친애하는 올렉 모신! 나는 당신의 기사 "공기가없는 물 (가스)"을 www.o8ode.ru/article/answer/voda_bez_vozduha_gazov.htm에서 읽었습니다. 제가 직접 질문을하겠습니다. 나는 기본적인 화학 지식을 가진 생물 학자입니다. 문제는 물에 대한 이산화탄소의 용해도에 관한 것입니다. 이 과정의 본질. 용해 된 가스의 일부는 물과 상호 작용하여 탄산을 형성하며,이 탄산은 중탄산염과 수소 이온으로 분리됩니다. 해리 상수, 용해 된 이산화탄소의 함량을 알면 산도 지수와 탄산 함량을 계산할 수 있습니다. 이는 무시해도 좋습니다.

문제는 그것이 기체 상태가 아니기 때문에 물 속에 이산화탄소의 나머지를 유지하는 것입니다. 그렇지 않으면 즉시 증발 할 것입니다. 이 질문에 대한 답을 어디에서 찾을 수 있습니까? 무엇이 물 속에 이산화물 자체를 보유하고 있습니까? 물 분자와 수소 결합을 형성 할 수 있습니까? 전기 음성 원자에 연결된 수소 원자와 자유 쌍 전자 (O, F, N)를 갖는 음전위 원소 사이에 수소 결합이 형성 될 수 있기 때문에?

그리고 또 하나의 질문입니다. pH = 3에서, 해리 반응은 왼쪽으로 이동하고, 탄산은 이산화탄소와 물로 분해된다. 그리고 이산화물도? 이러한 모든 문제는 곤충의 호흡 과정과 tracheol 유체로부터의 이산화탄소의 폭발 방출과 관련이 있습니다. 이산화물을 물로 결합시키고 중탄산염을 형성시키는 과정을 촉매하는 탄산 탈수 효소의 작용은 이러한 문제와 직접 관련이있다. 그러나 탄산 탈수 효소의 수많은 이소 형 중 하나가 역 과정을 촉매한다는 것을 나는 모른다. 카보 헤모글로빈의 경우, 모든 것이 명확합니다. 보어 효과. 그러나 중성자가 혈장에서 폐포에 들어가서 양성자에 결합하는 과정을 유도합니까? 이 과정의 동역학은 무엇입니까?

이 질문들을 명확히하거나 답을 찾는 방향을 명확히한다면 매우 감사 할 것입니다.

근실하게 블라디미르.

일반적으로 내가 아는 한 모든 물에서 이산화탄소의 용해도는 산소의 용해도보다 약 70 배 높고 이산화탄소 흡착 계수가 12.8 인 질소의 용해도보다 150 배 더 높습니다. 이는 100mg의 물에 87ml의 기체의 용해도에 해당합니다. 물론, 예를 들어, CO₂ 여하튼 닫힌 물 클러스터에 묻혀서 붙잡 혔습니다. 그렇지만이 과정은 일어나지 않을 것입니다. 물에 대한 가스의 용해도는 다르고 외부 요인 (온도와 압력, 가스 자체의 성질 및 물과 화학적으로 반응하는 능력)에 따라 달라집니다 (이산화탄소는 화학 반응으로 인해 물에 용해됩니다). 탄산의 형성은 차례로 이온 H +와 HCO - ₃). 그러나 다른 한편으로는 1 %만이₂, 수용액에 존재하며, H 형태로 존재한다₂WITH₃. 이 불일치는 많은 연구자들에 의해 주목되었습니다. 따라서, 화학 방정식의 계산의 편의를 위해, pK_~ pH는 전체 CO로 간주된다₂ 물과 반응한다.

화학 동역학의 관점에서, 이산화탄소를 물에 용해시키는 과정은 다소 복잡합니다. CO₂ 물에 용해되면 평형이 탄산 H₂WITH₃, 중탄산염 부가 가치세₃ - 및 탄산염 CO₃ -.

이 경우의 이온화 상수의 계산은하기 반응식에 따라 수행된다 :

이온화의 첫 단계의 상수는 pK와 같습니다._{a1 =} 4.4 × 10-7,

2 단계 이온화 상수는 pK이다._{A2 =} 5.6 x 10-11,

두 이온화 단계가 탄산 용액에서 평형 상태에 있기 때문에, 제 1 및 제 2 이온화 상수 pK가 결합 될 수있다._a1 및 pK_{대답 2}, 그들을 곱하면 :

pK_a1 x pK_{대답 2} = 4.4 × 10-7 × 5.6 × 10-11 = 2.46 × 10-17

이산화탄소, 중탄산염 및 탄산염의 균형은 pH에 달려 있습니다. 여기서는 Le Chatelier의 원리가 작용합니다. 용액에서 수소 이온의 존재는 매질과 산성 측 (산도 5.5)의 알칼리 반응을 이동시킵니다. 반대로, 시스템에서 양성자를 제거하면 이산화탄소가 탄산염과 중탄산염에서 보충 될 때 반응 평형을 왼쪽으로 이동시킵니다. 따라서 낮은 pH에서는 이산화탄소가 시스템에서 우세하며 실제로 중탄산염과 탄산염이 형성되지 않는 반면 중성 pH에서는 중탄산염이 CO보다 우세하다.₂ 및 H₂콜로라도 주₃. 높은 pH에서만 탄산염이 우세합니다.

탄산 탈수 효소는 CO 수화 과정을 촉매합니다.₂ 및 CO 탈수₂ (약 100 배).

보어 효과에 관해서는, 제가 잘못하지 않았다면, 또 다른 메커니즘 - pH 값의 감소는 산소가 헤모글로빈에 결합하는 것을 감소 ​​시키며, 그 결과 산소가 방출됩니다. 생화학 연구소의 과정에서 보았 듯이, 보어 효과는 헤모글로빈 분자에 아스피린과 히스톤 잔기의 형태로 양성자 결합 자리가 있다는 사실로 설명됩니다. 어떻게 이런 일이 일어나는 지, 나는 확실히 말할 수는 없지만,이 아미노산 잔기가 데 옥시 - 하이드 록시의 형태로 서로 상호 작용할 수 있는지에 대한 본질이있다. 데 옥시 형태에서, 아스파르트 산 잔기는 양성자 화 된 히스티딘 잔기 사이에 결합을 형성 할 수있다. 이 히스티딘 잔기는 높은 pK 값을 갖는다._~, 히스티딘과 아스파르트 산 잔기의 연결은 양성자가 해리되지 못하게하기 때문이다. 그러나 히드 록시 형태의 형태로, 그러한 결합의 형성은 불가능하며 따라서 pK의 값_~ 히스티딘 하이드 록시 형태의 경우, 정상 pK로 복귀한다_~. 따라서 7.4의 혈액 pH에서 히스티딘은 비 양성자 형태로 옥시 헤모글로빈에 존재합니다. 높은 양성자 농도는 히스티딘 데 옥시 형태의 형성 및 결과적으로 산소의 방출에 기여한다. CO 방출₂ 차례로 두 가지 방법으로 헤모글로빈과 산소의 친 화성을 감소시킵니다. 첫째, 일부 CO₂ 중탄산염으로 바뀌어 보어 효과를 담당하는 양성자를 해방시킵니다. 이 중탄산염의 다른 부분은 적혈구에 의해 방출되는 반면, 중탄산염의 나머지 부분은 헤모글로빈과 직접적으로 상호 작용하여 아미노산 잔기의 N- 그룹에 결합하고 불안정한 카 밤산 에스테르 우레탄을 형성합니다. 이 과정에서 양성자가 다시 방출되고, 차례로 산소가 방출됩니다₂ 및 CO 결합₂. 따라서 호흡의 사이클이 발생합니다.

http://www.o8ode.ru/article/learn/ugaz.htm

물 + 이산화탄소

이산화탄소와 물의 활성 반응. 또는 석순을 수족관 식물의 잎에서 자라게하지 않는 방법

왜 그리고 어떻게 수족관에있는 이산화탄소의 내용을 처리하는지.
이산화탄소는 식물에게 필수적으로 알려져 있습니다. 광합성 과정에서 동화되면서 이산화탄소는 유기 분자 합성의 주된 건축 재료이다. 그리고 수족관 식물도 예외는 아닙니다. 이산화탄소의 적자로 그들은 직물을 만들 뿐이며 성장을 늦추거나 완전히 멈출 수 없습니다. 반면에, 수족관의 물속에있는 이산화탄소의 양이 많으면 물고기의 산소 함량이 높을지라도 물고기는 질식하기 시작합니다 (루스 효과). 따라서 aquarist는 플라스틱 식물과 물고기가 아닌 생물을 즐기기를 원한다면 최적의 범위에서 물 속의 이산화탄소 농도를 유지할 수 있어야합니다.

충분한 정확도로 수족관은 물의 pH 값과 탄산염 경도를 알고 있다면 계산에 의해 수족관 물의 이산화탄소 함량을 결정할 수 있습니다. 하지만 먼저이 질문에 대답해야합니다. 수족관은 무언가를 전혀 측정하지 않고 무언가를 세는 것이 필요합니까? 대수와의 조화를 확인하는 것이 정말로 필요합니까? 결국, 자연의 모든 것은 자기 통제가 가능합니다. 수족관은 본질적으로 자연의 작은 "조각"이며이 규칙의 예외는 아닙니다. 충분하지만 많은 수의 물고기가없는 정상적인 (고전적인) 비율의 수족관에서는 필요한 물 매개 변수가 보통 스스로 설정됩니다. 앞으로 표준에서 벗어나지 않도록 규칙적으로 그리고 적어도 2 주에 한 번, 물의 양의 약 1/4 또는 1/3을 대체하여 생선을 초과 공급하지 않아도 될 필요가 있습니다. 그리고 이것으로 충분할 것입니다. 삶의 과정에서 물고기는 이산화탄소, 질산염 및 인산염을 충분히 방출하므로 식물은 불행에 빠지지 않습니다. 차례로 식물은 물고기에게 충분한 산소를 공급합니다. XIX 세기의 마지막 분기 (NF 졸로 츠 키츠 키 이후)와 20 세기의 대부분 이후, 거의 모든 aquarists가 그렇게했습니다. 모든 것이 그들에게 좋았지 만, 많은 사람들은 수족관 테스트가 뭔지 알지 못했습니다...

