Przejdź do treści
AkwariumAkwarium, oczko wodne i akwaponika

Chemia wody

Tabela CO₂ z KH i pH: kalkulator CO₂ w akwarium roślinnym

„Tabela CO₂” z forów liczy 3 × KH × 10^(7 − pH). Ten kalkulator liczy CO₂ z równowagi kwasu węglowego i pokazuje, że przy 25 °C CO₂ jest w wodzie o ok. 20% więcej, niż podaje tabela.

Kalkulator

Z testu kropelkowego. Wynik w mg/l CaCO₃ albo mval/l przeliczysz na °dKH w przeliczniku twardości. policz w: Przelicznik twardości wody: raport wodociągów (mg/l CaCO₃) na °dGH i °dKH → Mierz zawsze o tej samej porze. Gdy CO₂ jest podawane, pH spada: pomiar sprzed włączenia CO₂ i po nim to dwie różne liczby. Dwa pomiary tej samej stałej chemicznej. Dają nieco inne wyniki: możesz porównać oba. Liczba 3 z tabel krążących na forach: praktyczna reguła społeczności akwarystów, a nie wynik pomiaru. Jest polem, a nie stałą, bo służy tylko do porównania.
Wynik przykładowe wartości
22,8 mg/l
Według „tabeli CO₂”: 19 mg/l · Różnica względem tabeli: 19,7% · Współczynnik, który pasuje do tej temperatury: 3,59 · pK₁ w tej temperaturze: 6,36 · Wodorowęglany (HCO₃⁻): 87 mg/l

Co oznacza wynik?

To stężenie dwutlenku węgla rozpuszczonego w wodzie, wyliczone z KH i pH: nie zmierzone. CO₂ zakwasza wodę tym mocniej, im słabszy jest bufor (KH), więc z tych dwóch liczb da się odtworzyć trzecią. Działa to tylko wtedy, gdy jedynym kwasem obniżającym pH jest kwas węglowy. Korzenie, torf, liście ketapangu i podłoża aktywne też obniżają pH: wtedy kalkulator, tak jak każda tabela CO₂, pokazuje więcej CO₂, niż jest naprawdę.

Wzór

CO₂ [mg/l] = KH × 0,3566 × 10^(pK₁ − pH) × 44,009; pK₁ = 3405/T + 0,0328·T − 14,84

KH w °dKH; 0,3566 mmol/l wodorowęglanów na 1 °dKH (definicja stopnia niemieckiego); 44,009 g/mol: masa molowa CO₂; T: temperatura w kelwinach (°C + 273,2). Równanie pK₁ Harneda i Davisa (1943). „Tabela CO₂” zastępuje to wszystko jedną liczbą: CO₂ ≈ 3 × KH × 10^(7 − pH).

Przykład

KH 4 °dKH, pH 6,8, woda 25 °C. Równanie Harneda i Davisa daje pK₁ = 6,3595, a z tego 22,8 mg/l CO₂. „Tabela” ze współczynnikiem 3 podaje 19 mg/l, czyli CO₂ jest naprawdę o 20% więcej, niż mówi tabela. Żeby tabela zgadzała się z równowagą przy 25 °C, jej współczynnik musiałby wynosić 3,59, a nie 3.

Tabela CO₂ (mg/l) z KH i pH przy 25 °C: pogrubione: z równowagi kwasu węglowego; w nawiasie: z „tabeli” ze współczynnikiem 3

KHpH 6,4pH 6,6pH 6,8pH 7pH 7,2pH 7,4
2 °dKH28,6 (23,9)18 (15,1)11,4 (9,5)7,2 (6)4,5 (3,8)2,9 (2,4)
3 °dKH42,9 (35,8)27,1 (22,6)17,1 (14,3)10,8 (9)6,8 (5,7)4,3 (3,6)
4 °dKH57,2 (47,8)36,1 (30,1)22,8 (19)14,4 (12)9,1 (7,6)5,7 (4,8)
5 °dKH71,5 (59,7)45,1 (37,7)28,5 (23,8)18 (15)11,3 (9,5)7,1 (6)
6 °dKH85,8 (71,7)54,1 (45,2)34,1 (28,5)21,5 (18)13,6 (11,4)8,6 (7,2)
8 °dKH114,4 (95,5)72,2 (60,3)45,5 (38)28,7 (24)18,1 (15,1)11,4 (9,6)

Tej tabeli nikt nie przepisywał ręcznie: każdą komórkę liczy ten sam silnik, który odpowiada w kalkulatorze powyżej. Dlatego tabela nie może się z nim nie zgadzać, a test przerywa budowę serwisu, jeśli ktoś spróbuje wpisać ją ręcznie.

