी क्षार के अतिरिक्त के बराबर है - ओह -   (हाइड्रोकार्बन का अपघटन - ऊपर देखें)। एसिड या क्षार की मात्रा जिसे बफर समाधान (मछलीघर पानी) में जोड़ा जाना चाहिए ताकि संकेतक का मूल्य हो पीएच   1 इकाई द्वारा परिवर्तित, जिसे बफर क्षमता कहा जाता है। यह इस प्रकार है पीएच   अपनी बफर क्षमता समाप्त होने से पहले मछलीघर का पानी बदलना शुरू हो जाता है, लेकिन जब बफर क्षमता समाप्त हो जाती है, पीएच   पहले से ही एसिड या क्षार की मात्रा के बराबर परिवर्तन। बफर सिस्टम का आधार तथाकथित है ले चेटेलियर सिद्धांत: रासायनिक संतुलन हमेशा लागू कार्रवाई के विपरीत दिशा में बदलता है। गुणों पर विचार करें एक   और बी   बफर सिस्टम।

ए   स्वतंत्रता पीएच   उनकी एकाग्रता से बफर समाधान हेंडरसन-हसेबलब समीकरण से लिया गया है: पीएच \u003d पीके 1 + लॉग /। फिर अलग-अलग सांद्रता में एनएसओ 3 -   और सीओ 2   उनका रवैया /   अपरिवर्तित हो सकता है। इसलिए उदाहरण के लिए / = 20/8 = 10/4 = 5/2 = 2,5/1 = 0,5/0,2 = 2,5 , - अर्थात कार्बोनेट "कठोरता" के मूल्य में भिन्न भिन्न जल dKN   और सामग्री सीओ 2, लेकिन उन्हें उसी अनुपात में रखने पर समान संकेतक मान होगा पीएच   (अध्याय 2 भी देखें)। इस तरह के पानी आत्मविश्वास की बफर क्षमता में भिन्न होंगे: बफर सिस्टम के घटकों की एकाग्रता जितनी अधिक होगी, इसकी बफर क्षमता और इसके विपरीत उतना ही अधिक होगा।

एक्वैरिस्ट्स बफर सिस्टम की इस संपत्ति का सामना करते हैं, आमतौर पर वसंत और शरद ऋतु की बाढ़ की अवधि के दौरान, अगर पानी के सेवन स्टेशनों को आर्टेशियन पानी के बजाय सतह के साथ आपूर्ति की जाती है। ऐसे समय में, पानी की बफर क्षमता इतनी कम हो सकती है कि मछलियों की कुछ प्रजातियां पारंपरिक घने रोपण का सामना नहीं करती हैं। फिर कहानियाँ रहस्यमय बीमारियों के बारे में शुरू होती हैं, जो उदाहरण के लिए, एक स्केलर, या तलवारबाज हैं और जिसके खिलाफ सभी दवाएं शक्तिहीन हैं।

बी। हम मछलीघर के पानी के तीन बफर सिस्टम के बारे में बात कर सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक इसकी सीमा में स्थिर है पीएच:

1 . पीएच<8,3 СО 2 /НСО 3 -   बाइकार्बोनेट बफर

2. पीएच \u003d 8.3 एनएसओ 3 -   बाइकार्बोनेट बफर

3. पीएच\u003e 8.3 एचसीओ 3 - / सीओ 3 - कार्बोनेट बफर।

अपनी संपत्ति पर विचार करें बी   दो संस्करणों में: var। बी 1   - बढ़ती सामग्री के साथ सीओ 2   और संस्करण। बी 2   - इसकी सामग्री में कमी के साथ।

बी 1। एकाग्रता सीओ 2   बढ़ जाती है (तंग फिट, बहुत पुराना पानी, स्तनपान)।

एसिड गुण सीओ 2   हाइड्रोजन आयनों के निर्माण में प्रकट ह +   पानी के साथ बातचीत करते समय: СО 2 + Н 2 О → Н + + НСО 3 -। फिर एकाग्रता में वृद्धि सीओ 2   हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में वृद्धि के लिए टैंटामाउंट ह +। ले चेटेलियर सिद्धांत के अनुसार, यह तटस्थता की ओर ले जाएगा। ह +। इस मामले में, बफर सिस्टम निम्नानुसार काम करते हैं।