수족관 물의 매개 변수를 결정하는 수단을 사용하지 않고 현대 수족관은 단순히 생각할 수 있습니다. 무엇이 바뀌 었습니까?

기술적 인 능력! 특수 장비 덕분에 우리는 자연을기만하기 시작했습니다. 본질적으로 전형적인 방 수족관 (심지어 실내 저수지의 경우 200-300 리터 고체 체적이 자연수 저장소에 비해 매우 작음) 인 작은 유리 상자에서는 천연 자원과 비교할 수없는 그러한 생물체 수를 포함 할 수있게되었습니다 사용할 수 있습니다. 예를 들어 수족관의 완전히 움직이지 못하고 섞이지 않은 수심에서 0.5-1mm의 깊이에있는 수면에서 산소의 양은 불과 수 센티미터의 깊이에서 두 배가 될 수 있습니다. 공기에서 물 자체로의 산소 이동은 매우 느립니다. 일부 연구자들의 계산에 따르면, 산소 분자는 확산만으로 2cm 이상 깊지 않게됩니다. 따라서 기술적 인 수단없이 물을 섞거나 공기에 넣는 것은 아쿠아리스트가 수족관에 "여분의"물고기를 채우는 것만으로는 불가능합니다. 현대 수족관 장비를 사용하면 수족관에서 식물을 구울 수 있으며 과거에는 물고기의 양이 많았으며 밝은 램프는 매우 조밀하게 식물로 수족관을 심고 심지어는 바닥을 richi의 ​​두꺼운 층으로 덮습니다!

이것은 수족관 바닥의 단편입니다. 글로스리스트 (Glossostigma elatinoides), 자바 이끼 (Vesicularia dubyana) 및 리치아 (Riccia fluitans)와 같이 지상 덮개 식물로 밀집되어 있습니다. 후자는 대개 표면 근처에 뜨지 만 바닥에서 자라도록 달성 될 수 있습니다. 이를 위해 수족관을 밝게 조명해야하고 이산화탄소를 물에 공급해야합니다.
아마노의 새우도 우연히 틀에 들어 가지 않았기 때문에 두꺼운 설치류에서 남은 음식을 신중하게 신중하게 골라 내야합니다.
그러나 우리는 그 순간부터기만당한 자연이 우리가 수족관에 살고있는 생물체가 밀집되어있을 때 더 이상 책임을지지 않음을 잊지 말아야합니다! 그러한 시스템의 지속적인 생존 능력은 이제까지 보장되지 않습니다. aquarist가 자신의 수족관에 배치 한 생태 학적 혼란을 해결하기 위해 그는 혼자만의 해답을 제시합니다. 그의 사소한 실수조차도 생태 재앙으로 이어질 것입니다. 실수를 저 지르지 않기 위해서는 적어도 물의 기본 매개 변수가 어떻게 그리고 왜 변해야 하는지를 알아야합니다. 적시에 그들을 제어함으로써 인구가 너무 많아서 불안정한 시스템에 신속하게 개입 할 수 있습니다. 부족한 자원을 공급하고 수족관의 "생존률"자체가 활용할 수없는 과도한 폐기물을 제거 할 수 있습니다. 살아있는 식물 수족관에 필요한 것들 중 하나는 이산화탄소입니다.

사진은 2003 년 모스크바의 아마노 타카시 (Takashi Amano)가 진행 한 세미나에서 찍은 사진입니다. 이것은 수족관의 뒷 배경입니다. 여기에는 인공적인 배경이 없습니다. 그것은 뒷벽을 따라 매우 조밀하게 심은 식물을 만들 것입니다. 서로를 교살하지 않고 자랄 수 있도록 수족관 첨단 기술을 기반으로 한 몇 가지 기법이 즉시 사용되었습니다. 이 제품은 식물에 사용할 수있는 미네랄이 풍부하고 특별히 선택된 스펙트럼을 가진 매우 밝은 광원과 물론 CO2로 물을 풍부하게하는 장치 (모두 ADA에서 제조 한 것)

이산화탄소 확대와 함께 수족관 물을 풍요롭게하는 시스템의 일부. 바깥쪽에는 수족관 속으로 가스 방울의 흐름을 시각적으로 조절할 수있는 장치가 부착되어 있습니다. 내부는 디퓨저입니다. 명확성을 위해 세미나 주최자는 가스를 매우 강력하게 시동 시켰으며 기포의 전체 기둥이 디퓨저에서 상승합니다. 이렇게 많은 이산화탄소 수족관 식물은 필요로하지 않는다. 정상 작동시 가스가 훨씬 적 으면 이산화탄소가 물에 빨리 용해되므로 거품이 거의 보이지 않아야합니다. 따라서, 아마노 다카시의 "자연"수족관의 무성한 초목 자체가 자라지 않습니다 - 이것은 특별한 장비가 필요합니다. 그런 자연 수족관이 아니라 오히려 사람이 만들었습니다!

지구의 대기 중 이산화탄소는 거의 없습니다 - 단지 0.03 %입니다. 표준 대기압 (760 mmHg Art.)을 갖는 건조한 대기 공기에서, 그 분압은 단지 0.2 mm이다. Hg 예술. (760의 0.03 %). 그러나이 아주 적은 양은 아쿠아리스트에게 의미있는 방법으로 그 존재를 나타 내기에 충분합니다. 예를 들어, 대기 중의 공기 **와 평형을 이루기에 충분한 시간 동안 열린 용기에 서서 증류되거나 잘 염화 된 물은 약간 산성이 될 것입니다. 이것은 이산화탄소가 용해되어 있기 때문에 발생합니다.

위의 이산화탄소 분압으로 물 속의 농도는 0.6 mg / L에 도달 할 수 있으며 pH가 5.6에 가까운 값으로 떨어집니다. 왜? 사실 일부 이산화탄소 분자 (0.6 % 이하)는 물 분자와 상호 작용하여 탄산을 형성합니다.
CO2 + H2O H2CO3
탄산은 수소 이온과 탄화수소 이온으로 분리됩니다 : H2CO3H + + HCO3-
증류수를 산성화하기에 충분합니다. pH (물의 활성 반응)는 물의 수소 이온 함량을 반영한다는 것을 상기하십시오. 이것은 농도의 음의 대수입니다.

자연적으로 비 방울도 산성화됩니다. 그러므로 빗물에 황산과 질산이없는 생태 학적으로 깨끗한 지역에서도 여전히 약간 산성이다. 그런 다음 이산화탄소의 함량이 대기보다 몇 배나 높은 토양을 통과하면 물은 이산화탄소로 훨씬 더 포화됩니다.

그런 다음 석회석을 함유 한 암석과 상호 작용하여 탄산염을 고 가용성의 중탄산염으로 전환시킵니다.

CaCO3 + H2O + CO2 Ca (HCO3) 2

이 반응은 가역적이다. 이산화탄소의 농도에 따라 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동할 수 있습니다. 이산화탄소 함량이 오랫동안 안정적으로 유지되면 탄산 - 석회 균형이 그러한 물에 설정됩니다. 새로운 탄화수소 이온이 형성되지 않습니다. 평형 시스템에서 이산화탄소를 제거하는 방법으로는 왼쪽으로 이동하고 실제로 불용성 탄산 칼슘은 중탄산염을 포함하는 용액에서 빠져 나올 것입니다. 이것은 예를 들어, 물이 끓을 때 발생합니다 (이것은 탄산염 경도를 줄이는 알려진 방법입니다. 즉 물의 농도는 Ca (HCO3) 2 및 Mg (HCO3) 2입니다). 상승 된 압력에서 지하 였고 거기에 녹아있는 많은 이산화탄소가있는 지하수의 단순한 침전으로도 같은 과정이 관찰됩니다. 표면의 한 부분에서 이산화탄소 분압이 낮 으면,이 물은 과량의 이산화탄소를 평형 상태에 도달 할 때까지 대기로 방출합니다. 동시에, 석회암 입자로 구성된 희끄무레 한 구름이 그 안에 나타납니다. 똑같은 원칙에 따라 정확히 종유석과 석순이 형성됩니다. 지하층에서 흐르는 물은 과량의 이산화탄소와 동시에 칼슘과 마그네슘 탄산염에서 해방됩니다. 실제로 많은 수족관 식물의 잎에서 똑같은 반응이 일어나며, 밝은 빛으로 활발하게 광합성을하고 수족관의 닫힌 공간에서 이산화탄소가 끝나게됩니다. 여기에 그들의 잎은 "회색으로 변하기 시작합니다", 탄산 칼슘의 피막으로 덮여지기 시작합니다. 그러나 일단 모든 자유 탄산이 물에서 추출되면 pH도 증가하지 않습니다. 보통 식물은 수족관 물의 pH를 8.3-8.5로 높일 수 있습니다. 물의 활성 반응의 그러한 지표로는 이산화탄소 분자가 거의 없으며 식물 (이 일을 할 수있는 종이지만 많은 사람들이 할 수있는)은 중탄산염에서 이산화탄소를 추출하는 데 종사하고있다.

Ca (HCO3) 2 -> CO2 (식물에 흡수 됨) + CaCO3 + H2O

대체로 식물은 더 높은 성장이 식물 자체의 기능적 상태를 크게 악화시키기 때문에 pH를 더 높일 수는 없다. 즉 광합성, 따라서 시스템에서 CO2를 제거하는 속도가 느려지고 공기 중의 이산화탄소가 pH를 안정시킨다. 따라서 수족관 식물은 말 그대로 서로를 질식시킬 수 있습니다. 탄화수소 산염에서 이산화탄소를 더 잘 이겨내는 종은 그것을 얻지 못한다. 예를 들어, 마다가스카르 그룹의 순환과 아포곤 괴는 고통을 겪는다. 이러한 식물은 아쿠아리스트 중에서 가장 온화한 것으로 간주됩니다.

이 수족관의 수생 식물은 최상의 상태가 아닙니다. 오래 동안 그것은 급성 이산화탄소 결핍의 조건에서 존재했고, 그 공급은 조직되었다. 결과는 분명합니다. 신선한 초록색상의는 그 자체로 말합니다. 특히 이산화탄소의 강력한 효과는 로터리 (Rotala macrandra)에서 눈에.니다. 그들은 줄기의 더 낮은 부분에 의해 입증 되었 듯이 잎사귀가 거의없는 것처럼 거의 죽었지 만, 그들은 생명을 얻었으며 가스 공급 중에 이미 빠르게 자란 아름다운 붉은 잎을 주었다.