Skąd się bierze „tabela CO₂” i dlaczego zaniża wynik

CO₂ rozpuszczony w wodzie, wodorowęglany (to one tworzą KH) i jony wodorowe (to one decydują o pH) są ze sobą w równowadze. Znając dwie z tych wielkości, trzecią dostajesz z rachunku:

[CO₂] = [HCO₃⁻] × 10^(pK₁ − pH)

pK₁ to stała dysocjacji kwasu węglowego, zależna od temperatury. W kalkulatorze domyślne jest równanie Harneda i Davisa (1943).

Współczynnik 3 nie pasuje do żadnej temperatury akwarium

Tabela z forów upraszcza równowagę do CO₂ ≈ 3 × KH × 10^(7 − pH): to praktyczna reguła społeczności akwarystów, a nie wynik pomiaru. Z równowagi wychodzi, że współczynnik powinien wynosić 3,85 przy 20 °C, 3,59 przy 25 °C i 3,4 przy 30 °C. Dlatego tabela zaniża CO₂: przy KH 4, pH 6,8 i 25 °C pokazuje 19 mg/l zamiast 22,8 mg/l. Kto dozuje CO₂ „pod tabelę”, ma w wodzie więcej gazu, niż myśli, a nadmiar CO₂ szkodzi rybom.

Dwa równania, dwie liczby

Źródło, z którego bierzemy równanie Harneda i Davisa, podaje obok konkurencyjne równanie Shedlovsky’ego i MacInnesa (1935). Przy 25 °C pierwsze daje pK₁ = 6,3595, drugie 6,365, a CO₂ różni się o ok. 1,3%. Różnica jest mała, ale istnieje, dlatego możesz przełączyć równanie w polu powyżej.

Drop checker

Drop checker to mała fiolka z roztworem o znanym KH i wskaźnikiem pH, zawieszona w akwarium tak, że między roztworem a wodą zostaje pęcherzyk powietrza. CO₂ przechodzi przez to powietrze do roztworu i zmienia jego kolor. Działa na tej samej zależności KH–pH co ten kalkulator, ale kwasy z korzeni czy podłoża nie dostają się do fiolki. Wada: reaguje z opóźnieniem, więc pokazuje stan sprzed pewnego czasu, a nie tej chwili.

Najczęstsze pytania

Ile CO₂ powinno być w akwarium roślinnym?
Na forach krąży konkretny zakres, ale to praktyczna reguła społeczności akwarystów, a nie wynik pomiaru, dlatego nie podajemy go tu jako normy. Ten kalkulator odpowiada na inne pytanie: ile CO₂ masz naprawdę. Pamiętaj, że „tabela CO₂” pokazuje mniej, niż jest w wodzie, więc zakres liczony z tabeli oznacza w praktyce więcej CO₂.
Czy wystarczy wziąć wynik z tabeli i dodać 20%?
Przy 25 °C prawie się zgadza: równowaga daje o 19,7% więcej niż tabela. Ale ta różnica zależy od temperatury: przy 22 °C to 24,7%, przy 28 °C: 15,5%. Prościej wpisać temperaturę do kalkulatora.
Dlaczego drop checker pokazuje co innego niż kalkulator?
Bo mierzy CO₂ w osobnym roztworze, do którego nie docierają kwasy z korzeni, torfu czy podłoża aktywnego, i robi to z opóźnieniem. Jeśli kalkulator pokazuje wyraźnie więcej CO₂ niż drop checker, podejrzewaj w wodzie inne kwasy niż węglowy.
Mam KH w mg/l CaCO₃. Czy mogę go użyć?
Tak, ale najpierw przelicz na °dKH: 1 °dKH to 17,848 mg/l CaCO₃. Zrobisz to w przeliczniku twardości wody.
Które równanie wybrać?
Domyślne, Harneda i Davisa, w zupełności wystarczy. Drugie pokazuje, że sama stała pK₁ ma niepewność: przy 25 °C wyniki różnią się o ok. 1,3%.

Skąd są liczby na tej stronie

Wszystkie stałe, adresy i daty sprawdzeń: Źródła.

Ostatnia aktualizacja: · Wynik jest szacunkiem: przeczytaj zastrzeżenia.