कार्बोनेट बफर ३ : कार्बोनेट मिट्टी की उपस्थिति में, हाइड्रोजन आयन पानी में मौजूद कार्बोनेट द्वारा अवशोषित हो जाएंगे: Н + + СО 3 - → НСО 3 -। इस प्रतिक्रिया का परिणाम विघटन होगा। काको ३   मिट्टी (ऊपर देखें)।

बाइकार्बोनेट बफर 1 - 2 : प्रतिक्रिया द्वारा एच + + एचसीओ ३ - → सीओ २ + एच २ ओ। स्थिरता पीएच   कार्बोनेट "कठोरता" को कम करके प्राप्त किया जाएगा dKN, और परिणाम को हटाने सीओ 2   - या तो प्रकाश संश्लेषण के कारण, या हवा में इसके प्रसार के कारण (उचित वातन के साथ)।

यदि अतिरिक्त का स्रोत सीओ 2   तब मूल्य को घटाकर समाप्त नहीं किया जाएगा dKN   मूल से दो बार, पीएच   बफर क्षमता में सहवर्ती गिरावट और कुल कठोरता में वृद्धि के साथ पानी घटने लगेगा। जब संकेतक का मूल्य पीएच   1 यूनिट की कमी से बफर सिस्टम की क्षमता समाप्त हो जाएगी। मूल्य पर पीएच \u003d 6.5   शेष बाइकार्बोनेट की सामग्री = , और कब पीएच<6   बाइकार्बोनेट केवल एक ट्रेस के रूप में मौजूद होंगे।

कुल स्थिरता पीएच   कम करने की कीमत पर भुगतान किया जाएगा dKN, वृद्धि डीजीएच   और पानी की बफर क्षमता खर्च करना। ऐसा पानी पहले से ही प्राकृतिक पानी से बहुत अलग होगा (ऊपर देखें) और इसमें हर मछली जीवित नहीं रह सकती। एक्वेरियम अभ्यास में, 4 ° से संबंधित बाइकार्बोनेट की मात्रा को आदर्श की निचली सीमा माना जाता है dKN। यह जोड़ा जा सकता है कि कई एक्वैरियम मछली प्रजातियों के लिए (viviparous, angelfish, atherin, आदि), कार्बोनेट में कमी "कठोरता" 2 ° से नीचे है dKN   दुखद रूप से समाप्त हो सकता है। लेकिन एक ही समय में, कई छोटे हरकिन, रासीबी, आईरिस, इस तरह के पानी को सहन करते हैं।

बी 2। विपरीत प्रक्रियाएं - कम सामग्री के कारण पानी का क्षारीकरण सीओ 2   संतुलन के नीचे एक मछलीघर में - पौधों के सक्रिय प्रकाश संश्लेषण के साथ संभव है, या बेकिंग सोडा के रूप में पानी में बाइकार्बोनेट के कृत्रिम परिचय के साथ - नाहको ३। फिर, ले चेटेलियर सिद्धांत के अनुसार, यह मछलीघर के पानी के बफर सिस्टम की ओर से अगली प्रतिक्रिया को जन्म देगा।

बाइकार्बोनेट बफर 1 : स्थिरता पीएच   हाइड्रोकार्बन के पृथक्करण के कारण बनाए रखा जाएगा: HCO 3 - → H + CO 3 -। फिर, सामग्री में कमी के बाद

सीओ 2बाइकार्बोनेट की मात्रा आनुपातिक रूप से कम हो जाएगी, और अनुपात का मूल्य [एनएसओ ३ -] /   स्थिर रहें (संपत्ति A, Henderson-Hasselbalch समीकरण देखें)। कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम होने के साथ 0.5 आरसूचक का मान पीएचबढ़ना शुरू हो जाता है और बढ़ सकता है पीएच \u003d 8.3। इस मूल्य पर पहुंचने पर, बाइकार्बोनेट बफर 1 अपनी क्षमताओं को समाप्त कर देता है, क्योंकि इस तरह के पानी में   सीओ 2   व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित।