중탄산염을 더 세게 분해 할 수있는 식물. 여기에는 Rdesta, Vallisneria, Echinodorus가 포함됩니다. 그러나, 빽빽한 ​​덤불 elody는 그들을 질식시킬 수 있습니다. Elodea는 탄화수소에 결합 된 이산화탄소를보다 효율적으로 추출 할 수 있습니다.
Ca (HCO3) 2 → 2CO2 (식물에 흡수 됨) + Ca (OH) 2
물의 탄산염 경도가 충분히 크다면이 과정은 다른 식물뿐만 아니라 대다수의 수족관 물고기, 수족관 물의 pH 값을 10까지 위험하게 증가시킬 수 있습니다. pH 수치가 높은 수족관 물 전체를 재배 할 수 없으며 수족관 물고기의 아주 많은 종은 명확하게 알칼리성 물을 좋아하지 않는다.

이산화탄소의 높은 용해도로 인해 수족관 물이 CO2를 풍부하게 만들 것이라는 희망으로 수족관의 폭기를 증가시켜 상황을 수정할 수 있습니까? 실제로 정상 대기압과 20 ° C 온도에서 이산화탄소 1.7g을 1 리터의 물에 용해시킬 수있었습니다. 그러나이 물이 접촉하게되는 기상이 전적으로 이산화탄소로 구성되는 경우에만 일어난다. 그리고 1 리터의 물에 0.03 %의 이산화탄소만을 함유하고있는 대기와 접촉하면 0.6mg만이 공기에서 빠져 나갈 수 있습니다. 이것은 해수면의 대기 중 이산화탄소 분압에 해당하는 평형 농도입니다. 수족관 물의 이산화탄소 함량이 낮 으면 통기는 실제로 0.6 mg / l 이상의 농도로 올릴 것입니다! 그러나 일반적으로 수족관의 물 속에있는 이산화탄소의 함량은 여전히 ​​특정 값 이상이며 통기는 단지 CO2의 손실로 이어질 것입니다.

문제는 인위적으로 수족관에 이산화탄소를 공급하여 해결할 수 있습니다. 특히 어렵지 않기 때문입니다. 이 경우 상표가 붙은 장비 없이도 할 수 있지만 단순히 효모와 다른 매우 간단한 장치가있는 설탕 솔루션에서 알콜 성 발효 과정을 사용합니다. 곧 알려 드리겠습니다.

그러나 여기에서 우리는 이것을 통해 자연을 다시 속일 수 있음을 알아야합니다. 이산화탄소로 수족관 물을 생각할 수 없을 정도로 포화 시켜도 좋은 결과는 얻을 수 없습니다. 따라서 물고기와 식물을 빨리 죽일 수 있습니다. 이산화탄소 공급 과정은 엄격하게 통제되어야합니다. 어류의 경우 수족관 물의 이산화탄소 농도가 30mg / l를 초과하지 않아야합니다. 여러 경우에이 값은 최소한 3 분의 1이되어야합니다. 물고기에 대한 pH의 강한 변동은 또한 해롭고, 이산화탄소의 추가 공급은 물을 빠르게 산성화한다는 것을 상기하십시오.

이산화탄소 함량을 측정하는 방법과 물이이 가스로 포화되었을 때 pH 값이 약간 변동하며 어류의 허용 범위에 머물러 있는지 확인하려면? 여기 수식과 수학 계산 없이는 할 수 없게됩니다. 수족관 물의 수증기는 아아 (alas)는 다소 "건조한"주제입니다.

이산화탄소, 수소 이온 및 탄화수소 이온의 민물 수족관의 물에서의 농도 사이의 관계는 Henderson-Hasselbach 방정식을 반영하며, 우리의 경우에는 다음과 같습니다.
[H +] [HCO3 -] / [H2CO3 + CO2] = K1
여기에서 K1은 물에서 이산화탄소의 전량과 이온의 평형을 분석 한 총 분석 분석 탄산 (즉, 용해 된 CO2 분자와 탄산 형태의 수화 분자 - H2CO3)을 고려하여 첫 번째 단계에서 탄산의 명백한 해리 상수이다. 25 ° C의 온도에서이 상수는 4.5 * 10-7입니다. 대괄호는 몰 농도를 나타냅니다.

수식을 변환하면 다음을 얻을 수 있습니다.

pH와 [HCO3-] 값은 표준 수족관 테스트를 사용하여 결정할 수 있습니다. KH 테스트는 물 (칼슘 이온이 아닌)에서 중탄산염 이온의 함량을 정확하게 결정하고 우리의 목적에 적합하다는 점에 유의해야합니다. 그 사용의 유일한 불편 함은 M에서 학위를 다시 계산해야하는 것과 관련이 있지만, 그다지 어렵지는 않습니다. 이를 위해도 단위로 시험 과정을 수행 한 후 얻은 탄산염 경도 값은 2.804로 나누기에 충분합니다. pH로 표현 된 수소 이온의 농도는 또한 M으로 변환되어야하는데,이를 위해서는 음의 부호를 사용하여 pH 값과 동등한 값으로 10을 올릴 필요가있다.

식 (2)에 의해 계산 된 [H2CO3 + СО2] 값을 M에서 mg / l CO2로 환산하려면 44000을 곱해야한다.

Henderson-Hasselbach 방정식을 사용하면 aquarist가 특수 시약을 사용하지 않고 그의 수족관에있는 부식질 및 다른 유기산의 함량이 적당하여 pH를 안정화하는 경우 분석적으로 결정된 이산화탄소의 농도를 계산할 수 있습니다 (판단 할 수 있음). 수족관 물의 색깔에 따라 : 아마존의 "검은 바닷물"과 비슷하지 않다면 그것은 무색이거나 약간만 착색되어 있습니다.

컴퓨터로 짧은 발에있는 사람들, 특히 Excel 스프레드 시트를 사용하는 사람들은 위 공식 및 K1 값을 기반으로 탄산염 경도 및 pH에 따른 이산화탄소 함량을 반영한 자세한 표를 작성할 수 있습니다. 우리는 여기에 단축형을 줄 것이지만, 아마추어 아쿠아리즘 옵션을 유용하게 사용할 수 있습니다. 그런 테이블에서 물속의 이산화탄소 함량을 자동으로 계산할 수 있습니다 :
이산화탄소 함량이 어류에 여전히 위험하지 않은 주어진 탄산염 경도 (수열에서 빨간색 숫자) 및 중탄산염에서 이산화탄소를 추출 할 수없는 식물이 여전히 효과적으로 광합성하는 최대 허용 pH 값에 대한 수족관의 물의 최소 pH. 25 ℃

수족관에 이산화탄소를 공급하기로 결정한 경우 해당 탄산염 경도의 pH 값이 빨간색과 녹색 숫자 사이에 오도록 공급을 조정하십시오. 낮 시간 동안, 물의 활성 반응이 변할 것이고 (보통 pH가 상승합니다), 이는 장비를 설치할 때 고려되어야합니다. 간격의 중간에서 조정을 시도하면 pH 값이 경계 밖으로 튀어 나오지 않을 가능성이 높습니다. pH 조절기에 의해 CO2 공급량이 조절되고 pH가 미리 결정된 수준으로 낮아질 때 가스 공급을 차단하면이 수치는 어류가 허용하는 최소치보다 낮아서는 안된다. pH 조절기를 사용하는 것이 가장 효과적이고 안전하지만 비교적 비쌉니다.

이 사진의 전경에는 또 다른 Rotala (Rotala wallichii)가 있습니다. 왼쪽 - 등대 강 (Mayaca fluviatilis). 그녀는 또한 물 속의 자유로운 이산화탄소를 좋아합니다. 15-20 mg / l의 수족관에 적합한 조명과 이산화탄소 함량이있는이 수생 식물은 산소 버블로 덮여 있기 때문에 광합성이 효율적입니다

또한 이산화탄소 식물은 특별한 장치의 수조에 놓인 특별한 정제의 도움으로 먹일 수 있습니다. 그들은 점차 이산화탄소를 물 속으로 방출합니다. 같은 목적으로 일광이 시작될 때 수분 흡수가 적은 탄산수를 자연스럽게 첨가 할 수 있습니다. 이 기사에 제공된 테이블과 계산기는 이러한 조치가 얼마나 효과적인지 평가하는 데 도움이됩니다.

이 표는 또한 주어진 탄산염 경도로 물고기가 적당히 채워져 있고 물이 산화 될 수없는 경우 실내 수족관에서 공기가 잘 통하는 물에 의해 수집되는 pH 값을 나타냅니다. 즉, 수족관에 이산화탄소가 갑자기 공급되면, 몇 시간 내에 물의 pH가이 값으로 증가 할 것으로 예상 할 수 있습니다. 이 표의 마지막 줄에있는 수는 대기와의 평형 상태에서 주어진 탄산염 경도의 물의 pH입니다. 그것들이 더 높다는 것은 분명합니다. 자연 저수지에서는 물이 끓고 대기에 과량의 (비평 형) 이산화탄소를 방출하는 깨끗한 강이 급속히 퍼지면서 그러한 pH 값이 실제로 발생합니다. 객실에서 공기 중 이산화탄소 분압은 야외보다 높으며 수족관의 토양과 필터에서 일어나는 과정으로 인해 이산화탄소와 수소 이온이 생성됩니다. 이 모든 것은 자연 조건에서 수족관 물의 이산화탄소 함량과 같은 탄산염 경도를 가진 물의 함량이 더 산성 일 때 더 중요합니다.

이제이 사실에주의하십시오. 대기 중 이산화탄소를 물에 녹여 생성 된 탄산은 증류수의 pH를 5.6으로 낮추고 탄산염 경도가 5kH와 같은 물은 대기 중 기체와 평형을 이룬다. 활성 반응은 8.4이다. 그러한 패턴을 추적하는 것은 쉽습니다 : 물의 탄산염 경도가 높을수록 알칼리성이 더 큽니다. 사실,이 규칙은 많은 사람들에게 잘 알려져 있지만 모든 aquarists가 우리가 탄산염 경도에 대해 이야기한다는 사실을 알고있는 것은 아닙니다. 사실, 탄산염 경도가 원칙적으로 총계에 매우 중요한 공헌을하는 자연적인 담수만을 다룰 경우, 그것에 대해 생각조차하지 않을 수도 있지만 인위적으로 준비된 물에서는 모든 것이 다를 수 있습니다. 예를 들어, 염화칼슘을 첨가하면 물의 경도는 증가하지만 pH는 증가하지 않습니다. 자연수가 보통 약한 알칼리성 활성 반응을한다는 사실은 탄화수소 이온의 존재와 정확하게 관련되어 있습니다. 물에 용해 된 이산화탄소와 함께 이산화탄소 - 중탄산 완충 시스템을 형성하여 알칼리 값 영역에서 물의 pH를 더 강하게 안정화 시키며 중탄산염 (탄산염 경도)의 농도를 높입니다. 왜 이런 일이 일어나는지를 이해하고 수족관에 최적의 탄산염 강성 값을 선택하려면 다시 Henderson-Hasselbach 공식을 참조해야합니다.

* 수족관의 전형적인 비율은 다음과 같습니다 : 너비가 높이보다 1/4 이상 같거나 더 크지 않습니다. 높이는 50cm를 초과하지 않습니다. 그러나 원칙적으로 길이에 제한이 없습니다. 예를 들어 길이 1m, 너비 40cm, 높이 50cm의 수족관이 있습니다. 이러한 저수지 저장소의 생물학적 평형은 비교적 쉽게 확립 될 것입니다.

** 대기와의 평형에 의해, 우리는 물에 용해 된 가스의 농도 (전압)가 대기 중 이들 가스의 분압과 일치 할 때 물의 상태를 이해합니다. 기체의 압력이 감소하면 기체의 분자는 평형 농도에 다시 도달 할 때까지 물을 떠납니다. 반대로, 물 위의 가스 분압이 증가하면이 가스의 많은 양이 물에 용해됩니다.

http://ru-aqua.ru/index.php?pid=16

이산화탄소의 물리 화학적 특성

수식 - CO₂. 몰 질량 - 44 g / mol.

이산화탄소의 화학적 성질

이산화탄소는 산성 산화물의 부류에 속한다. 물과 상호 작용할 때 그것은 석탄이라고 불리는 산을 형성합니다. 탄산은 화학적으로 불안정하며, 형성시에 즉시 이의 성분으로 분해된다. 이산화탄소와 물의 상호 작용의 반응은 가역적이다 :

가열하면 이산화탄소가 일산화탄소와 산소로 분해됩니다.

모든 산성 산화물과 마찬가지로, 이산화탄소는 염기성 산화물 (활성 금속에 의해서만 형성됨) 및 염기와의 상호 작용에 의해 특징 지어진다 :

이산화탄소는 연소를 지속하지 않으며, 활성 금속 만 연소합니다.

콜로라도 주₂ + 2Mg = C + 2MgO (t);

콜로라도 주₂ + 2Ca = C + 2CaO (t).

이산화탄소는 수소와 탄소와 같은 단순한 물질과 반응합니다.

이산화탄소가 활성 금속의 과산화물과 상호 작용하면 탄산염이 형성되고 산소가 방출됩니다.

이산화탄소에 대한 질적 인 반응은 석회수 (우유)와의 상호 작용, 즉 흰색 침전이 형성되는 수산화칼슘과 함께 - 탄산 칼슘 :

이산화탄소의 물리적 성질

이산화탄소는 색이나 냄새가없는 가스 성 물질입니다. 공기보다 무거워. 내열성. 압축 및 냉각되면 쉽게 액체 및 고체 상태가됩니다. 응집 상태의 이산화탄소는 "드라이 아이스 (dry ice)"라고하며 실온에서 쉽게 승화됩니다. 이산화탄소는 물에 잘 녹지 않으며 부분적으로 반응합니다. 밀도 - 1,977 g / l.

이산화탄소 생산 및 사용

이산화탄소를 생산하는 산업 및 실험실 방법이 있습니다. 따라서 산업계에서는 탄산염 (2)에 강한 산이 작용하여 석회석 (1)을 연소시키고 실험실에서 얻을 수 있습니다.

이산화탄소는 식품 (레모네이드 탄산), 화학 물질 (합성 섬유 생산시 온도 제어), 야금 (환경 보호, 예 : 갈색 가스 강수) 및 기타 산업에 사용됩니다.

문제 해결의 예

우리는 질산에 석회석의 용해 방정식을 쓴다.

석회석에 순수한 (불순물이없는) 탄산 칼슘의 함량 :

ω (CaCO₃)_cl = 100 % - ω_혼화제 = 100 % - 8 % = 92 % = 0.92.

다음, 순수 탄산 칼슘의 질량 :

탄산 칼슘의 양은 :

n (CaCO₃) = 82.8 / 100 = 0.83 몰이다.

용액에 포함 된 질산의 양은 다음과 같습니다.

m (hno₃) = 200 × 10 / 100 % = 20g.

칼슘 질산의 양은 :

n (hno₃) = 20 / 63 = 0.32 몰이다.

반응에 들어간 물질의 수를 비교해 보면 질산이 부족한 것으로 판단되므로 질산에 대한 추가 계산을합니다. 반응식 n (HNO₃) : n (CO₂) = 2 : 1이므로 n (CO₂) = 1 / 2 × n (HNO₃) = 0.16 몰. 그러면 이산화탄소의 양은 다음과 같습니다.

http://ru.solverbook.com/spravochnik/svojstva-po-ximii/fizicheskie-i-ximicheskie-svojstva-uglekislogo-gaza/

CO2는 무엇입니까?

이산화탄소는 무엇입니까?

이산화탄소는 주로 가스 상태로 알려져있다. 간단한 화학 공식 인 이산화탄소로 이 형태에서는 대기압과 "정상"온도에서 정상 상태에 존재합니다. 그러나 5,850 kPa (예를 들어, 약 600 m의 해저 깊이에서의 압력과 같은) 이상의 증가 된 압력으로,이 가스는 액체로 변한다. 그리고 78.5 ℃의 강한 냉각으로 결정화되어 드라이 아이스라고 불리며 냉동 식품을 냉장고에 보관하는 데 널리 사용됩니다.

액체 이산화탄소 및 드라이 아이스는 인간 활동에서 얻어지며 사용되지만 이러한 형태는 불안정하고 쉽게 분해됩니다.

그러나 이산화탄소 가스는 도처에 분포합니다. 동식물의 호흡 중에 배출되며 대기와 해양의 화학 성분에서 중요한 부분을 차지합니다.

이산화탄소 특성

이산화탄소 이산화탄소는 무색이며 무취입니다. 정상적인 조건에서는 맛이 없습니다. 그러나 고농축의 이산화탄소를 흡입하면 이산화탄소가 점막과 타액에 녹아 탄산의 약한 용액을 형성한다는 사실 때문에 입안에 신 맛을 느낄 수 있습니다.

그런데 이산화탄소가 물에 녹는 능력은 탄산수를 만드는 데 사용됩니다. 레모네이드 거품은 동일한 이산화탄소입니다. CO2를 포화시키기위한 최초의 장치는 1770 년에 발명되었으며, 1783 년에는 진취적인 스위스 제이콥 슈왑 (Jacob Schwepp)이 소다의 산업 생산을 시작했습니다 (Schweppes 상표는 여전히 존재합니다).

이산화탄소는 공기보다 1.5 배나 무거 우므로 환기가 잘되지 않으면 이산화탄소가 더 낮은 층에 "안정화"되는 경향이 있습니다. "개굴"효과는 CO2가 땅에서 직접 방출되어 약 0.5 미터의 높이에 축적되는 것으로 알려져 있습니다. 그러한 동굴에 들어가는 어른은 성장의 절정에 이산화탄소가 과다하다고 느끼지 않지만 개들은 이산화탄소의 두꺼운 층에서 직접 발견되어 중독됩니다.

CO2는 연소를 지속하지 않으므로 소화기 및 소화 시스템에 사용됩니다. 텅빈 유리 (실제로 이산화탄소)의 내용물로 불타는 촛불을 끄는 데 초점을 맞춘 것은 정확하게이 이산화탄소의 특성에 근거합니다.

자연의 이산화탄소 : 천연 자원

자연의 이산화탄소는 다양한 출처에서 형성됩니다 :

• 동식물의 호흡.
  모든 학생들은 식물이 공기로부터 이산화탄소 CO2를 흡수하여 광합성에 사용한다는 것을 알고 있습니다. 일부 주부들은 환기의 단점을 극복하기 위해 풍성한 실내 식물을 시험하고 있습니다. 그러나 식물은 빛이 없을 때 이산화탄소를 흡수 할뿐만 아니라 이산화탄소도 배출합니다. 이는 호흡 과정의 일부입니다. 그러므로 통풍이 잘 안되는 침실의 정글은 좋은 생각이 아닙니다. 야간에 이산화탄소 수준이 훨씬 더 높아질 것입니다.
• 화산 활동.
  이산화탄소는 화산 가스의 구성 요소입니다. 화산 활동이 활발한 지역에서 이산화탄소는지면에서 균열이나 단층 (mofetes)으로 직접 방출 될 수 있습니다. 모리 계곡이있는이 계곡의 이산화탄소 농도가 너무 높아서 많은 작은 동물이 거기에서 죽습니다.
• 유기물의 분해.
  이산화탄소는 유기 물질의 연소 및 부식 중에 형성됩니다. 산불을 동반 한 이산화탄소의 체적 자연 방출.

이산화탄소는 석탄, 석유, 이탄, 석회석과 같은 미네랄의 탄소 화합물 형태로 자연적으로 저장됩니다. 거대한 이산화탄소 매장량은 세계 해양에 녹아있는 형태로 발견됩니다.

예를 들어, 1984 년과 1986 년에 열린 저수지에서 이산화탄소가 방출되면서 지질 학적 재앙이 초래 될 수 있습니다. 카메룬의 Manoun와 Nyos의 호수에서. 화산 분화구에 형성된 두 호수 - 그들은 현재 멸종되었지만 화산 마그마의 깊은 곳에서 여전히 이산화탄소를 방출하는데, 이산화탄소는 호수의 물로 올라가고 그것들에 용해된다. 여러 가지 기후 및 지질 학적 과정의 결과로 해역의 이산화탄소 농도가 임계 값을 초과했습니다. 엄청난 양의 이산화탄소가 대기로 방출되었는데, 눈사태처럼 산 경사면을 내려갔습니다. 약 1,800 명의 사람들이 카메룬 호수에서 발생한 지뢰 희생자 희생자가되었습니다.