बाइकार्बोनेट बफर २   मान रखता है पीएच \u003d 8.3। यह आंकड़ा सूत्र से निम्नानुसार है   [H +] \u003d 1K 1 K 2जहाँ के १   और के २   - कार्बोनिक एसिड के विघटन के 1 और 2 स्थिरांक (ऊपर देखें)। तब:

pH \u003d -lg \u003dK 1 K 2 \u003d -lg 4 (4 10 -7) (5.6 10 -11) \u003d 8.3

यानी अर्थ पीएच   किसी भी बाइकार्बोनेट का समाधान लगातार अधिक नहीं होता है पीएच \u003d 8.3   और इन पदार्थों की बहुत ही रासायनिक प्रकृति का परिणाम है।

अभाव में सीओ 2   हाइड्रोकार्बन समीकरण के अनुसार विघटित होते हैं:

HCO 3 - → CO 2 + OH -पानी और स्रावित करना सीओ 2वह पौधे खपत करते हैं। लेकिन, वही बाइकार्बोनेट बेअसर हो जाता है ओह -   योजना के अनुसार: HCO 3 - → CO 3 - + H +; और एच + + ओएच - → एच २ ओ। इसलिए, पीएच मान स्थिर रहेगा, जो कुल समीकरण को दर्शाता है:

2Gरोज 3 - → СО 3 - + СО 2 + Н 2 О

स्थिरता पीएच   बाइकार्बोनेट की मात्रा को कम करके फिर से प्राप्त किया, अर्थात्। पानी की बफर क्षमता को कम करके। हालाँकि एक्वेरियम टेस्ट dKNविश्लेषण पद्धति की विशेषताओं के कारण यह कमी महसूस नहीं होती है।

चूंकि बाइकार्बोनेट आयन अम्लीय और बुनियादी दोनों प्रकार में अलग करने की क्षमता रखता है, अर्थात: HCO 3 - → H + CO 3 -और   HCO 3 - → ओएच - + सीओ 2फिर कार्बोनेट "कठोरता" dKN   (हाइड्रोकार्बन सामग्री) भी एक बफर सिस्टम है।

पानी में बिकारबोनिट का कृत्रिम परिचय (आमतौर पर बेकिंग सोडा के रूप में) कभी-कभी ग्रेट अफ्रीकी झीलों और समुद्री एक्वैरियम में सेक्लाइड को रखते समय अभ्यास किया जाता है। इस मामले में, दो रणनीतियों को लागू किया जाता है: मछलीघर पानी की बफर क्षमता में वृद्धि और संकेतक के मूल्य में वृद्धि पीएच   8.3 तक।

यदि मात्रा सीओ 2   एक्वैरियम पानी में और कमी आएगी, तब जब इसकी सामग्री आधी हो जाएगी, तो संतुलन की तुलना में, पीएच   पानी का उठना शुरू हो जाएगा। सूचक की अधिकता में पीएच   अर्थ पीएच \u003d 8.3, कार्बन डाइऑक्साइड पानी से गायब हो जाता है, और अकार्बनिक कार्बन का प्रतिनिधित्व केवल बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट द्वारा किया जाता है।

कार्बोनेट बफर ३ । जब कार्बोनेट घुलनशीलता उत्पाद के अनुरूप सांद्रता को पार कर जाता है \u003d PR CaCO3 /, पानी में क्रिस्टल बनने लगेंगे काको ३। मुख्य और एकमात्र उपभोक्ता के बाद से सीओ 2 मीठे पानी के मछलीघर में जलीय पौधे होते हैं, फिर विचाराधीन प्रक्रियाएं मुख्य रूप से हरे पत्ते की सतह पर होती हैं। बढ़ने के साथ पीएच\u003e 8.3   परिपक्व पत्तियों की सतह चूने की पपड़ी से ढंकनी शुरू हो जाएगी, जो शैवाल के विकास के लिए एक अद्भुत सब्सट्रेट है। बाइंडिंग कार्बोनेट СО 3 -का गठन काको ३   स्थिरता भी बनाए रखता है पीएच। हालांकि, आयनों की अनुपस्थिति में सा ++   (बहुत नरम पानी में), सक्रिय प्रकाश संश्लेषण के साथ, कार्बोनेट की एकाग्रता में वृद्धि से संकेतक के मूल्य में वृद्धि होगी पीएच   कार्बोनेट के हाइड्रोलिसिस के कारण: СО 3 - + Н 2 О → ОН - + НСО 3 -.