인공 이산화 탄소 소스

인위적인 이산화탄소 배출원은 다음과 같다.

• 연소 과정과 관련된 산업 배출;
• 도로 교통.

세계에서 환경 친화적 인 교통 수단의 비중이 증가하고 있음에도 불구하고 세계 인구의 대다수는 곧 새로운 자동차로 전환 할 수있는 기회를 갖지 못할 것입니다.

산업적 산림 전용 산림 벌채는 대기 중의 이산화탄소 농도를 증가시킵니다.

인체의 이산화탄소

CO2는 신진 대사의 최종 생성물 중 하나입니다 (포도당과 지방의 붕괴). 이것은 조직에서 분비되고 헤모글로빈에 의해 폐로 운반되어 호흡됩니다. 사람이 내뿜는 공기 중 이산화탄소 (45,000ppm)의 약 4.5 %는 흡입 된 것보다 60-110 배 더 많습니다.

이산화탄소는 혈액 공급 및 호흡 조절에 큰 역할을합니다. 혈액 내의 이산화탄소 수준이 증가하면 모세 혈관이 팽창하여 더 많은 혈액이 나오게되어 조직에 산소를 공급하고 이산화탄소를 제거합니다.

호흡기 시스템은 또한 이산화탄소 함량의 증가로 자극을받습니다. 산소 부족으로 인한 것이 아닌 것처럼 보입니다. 사실, 산소 부족은 신체에 의해 오랫동안 느껴지지 않으며, 공기가 부족하다고 느끼기 전에 희박한 공기에서 의식을 잃을 수도 있습니다. 이산화탄소의 자극 성은 인공 호흡 장치에 사용됩니다. 이산화탄소는 호흡기를 "활성화"시키기 위해 산소와 섞여 있습니다.

이산화탄소와 우리 : CO2와 함께 위험한 것

이산화탄소는 인체뿐만 아니라 산소에도 필요합니다. 그러나 산소와 마찬가지로 이산화탄소가 부족하면 우리의 행복이 손상됩니다.

공기 중에 고농축의 이산화탄소가 있으면 중독을 일으키고 고칼슘 혈증 상태가됩니다. 고칼슘 혈증 환자는 호흡, 메스꺼움, 두통을 호흡하기 어려우며 의식을 잃을 수도 있습니다. 이산화탄소 함량이 감소하지 않으면 저산소증 - 산소 기아로 변합니다. 사실은 이산화탄소와 산소가 같은 "수송"- 헤모글로빈 (hemoglobin)에서 신체 주위를 이동한다는 것입니다. 일반적으로 그들은 헤모글로빈 분자의 다른 위치에 붙어 함께 여행합니다. 그러나 혈액 내 이산화탄소 농도가 증가하면 헤모글로빈에 결합하는 산소의 능력이 저하됩니다. 혈액 내의 산소량이 감소하고 저산소증이 발생합니다.

이러한 건강에 해로운 영향은 5,000ppm 이상의 이산화탄소 함량을 지닌 공기 흡입으로 발생합니다 (예 : 광산에서의 공기 일 수 있음). 공평하게 평범한 삶에서 우리는 거의 그런 공기에 마주 치지 않습니다. 그러나 이산화탄소 농도가 훨씬 낮 으면 건강에 좋지 않습니다.

일부 연구 결과에 따르면 이미 1,000ppm CO2는 피험자의 절반에서 피로와 두통을 유발합니다. 많은 사람들이 더 일찍 불쾌감과 불편 함을 느끼기 시작합니다. 이산화탄소 농도가 1,500-2500ppm까지 추가로 증가함에 따라 효율성은 현저히 떨어지고 뇌는 주도권을 쥐고 정보를 처리하고 의사 결정을 내리는 "게으른"행위입니다.

그리고 일상 생활에서 5,000 ppm의 수준이 거의 불가능하다면, 1,000 및 심지어 2,500 ppm까지도 현대인의 현실에 쉽게 참여할 수 있습니다. 학교에서 실시한 실험에서 환기가 거의되지 않는 학교 수업에서는 상당한 시간 동안 이산화탄소가 1,500ppm 이상으로 유지되고 때로는 2,000ppm 이상으로 점프하는 것으로 나타났습니다. 많은 사무실이나 아파트에서 상황이 비슷하다고 가정해야하는 모든 이유가 있습니다.

생리학자는 800ppm의 인간 복리에 대해 이산화탄소 수준으로 간주합니다.

또 다른 연구는 이산화탄소 수준과 산화 스트레스 사이의 연관성을 발견했습니다. 이산화탄소 수준이 높을수록 우리 몸의 세포를 파괴하는 산화 스트레스로 고통받습니다.

http://tion.ru/blog/dioksid-ugleroda-co2/

이산화탄소와 물이 소다 병에 혼합물을 생성합니까?

어떻게 많은 양의 가스를 액체에 넣을 수 있으며 뚜껑을 열었을 때 가스가 빠지기 시작하는 이유는 무엇입니까?

이산화탄소는 보통의 물로 압력을 가한 상태에서 펌핑되거나 다른 방식으로 배치되지만 "혼합물"을 형성하지는 않지만 맑은 용액을 형성합니다. 이 솔루션에서 이산화탄소는 주로 이산화탄소 분자의 형태이며, 부분적으로는 이산화탄소와 양전하를 띤 수소 양이온 H + 및 음으로 하전 된 탄화수소 이온 НСО3-와 소수의 탄산 분자 Н2СО3와의 화학적 상호 작용의 산물 형태로 나타납니다. 용해 된 가스의 양은 헨리의 법칙을 따른다. 용액 위의 가스 분압 (공기를 포함한 다른 가스를 고려하지 않은 압력)이 높을수록 가스가 더 많이 용해된다. 이산화탄소와 물에 대한 헨리의 상수는 잘 알려져 있습니다. 예를 들어, 이산화탄소가 강철 용기에서 0.9 리터의 물이 든 리터 사이펀으로 배출되면 (무게가 가볍기 때문에 결정하기 쉬운 8.8 g을 유지하고 액체 상태의가 스가 압력을 받고 있음), 헨리의 법칙에 의한 계산은 가스의 약 85 %를 전달할 것이고, 나머지는 압축 된 가스의 형태로 용액 위에 남아있을 것이다. 그것의 분압은 약 5.5 기압 (그리고 또 다른 1 기압 - 이산화탄소 섭취 전에 물로 빨아 들여진 공기) 일 것이다. 사이펀을 위로 채우면 물 위의 압력이 약간 증가합니다. 그런데 이산화탄소 수용액의 산성도 (압력에 따라 pH는 3.3 ~ 3.7)는 위액의 산성도보다 훨씬 적습니다. 따라서 농축 된 탄산 수용액조차도 두려움없이 마실 수 있습니다. 사이펀 또는 탄산 물 병이 열리면 용액 위의 압력이 급격하게 떨어지고 대기와 동일 해집니다. 동시에, 헨리의 같은 법칙에 따라 가스의 용해도 또한 급격하게 떨어지며, 공기 중에 떠 다니는 액체의 거품 형태로 돋보이게됩니다. 이 경우, H + 및 HCO3- 이온은 결합하여 CO2의 방출에 따라 분해되는 탄산 H2CO3을 형성한다 (즉, 공정은 "반대 방향으로"이다). 그리고 다시 : 상수 헨리는 온도에 강하게 의존합니다. 온난 한 물에서 이산화탄소의 용해도는 훨씬 적고 얼음물에서는 더 많이 흡수됩니다. 소다로 코르크 병을 가열하면 가스 압력이 크게 증가합니다.

http://www.bolshoyvopros.ru/questions/2215674-uglekislyj-gaz-i-voda-sozdajut-smes-v-butylke-s-gazirovkoj.html

추가 안함

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E290 - 이산화탄소

원산지 :

첨가제 카테고리 :

위험 :

이산화탄소, E290, 이산화탄소, 이산화탄소, 이산화탄소, 이산화탄소.

식품 보충제 E290 (이산화탄소)은 식품 산업에서 방부제, 산도 조절제 및 산화 방지제로 사용됩니다. 일상 생활에서 첨가제 E290은 이산화탄소로 더 잘 알려져 있습니다.

물리적 특성에 따르면 이산화탄소는 무색의 가스이며 무취이며 약간 신맛이 난다. 첨가제 E290은 물에 녹여 약산성 탄산을 형성 할 수 있습니다. 이산화탄소의 화학 공식 : CO₂.

산업 규모에서 이산화탄소는 탄산 칼륨 또는 모노 에탄올 아민으로 흡수하여 연도 가스에서 생성됩니다. 이를 위하여 공업용 가스 혼합물을 탄산 칼륨 용액에 통과시킵니다. 이산화탄소는이 용액에 흡수되어 탄화수소를 형성합니다. 다음으로 중탄산염 용액을 가열하거나 감압하여 순수한 탄산을 방출한다.

또한 이산화탄소는 순수한 산소, 아르곤 및 질소를 추출하는 부산물로서 공기 분리를위한 특수 시설에서 생산 될 수 있습니다.

실험실 양에서 이산화탄소는 탄산염을 산과 반응시켜 소량 생산됩니다. 예를 들어, 초크와 염산의 반응 중에 불안정한 탄산이 형성되고 이산화탄소와 물로 분해된다.

이산화탄소는 우리 몸의 많은 세포와 대기의 일부입니다. 이러한 이유로 첨가제 E290은 상대적으로 무해한 식품 첨가물로 분류 될 수 있습니다.

그러나, 이산화탄소가 위 점막으로의 다양한 물질의 흡수를 가속 시키는데 기여한다는 것을 기억해야한다. 이 효과는 탄산 알코올 음료의 사용으로 인한 급속한 중독에서 나타납니다.

또한, 탄산 음료는 탄산보다 약한 것입니다. 따라서 E290 보충 음료의 과도한 섭취는 위장과 위장관 질환 (궤양, 위염)이있는 사람들에게는 금기입니다.

몸에 이산화탄소가 미치는 영향에 대해 "무의미한"부작용이 있습니다. 그래서, 탄산 음료를 마실 때, 대부분의 사람들은 트림과 "bloating"을 가지고 있습니다.

식품 첨가물 E290의 피해에 대한 또 다른 의견이 있습니다. 탄산 음료는 몸의 뼈에서 칼슘을 "씻어내는"것을 촉진 할 수 있습니다.

식품 산업에서 이산화탄소는 알코올 및 무알콜 음료 제조시 방부제 E290으로 사용됩니다. 이산화탄소와 물의 반응에 의해 생성 된 이산화탄소는 살균 및 항균 효과가 있습니다.

베이킹에서 첨가제 E290은 베이킹 파우더로 사용되어 베이커리 제품에 화려 함을 부여합니다.

이산화탄소는 와인 제품 제조에 널리 사용됩니다. 와인 매쉬에서 이산화탄소의 양을 조절하여 발효를 제어 할 수 있습니다.

또한 일산화탄소는 다양한 식품의 저장 및 운송시 보호 가스로 사용될 수 있습니다.

이산화탄소의 다른 용도 :

• 보호 환경으로서 용접 생산에서;
• "드라이 아이스 (dry ice)"의 형태로 된 냉동;
• 소화 시스템
• 가스 실린더에서의 공압

첨가제 E290은 우크라이나와 러시아 연방을 포함한 세계의 거의 모든 국가에서 식품 산업에서 사용이 허용됩니다.

http://dobavkam.net/additives/e290

이산화탄소 및 탄산수 시스템

많은 aquarists는 물고기 번식을위한 수족관 물보다 부드럽고 산성 인 물을 사용하기위한 권장 사항을 알고 있습니다. 이 목적을 위해 증류수를 부드럽고 약산성 인 수족관의 물과 혼합하여 사용하는 것이 편리합니다. 그러나이 경우 희석에 비례하여 원수의 경도가 감소하고 pH는 거의 변하지 않은 것으로 나타났습니다. 희석 정도에 관계없이 pH의 값을 유지하는 특성을 완충 (buffering)이라고합니다. 이 기사에서는 수족관 물 버퍼 시스템의 주요 구성 요소 인 물의 산도 - pH, 이산화탄소 함량 - CO₂, 탄산염 "경도"- dKN (이 값은 물에서 탄화수소 이온 HCO의 함량을 나타냄)₃ - ; 수산기의 수화학에서이 매개 변수는 알칼리도라고 부름), 총 경도 -dGH (단순화를 위해 칼슘 이온 -Ca ++ 만 가정 함). 자연 및 수족관 물의 화학적 구성, 실제 완충 속성뿐만 아니라 물고기 유기체에 대한 고려중인 매개 변수의 효과에 대한 메커니즘에 대한 그들의 영향을 논의합시다. 아래에 설명 된 대부분의 화학 반응은 가역적이므로 가역 반응의 화학적 성질을 먼저 숙지하는 것이 중요합니다. 물과 pH의 예에서 이것을하는 것이 편리합니다.

• 6. CO₂ 수족관 물고기 호흡의 생리학
• 7. 미니 워크샵
• 8. 참고 문헌

1. 화학 평형, 측정 단위 및 pH

물은 약하지만, 그것은 여전히 ​​전해질이다. 즉, 물은 해리 될 수 있으며, 식

이 과정은 되돌릴 수 있습니다. 즉

화학적 인 관점에서, 수소 이온 H +는 항상 산성이다. 결합 할 수 있고 산 (H +)을 중화 할 수있는 이온은 염기이다. 우리의 예에서 이들은 수산기 이온 (OH -)이지만 수족관 연습에서는 아래에 보여 지듯이 지배적 인 염기는 탄화수소 이온 HCO₃ -, 탄산염 이온 "강성". 두 반응 모두 농도에 의해 결정되는 상당히 측정 가능한 속도로 진행됩니다. 화학 반응의 속도는 반응 물질의 농도의 곱에 비례합니다. 따라서 물의 해리 반응 인 H + + OH -> H₂그녀의 속도는 다음과 같이 표현됩니다.

K - 반응 속도 상수 라 불리는 비례 계수.
[] - 대괄호는 물질의 몰 농도, 즉 1 리터의 용액에있는 물질의 몰수. 1 몰은 물질의 6 x 10 23 입자 (분자, 이온) - 아보가드로 수의 그램 (또는 가스의 리터 단위 체적)으로 정의 할 수 있습니다. 그램 단위의 6 × 10 23 입자의 무게를 나타내는 숫자는 달톤 단위로 표시된 분자의 무게를 나타내는 숫자와 같습니다.

예를 들어, [H₂O]는 물의 수용액...의 몰 농도를 나타낸다. 물의 분자량은 18 달톤 (1d는 2 개의 수소 원자, 16d는 산소 원자), 1 mol (1M) H₂약 18 그램. 그 다음, 1 리터 (1000 그램)의 물은 1000 : 18 = 55.56 몰의 물, 즉 [H₂O] = 55.56M = const.

해리는 가역적 인 과정이므로 (H₂O - H + + OH -), 직접 반응과 역 반응의 속도가 같을 때 (V_홍보= V_아아), 반응 생성물과 반응물이 일정하고 일정한 비율로 존재하는 화학 평형 상태가 발생한다 : K_홍보[H₂O] = K_아아[H +] [HE -]. 상수가 방정식의 한 부분과 다른 부분의 시약에 결합되면

여기서 K는 상수이고 평형 상수 라 불린다.

마지막 방정식은 소위 말하는 수학적 표현입니다. 질량의 작용 법칙 : 화학 평형의 상태에서 시약의 평형 농도의 곱의 비율은 일정하다. 평형 상수는 화학 평형이 발생하는 시약의 비율을 나타냅니다. K 값을 알면 화학 반응의 방향과 깊이를 예측할 수 있습니다. K> 1 인 경우, 반응은 순방향으로 진행된다. K +] [OH -] / [H₂O] = 1.8 · 10 -16이다. [H₂O] = 55.56 = const이면 방정식의 왼쪽에있는 K와 결합 할 수 있습니다. 다음 :

이러한 형태로 변환 된 수 해리 방정식을 물의 이온 산물이라고하며, K_w. K 값_w H + 및 OH -의 농도의 임의의 값에서 일정하게 유지된다. 수소 이온 H +의 농도가 증가함에 따라 수산기 이온 OH의 농도는 감소하고 반대의 경우도 마찬가지입니다. 예를 들어 [H +] = 10 -6이면 [OH -] = K_w/ [H +] = (10 -14) / (10 -6) = 10-8. 하지만 K_w = (10 -6). (10-8) = 10-14 = const이다. 물의 이온 생성물로부터, 평형 상태 [H +] = [OH -] = √K_w = √1 • 10 -14 = 10 -7 M.

수용액에서 수소 이온과 수산기의 농도 사이의 관계의 특이성은 이러한 값 중 하나가 매질의 산도 또는 알칼리도를 특성화하는 데 사용될 수있게합니다. 수소 이온 H +의 농도 값을 사용하는 것이 일반적입니다. 스웨덴 화학자 K.Serenzen은 1909 년에 10-7의 값으로 작동하는 것이 불편하기 때문에 이러한 목적으로 수소 이온 H +의 농도의 음의 대수를 사용하고 위도로부터 pH를 지정했습니다. potentia hydrogeni - 수소의 힘 : pH = -lg [H +]. 그러면 [H +] = 10-7이라는 표현은 pH = 7로 간단히 쓸 수 있습니다. 이후 제안 된 매개 변수는 단위가 없으며, 측정 (pH)이라고합니다. 세렌 손 (Serenson)의 제안의 편의성은 명백한 것처럼 보이지만 그는 수소 이온 H +의 농도와 pH 값 사이의 비정상적인 반대 관계에 대해 동시대 사람에 의해 비난 받았다. 용액의 산도가 증가함에 따라 pH 값은 감소한다. 물의 이온 생성물로부터, pH는 pH = 7의 중성점을 갖는 0 내지 14의 값을 취할 수있다. 인간의 맛의 기관은 pH = 3.5 이하의 값에서 산미를 구별하기 시작합니다.

aquarism의 경우, pH 범위는 4.5-9.5이며 (아래에서 고려할 것임) 일반적으로 다음과 같은 규모가 가변적 인 가격 구분으로 채택됩니다.

• 알칼리성 pH 8

실제로, 대부분의 경우 일정한 분할 가격을 가진 더 거친 규모가 훨씬 더 유익합니다.

• pH = 5 ± 0.5 - 산성
• pH = 6 ± 0.5 - 약산
• pH = 7 ± 0.5 - 중성
• pH = 8 ± 0.5 - 약 알칼리성
• pH> 8.5 - 알칼리성

pH가 9.5 인 환경은 생물학적으로 공격적이어서 수족관의 주민들의 삶에 부적합한 것으로 간주되어야합니다. pH는 대수 값이므로 1 단위의 pH 변화는 수소 이온 농도를 10 배, 2 배를 100 배 변화시킨 것 등을 의미하며, H + 농도의 변화는 pH 값을 단지 0.3 단위.

많은 수족관 물고기는 건강에 특별한 해를 끼치 지 않고 물의 산성도가 100 배 (즉, 2 pH 단위) 변화 할 수 있습니다. 디바이더 haratsinovyh 및 기타 소위. 연어 물고기는 일반 수족관 (약 알칼리성 물이있는)에서 생산자를 산란 탱크 (약산성)에 넣고 중간 적응없이 되돌립니다. 또한 포로 상태에서 산성 수를 가진 대부분의 생물체가 pH 7.0-8.0의 물에서 더 잘 생활한다는 사실을 보여줍니다. S. Spott은 담수 수족관에 최적 인 pH 7.1-7.8을 고려합니다.

증류수의 pH는 5.5-6.0이며 예상 pH = 7은 아닙니다. 이 역설을 다루기 위해서는 "고귀한 가족"과 친해질 필요가 있습니다. CO₂ 및 그 유도체.