सूचक के मूल्य में वृद्धि के साथ पीएच   1 यूनिट द्वारा, मूल के साथ तुलना में, पानी की बफर क्षमता समाप्त हो जाएगी, और सामग्री में निरंतर कमी के साथ सीओ 2सूचक का मान पीएच   जल्दी से जोखिम भरा हो सकता है पीएच\u003e 8.5। नतीजतन, सामग्री में गिरावट सीओ 2   एक्वैरियम पानी में पीएच कठोरता में वृद्धि के साथ कुल कठोरता में मामूली कमी होगी। इस तरह के पानी में (भी दृढ़ता से कोई नहींquilibrium, जैसा कि संस्करण में) बी 1) कई नरम पानी की मछली बहुत असहज महसूस करेगी।

इस प्रकार, पानी की कार्बोनेट बफर प्रणाली पारंपरिक मछलीघर हाइड्रोकेमिकल मापदंडों को जोड़ती है: कुल कठोरता और कार्बोनेट, पीएचसाथ ही सामग्री सीओ 2। एक पंक्ति में डीजीएच - पीएच - डीकेएच - सीओ 2सबसे रूढ़िवादी पैरामीटर है डीजीएच, और सबसे अस्थिर - सीओ 2। परिवर्तन की डिग्री के द्वारा डीजीएच, पीएच   और विशेष रूप से dKH   आसुत, वातित नल के पानी की तुलना में, एक मछलीघर में श्वसन और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं के तनाव की डिग्री का अनुमान लगा सकता है। एक्वेरियम पानी की बफर क्षमता का थकावट उस और दूसरी दिशा में, इसलिए अवशोषित करने की क्षमता बदल जाती है सीओ 2कि यह संपत्ति अक्सर इसे सामग्री में एक बहुत अधिक मात्रा में नहीं ले जाती है सीओ 2   और प्राकृतिक रूप से अलग है। मछली द्वारा निकाले जाने वाले एक्वेरियम के पानी को अवशोषित करने की क्षमता बदलना सीओ 2, इसके हटाने में मछली जीव की शारीरिक क्षमताओं को पार कर सकता है। चूंकि यह मछलीघर की मछली की आबादी के स्वास्थ्य को प्रभावित करता है, इसलिए आपको शारीरिक कार्रवाई की सुविधाओं से परिचित होना चाहिए सीओ 2   मछली के शरीर पर।

© अलेक्जेंडर यानोकिन, 2005
© एक्वा लोगो, 2005

विचार करने से पहले रासायनिक गुण   कार्बन डाइऑक्साइड, इस यौगिक की कुछ विशेषताओं का पता लगाते हैं।

सामान्य जानकारी

भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, यह यौगिक गैसीय अवस्था में है। बढ़ते दबाव के साथ, आप इसे एक तरल अवस्था में स्थानांतरित कर सकते हैं। इस गैस का कोई रंग नहीं है, गंधहीन है, इसमें हल्का खट्टा स्वाद है। तरलीकृत कार्बन डाइऑक्साइड ईथर या शराब के लिए अपने बाहरी मापदंडों के समान एक बेरंग, पारदर्शी, आसानी से मोबाइल एसिड है।

कार्बन डाइऑक्साइड का सापेक्ष आणविक भार 44 g / mol है। यह हवा से लगभग 1.5 गुना अधिक है।

तापमान को -78.5 डिग्री सेल्सियस तक कम करने के मामले में, उसका गठन चाक के समान कठोरता में होता है। इस पदार्थ के वाष्पीकरण पर, गैसीय कार्बन मोनोऑक्साइड बनता है (4)।