2. 온도, 습도, 재기 동시에 측정 한 CO2

헨리의 법칙에 따르면 물 속에있는 공기 혼합물의 기체 함량은 공기 분압과 흡수 계수에 비례합니다. 공기에는 0.04 % CO가 함유되어 있습니다.₂, 0.4 ml / l까지 농도에 해당합니다. CO 흡수율₂ 물 = 12.7. 다음 1 리터의 물은 0.6-0.7 ml의 CO를 용해시킬 수있다.₂ (ml, not mg!). 비교를 위해, 그 생물학적 대칭은 대기 중 20 %의 함량과 0.05의 흡수 계수를 갖는 산소이며, 용해도는 7 ml / l입니다. 흡수 계수의 비교는 다른 것들이 동일하다는 것을 보여 주며, CO의 용해도₂ 산소의 용해도를 상당히 초과한다. 그런 부당한 이유를 알아 내려고합시다.

산소 및 질소와 달리 이산화탄소 - CO₂, 단순한 물질이 아니라 화학 물질 인 산화물입니다. 다른 산화물과 마찬가지로 물과 상호 작용하여 산화물 수화물을 형성하며 다른 비금속과 마찬가지로 수산화물은 산성 (탄산)입니다.

결과적으로 이산화탄소의 상대적 용해도는 물과의 화학 결합으로 인한 것이고 산소 또는 질소에서는 발생하지 않는다. 탄산의 산성 특성을 신중하게 고려하고 질량 작용의 법칙을 적용하고 [H₂O] = const :

여기 K₁ 및 K₂ - 1 단계와 2 단계에서 탄산의 해리 상수.

Jonah NSO₃ - 중탄산염 (오래된 문헌, 중탄산염), CO 이온₃ -- - 탄산염. K 주문₁ 및 K₂ 탄산은 매우 약한 산 (K₁ ~까지₂).

방정식 K로부터₁ 수소 이온 H +의 농도를 계산할 수 있습니다 :

헨더슨 (Henderson)과 하셀 발치 (Hasselbalch)가 완충 용액 이론에 대한 그들의 시간에했던 것처럼 우리가 pH의 관점에서 H +의 농도를 표현한다면,

여기서, pH와 유사하게, pK₁ = -lgК₁ = -lg4 • 10-7 = 6.4 = const. 그런 다음 pH = 6.4 + lg [HCO₃ - ] / [CO₂]. 마지막 방정식은 Henderson-Hasselbalch 방정식이라고합니다. 적어도 두 가지 중요한 결론이 Henderson-Hasselbalch 방정식에서 따릅니다. 첫째, pH 값을 분석하기 위해서는 CO만의 성분 농도에 대해 충분하고 충분한 지식이 필요합니다.₂-시스템. 둘째로, pH 값은 농도 [HCO₃ - ] / [CO₂], 그 반대는 아닙니다.

[HCO₃ - ] 알려지지 않은 경우, 증류수에서 H +의 농도를 계산하기 위해 분석 화학 [H +] = √K에서 채택 된 공식을 사용할 수 있습니다₁[CO₂]. 그러면 pH = -lg√K₁[CO₂]. 우리가 관심있는 pH 값을 추정하기 위해 측정 단위로 돌아가 보자. Henry의 법칙에 따르면, CO의 농도₂ 증류수 중 0.6 ml / l이다. 표현식 [CO₂]는 이산화탄소의 몰 농도 (위 참조)를 의미합니다. 1M CO₂ 무게는 44 그램이며 정상적인 조건에서는 22.4 리터가 필요합니다. 그런 다음,이 문제를 해결하기 위해, 1M의 어떤 비율, 즉 22.4 리터에서 0.6 ml를 구성하십시오. CO의 농도₂ 체중 단위가 아니라 체중 단위로 표현된다. (mg / l)의 경우, 원하는 분율은 CO의 몰 중량₂ - 44 그램에서. 그런 다음 필요한 값은 다음과 같습니다.

여기서 x는 체적 (ml / l), y는 CO의 중량 (mg / l) 농도₂. 가장 간단한 계산은 대략 3 • 10 -5 M CO_{도 2를 참조하면,} 0.03mM이다. 그런 다음

이는 측정 된 값과 일치합니다.

Henderson-Hasselbalch 방정식으로부터, pH 값이 비율 [HCL₃ - ] / [CO₂]. 대략 우리는 한 성분의 농도가 다른 성분의 농도를 100 배 초과하면, 후자는 무시 될 수 있다고 가정 할 수 있습니다. 그런 다음 [통계청₃ - ] / [CO₂] = 1/100 pH = 4.5, 이는 CO의 하한으로 간주 될 수있다₂-시스템. 더 작은 pH 값은 황산, 탄산보다는 염산과 같은 다른 무기산의 존재 때문입니다. [통계청₃ - ] / [CO₂] = 1/10, pH = 5.5이다. [통계청₃ - ] / [CO₂] = 1, 또는 [NSO₃ - ] = [CO₂], pH = 6.5. [통계청₃ - ] / [CO₂] = 10, pH = 7.5. [통계청₃ - ] / [CO₂] = 100, pH = 8.5. pH> 8.3 (페놀프탈레인의 당량비)에서 물에서 유리 된 이산화탄소는 실질적으로 존재하지 않는다고 믿어진다.

3. 자연의 수질 및 탄소 평형

본질적으로, CO로 포화 된 대기 수분₂ 풍화의 지질 학적 껍질을 통해 여과 된 강수와 함께 공기가 빠져 나간다. 풍화 지각의 광물질 부분과 상호 작용하는 것으로 간주되어 소위 풍성하게된다. 형질 이온 : Ca ++, Mg ++, Na +, SO₄ --, Сl - 화학 조성을 형성합니다.

그러나, V.I. 베르나르드와 B. Polynov는 습도가 적당하고 습도가 낮은 지역의 지표 및 지하수의 화학적 조성은 주로 토양에 의해 형성된다는 것을 보여주었습니다. 풍화 지각의 영향은 지질 시대와 관련이있다. 침출 정도. 썩어가는 식물 잔류 물은 CO₂, 통계청₃ - ash 원소는 살아있는 식물 물질에 함유 된 성분에 상응하는 비율로 함유되어있다 : ash> Na> Mg. aquriumistics에서 사용되는 식수는 거의 모든 지역에서 지배적 인 음이온으로 중탄산염 이온 HCO를 함유하고 있다는 점이 궁금합니다.₃ -, 양이온 중에는 Ca ++, Na +, Mg ++가 포함되어 있으며 Fe가 포함되어 있습니다. 습한 열대 지방의 표층수는 일반적으로 희석 정도가 다른 화학 성분이 놀라 울 정도로 균일합니다. 그러한 물의 경도는 극히 드물게 값 (8 ° dGH)에 도달하며 보통 4 ° dGH까지 유지합니다. 이러한 물에서 [CO₂] = [HCO₃ - ], 그들은 약산 반응과 6.0-6.5의 pH를 가진다. 풍부한 양의 잎 깔짚과 많은 양의 강수량으로 인한 능동적 인 파괴로 인해 그러한 물에서 CO 함량이 매우 높습니다.₂ 그리고 휴 요소 (fulvic acids)는 재 성분이 거의 없다. 이들은 소위입니다. 아마존의 "검은 바닷물"은 pH 값이 4.5로 내려갈 수 있고 소위 말하는 것을 유지할 수있다. 습한 버퍼.

유지 보수 WITH₂ 자연수에서 이동성에 영향을줍니다. 따라서 CO의 흐르는 물에서₂ 은 2-5 mg / l (10 이하)의 농도로 함유되어 있지만, 늪지와 연못의 정체 된 수역에서는이 값이 15-30 mg / l의 값에 도달합니다.

건조하고 가난한 초목 지역에서 지표수의 이온 성 구성물의 형성은 풍화 지각을 구성하는 암석의 지질 학적 나이와 그 화학적 조성에 의해 크게 영향을 받는다. 그것들에서, 형질 이온의 pH와 비율은 위에서 주어진 것과 다르다. 결과적으로, 물은 상당한 함량의 SO₄ - 및 Сl-, 그리고 상당한 양의 Mg ++를 포함한 양이온 Na +가 우세 할 수있다. 총 소금 함량 증가 - mineralization. 탄화수소의 함량에 따라 pH 7 ± 0.5에서 pH 8 ± 0.5까지 평균적으로 변화하며 경도는 항상 10 ° dGH보다 높습니다. 안정한 알칼리성 물에서 pH> 9 일 때 Ca ++가 석회석의 형태로 침전하므로 주요 양이온은 항상 Mg ++ 및 Na +와 함께 눈에 띄는 칼륨 함량을 갖게됩니다. 이와 관련하여, 그레이트 아프리카 리프트 밸리의 물은 소위 특징입니다. 소다 염분. 동시에 빅토리아 호수, 말라위 및 탕가 니카와 같은 거성의 물조차도 높은 무기물 함량과 탄산염의 높은 함량으로 그 물의 탄산염 "경도"가 총 경도 인 dKH> dGH를 초과하는 특징이 있습니다.

물 속에 함유 된 일산화탄소₂ 및 그 유도체, 중탄산염 및 탄산염은 소위 말하는 상호 연결되어 있습니다. 이산화탄소 평형 :

풍화 지각이 젊고 석회석 (CaCO₃) 이산화탄소 평형은 식

이 방정식에 질량 (위 참조)의 작용 법칙을 적용하고 [H₂O] = const 및 [CaCO₃] = const (고체상), 우리는 얻는다 :

여기서 k_CO2 - 이산화탄소 평형 상수.

활성 물질의 농도가 밀리몰 (mM, 10 -3 M)으로 표시되면,_CO2 = 34.3. 방정식 K로부터_CO2 눈에 보이지 않는 불안정 탄화수소 화합물 : CO가 없을 때_{도 2를 참조하면,} 즉 와 [CO₂] = 0이면, 방정식은 이해가되지 않습니다. 이산화탄소가 없을 때 중탄산염은 CO로 분해됩니다.₂ 알칼리화 된 물 : HCO₃ - → HE - + WITH₂. 자유로운 CO의 내용₂ 일정한 pH에서 중탄산염의 주어진 농도의 지속 가능성을 보장하는 "생명이없는"물은 매우 중요하지 않다. 이것은 평형 이산화탄소 - [CO₂]_피. 이것은 공기 중의 이산화탄소 함량과 물의 dKH 함량과 관련이 있습니다 : dmg의 증가, [CO₂]_피. CO 함량₂ 자연 수역에서는 일반적으로 평형 상태에 가깝고 dKH, dGH 및 pH 값이 아닌 수족관 물의 자연 상태를 가장 잘 구분하는 것은 이러한 특성입니다. 방정식 k를 풀어 라._CO2 상대적으로₂, 평형 이산화탄소의 농도를 결정할 수 있습니다 :

담수 aquarism에서 총 경도, 탄산염 "경도"및 신맛의 개념이 중요하기 때문에 방정식이 흥미 롭습니다.