गुणवत्ता की प्रतिक्रिया

कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक गुणों को ध्यान में रखते हुए, इसकी गुणात्मक प्रतिक्रिया को उजागर करना आवश्यक है। चूने के पानी के साथ इस रसायन के संपर्क में कैल्शियम कार्बोनेट के एक बादल अवक्षेपण का निर्माण होता है।

कैवेंडिश ऐसी विशेषता की खोज करने में कामयाब रहा भौतिक गुण   कार्बन मोनोऑक्साइड (4), दोनों पानी में घुलनशीलता, और उच्च विशिष्ट गुरुत्व।

Lavoisier किया गया था जिसके दौरान उन्होंने पेंच के ऑक्साइड से शुद्ध धातु को अलग करने की कोशिश की।

इस तरह के अध्ययनों के परिणामस्वरूप पहचाने गए कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक गुणों ने इस यौगिक के कम करने वाले गुणों की पुष्टि की है। Lavoisier, जब कार्बन मोनोऑक्साइड (4) के साथ लीड ऑक्साइड को शांत करते हुए, धातु प्राप्त करने में कामयाब रहा। यह सुनिश्चित करने के लिए कि दूसरा पदार्थ कार्बन मोनोऑक्साइड (4) है, उसने गैस के माध्यम से चूने के पानी को पारित किया।

कार्बन डाइऑक्साइड के सभी रासायनिक गुण इस यौगिक की अम्लीय प्रकृति की पुष्टि करते हैं। पृथ्वी के वातावरण में, यह यौगिक पर्याप्त मात्रा में निहित है। पृथ्वी के वायुमंडल में इस यौगिक के व्यवस्थित विकास के साथ, गंभीर जलवायु परिवर्तन संभव है (ग्लोबल वार्मिंग)।

यह कार्बन डाइऑक्साइड है जो वन्यजीवों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि यह रासायनिक पदार्थ जीवित कोशिकाओं के चयापचय में सक्रिय भाग लेता है। यह इस रासायनिक यौगिक है जो जीवित जीवों की श्वसन से जुड़ी विभिन्न ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं का परिणाम है।

पृथ्वी के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड जीवित पौधों के लिए मुख्य कार्बन स्रोत है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया (प्रकाश में) में, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया होती है, जो ग्लूकोज के गठन के साथ होती है, वायुमंडल में ऑक्सीजन की रिहाई होती है।

कार्बन डाइऑक्साइड में विषाक्त गुण नहीं होते हैं, यह श्वास का समर्थन नहीं करता है। वातावरण में इस पदार्थ की बढ़ी हुई एकाग्रता के साथ, एक व्यक्ति सांस लेता है, गंभीर सिरदर्द दिखाई देता है। जीवित जीवों में, कार्बन डाइऑक्साइड का एक महत्वपूर्ण शारीरिक महत्व है, उदाहरण के लिए, संवहनी स्वर के नियमन के लिए यह आवश्यक है।

प्राप्त करने की सुविधाएँ

औद्योगिक पैमाने पर, कार्बन डाइऑक्साइड को ग्रिप गैस से उत्सर्जित किया जा सकता है। इसके अलावा, सीओ 2 डोलोमाइट, चूना पत्थर के अपघटन का एक उप-उत्पाद है। कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन के लिए आधुनिक प्रतिष्ठानों में ईथेनमाइन के जलीय घोल का उपयोग होता है, जो ग्रिप गैस में निहित गैस को सोखता है।

प्रयोगशाला में, कार्बन डाइऑक्साइड को एसिड के साथ कार्बोनेट या बाइकार्बोनेट की बातचीत द्वारा जारी किया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड अनुप्रयोग

एसिड ऑक्साइड   एक बेकिंग पाउडर या परिरक्षक के रूप में उद्योग में उपयोग किया जाता है। उत्पाद पैकेजिंग पर, यह यौगिक E290 के रूप में इंगित किया गया है। तरल रूप में, आग बुझाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग आग बुझाने के लिए किया जाता है। कार्बन मोनोऑक्साइड (4) का उपयोग स्पार्कलिंग पानी और नींबू पानी पीने के लिए किया जाता है।