그들을 하나의 시스템으로 결합하십시오. K 나누기_CO2 K에_{도 1을 참조하면,} 우리는 일반화 된 방정식을 얻는다 :

[H +]와 pH는 반비례한다는 것을 상기하라. 그런 다음 마지막 방정식은 매개 변수가 dGH, dKH 및 pH가 직접 비례 함을 보여줍니다. 이것은 가스 평형 상태에 가까운 상태에서 한 성분의 농도가 증가하면 다른 성분의 농도가 증가한다는 것을 의미합니다. 이 특성은 다른 지역의 자연수의 화학 조성을 비교할 때 분명하게 나타납니다. 더 강한 수역은 더 높은 pH 및 dKH 값을 특징으로합니다.

물고기의 경우 최적의 CO 함량₂ 1-5mg / l을 만듭니다. 농도가 15mg / l 이상이면 많은 수족관 물고기의 건강에 해로울 수 있습니다 (아래 참조).

따라서, 이산화탄소 균형의 관점에서, CO 함량₂ 자연 수역에서 항상 [CO₂] p.

4. 수질 및 용제 생산

수족관 물은 CO의 관점에서 평형이 아니다.₂ 원칙적으로. CO를 이용한 이산화탄소 측정₂-테스트를 통해 총 이산화탄소 - [CO₂]_일반, 그 값은 일반적으로 평형 이산화탄소의 농도 - [CO₂]_일반> [CO₂]_피. 이 초과분을 비평 형 이산화탄소 - [CO₂]_네르. 그런 다음

평형과 비평 형의 두 가지 형태의 이산화탄소는 측정 할 수 없지만 단지 계산 된 매개 변수뿐입니다. 그것은 수생 식물의 활동적인 광합성을 제공하고 다른 한편으로는 특정 종의 어류를 유지할 때 문제를 일으킬 수있는 비평 형 이산화탄소입니다. 균형 잡힌 수족관에서 이산화탄소 함량의 자연적인 일일 변동은 농도가 [CO₂]_피 수족관 물 버퍼의 기능을 초과하지 마십시오. 다음 장에서 볼 수 있듯이, 이러한 진동의 진폭은 ± 0.5 [CO₂]_피. 그러나 이산화탄소 함량이 0.5 [CO₂]_피, 청구 된 구성 요소의 동력₂-시스템 - dGH, dKH 및 pH는 자연과 매우 다를 것입니다. 이러한 상황에서 총 경도 (dGH)는 pH 및 dC 값이 떨어지는 배경에서 증가합니다. 수족관 물과 자연수를 근본적으로 구별 할 수있는 상황입니다. dGH의 증가는 석회석 토양의 용해 결과로 발생합니다. 이러한 물에서는 어류의 몸에서 가스 교환의 중요한 과정이 방해받을 수 있는데 특히 CO 제거₂, 출현하는 병리학 적 대응 과정은 종종 상황을 평가하는 데 오류를 일으킨다 (아래 참조). 해양 암초 수족관에서는 그러한 물이 새로 침전 된 CaCO₃ 다른 위치에 따라 수족관의 복지 동안 해골에서 폴립 몸체의 분리와 동물의 죽음으로 이어질 수있는 손상 부위를 포함한 단단한 산호 골격.

풍부한 수생 식물로 인해 [CO₂]_일반 ++ +WITH₃ -- _(rr). 대중의 행동 법칙을 적용하면 다음과 같이 나타납니다. [Ca ++] [CO₃ -- ]_(rr)/ [CaCO₃]_(tv.)= K [CaCO₃]_(tv.)= const (고상), [Ca ++] [CO₃ -- ]_(rr)= K 이후 마지막 방정식은 물질의 용해 능력을 특징으로하며, 거의 용해되지 않는 물질의 포화 이온 농도의 산물을 용해도 곱 - PR (물의 K_w).

홍보_{카소 3} = [Ca ++] [CO₃ -- ] = 5 • 10 -9. 물의 이온 생성물 인 PR_{카소 3} 칼슘 이온 및 카보네이트의 농도 변화에 관계없이 일정하게 유지된다. 그런 다음 석회석이 수족관 토양에 존재하면 탄산염 이온은 항상 PR에 의해 결정된 양의 물에 존재합니다_{카소 3} 및 전체 강성 :

비 평형 이산화탄소가 물에 존재하면 다음과 같은 반응이 일어납니다.

이는 탄산염 이온의 포화 농도를 낮춘다 [CO₃ -- ]. 결과적으로, 용해도 곱에 따라, CO의 보상 양이 물 속으로 흘러 들어갈 것이다.₃ -- 카지노에서₃, 즉 석회암이 녹기 시작합니다. sb 이후₂+H₂O = H + + NSO₃ -, 위 방정식의 의미는 더 정확하게 공식화 될 수있다 : CO₃ -- +H + = NSO₃ -. 마지막 방정식은 PR에 따른 물의 탄산염_{카소 3}, CO를 용해시켜 생성 된 산 (H +)을 중화시키고₂, 이에 의해 물의 pH는 변하지 않는다. 그래서 점차 대화를 시작했습니다.

5. CARBONATE BUFFER SYSTEM

솔루션은 두 가지 특성을 지닌 경우 버퍼라고합니다.

A : 용액의 pH 값은 농도 나 희석 정도에 의존하지 않습니다.

B : 산 (H +) 또는 알칼리 (OH -)를 가하면 pH 값이 조금 변하지 만 완충 용액의 성분 중 하나의 농도가 반 이상 변할 때까지 거의 변하지 않는다.

이러한 성질은 약산과 그 염으로 이루어진 용액을 가지고 있습니다. 수족관 연습에서,이 산은 이산화탄소이며 그 지배적 인 소금은 중탄산 칼슘입니다 - 칼슘 (HCO₃)₂. 반면에, CO의 증가₂ 평형 이상은 물 - H +에 산을 첨가하는 것과 동일하며 평형 이하로 농도를 낮추는 것은 알칼리 - OH - (중탄산의 분해 - 상기 참조)를 첨가하는 것과 같습니다. pH 값이 1 단위 변경되도록 완충액 (수족관 물)에 첨가해야하는 산 또는 알칼리의 양을 완충 용량이라고합니다. 이로부터 수족관 수의 pH가 완충액의 용량보다 빨리 변하기 시작하지만, 완충액 용량이 모두 소모되면 pH는 이미 도입 된 산의 양 또는 알칼리와 동등한 변화를 보인다. 버퍼 시스템의 기본은 소위입니다. Le Chatelier의 원리 : 화학 평형은 항상 적용된 효과의 반대 방향으로 이동합니다. A 및 B 버퍼 시스템의 특성을 고려하십시오.

A. 그들의 농도에 대한 완충 용액의 pH의 독립성은 Henderson-Hasselbalch 방정식으로부터 유도된다 : pH = pK₁ +lg [HCO₃ - ] / [CO₂]. 그런 다음 다양한 농도의 HCO₃ - 및 CO₂ 그들의 태도 [HCO₃ - ] / [CO₂]는 변경되지 않을 수 있습니다. 예를 들어 [HCO₃ - ] / [CO₂] = 20/8 = 10/4 = 5/2 = 2.5 / 1 = 0.5 / 0.2 = 2.5, 즉, 탄산염의 경도 값과 탄산염의 함량이 다른 물₂, 같은 비율로 포함 시키면 같은 pH 값을 갖게됩니다 (ch.2 참조). 이러한 물의 버퍼 용량은 분명히 다릅니다 : 버퍼 시스템의 구성 요소 농도가 높을수록 버퍼 용량이 커지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

Aquarists는 물 공급 스테이션이 지하수보다는 표면으로 공급되는 경우 일반적으로 봄과 가을 홍수 기간 동안 버퍼 시스템의 이러한 특성을 경험합니다. 그러한 기간 동안, 물의 완충 능력은 일부 종의 어류가 전통적인 조밀 한 상륙을 견디지 못하는 정도까지 감소 할 수있다. 그런 다음 신비한 질병에 관한 이야기, 예를 들어, 스칼라 또는 검술이 나타나기 시작하고, 모든 의약품에는 힘이 없습니다.

B. 당신은 3 가지 완충 시스템 인 수족관 물에 대해 이야기 할 수 있습니다. 각각의 수족관 물은 pH 범위에서 안정합니다 :

2. pH = 8.3 NSO₃ - 중탄산염 완충액

두 가지 버전으로 특성 B를 고려하십시오. var. B1 - CO 함량 증가₂ 및 var. B2 - 그 내용을 줄이면서.

B1. CO 농도₂ 증가 (단단한 착륙, 매우 오래된 물, 과다 공급).

CO의 산성 특성₂ 물과 상호 작용할 때 수소 이온 H +의 생성을 나타낸다 : CO₂+H₂О → Н + + НСО₃ -. 그런 다음 CO의 농도를 증가시킨다.₂ 수소 이온 H +의 농도의 증가와 동등하다. Le Chatelier의 원칙에 따르면, 이것은 H +의 중립화로 이어질 것입니다. 이 경우 버퍼 시스템은 다음과 같이 작동합니다.

탄산염 완충액 3: 탄산염 토양이 존재하면 수소 이온은 물에 존재하는 탄산염에 의해 흡수됩니다 : H + + CO₃ -- → 통계청₃ -. 이 반응의 결과는 CaCO의 용해₃ 지상 (위 참조).

중탄산 완충액 1 - 2: H + + HCO의 반응에 의해₃ - → CO₂↑ + H₂A. pH 안정성은 dKH의 탄산염 "경도"를 낮추고 결과로 생기는 CO를 제거함으로써 얻을 수 있습니다₂ - 광합성으로 인한 것이거나 공기 중으로의 확산으로 인한 것입니다 (적절한 폭기로).

초과 CO의 공급원₂ 물의 pH는 버퍼 용량의 감소와 함께 총 경도의 증가와 함께 감소하기 시작합니다. pH 값이 1 단위 감소하면 버퍼 시스템의 용량이 소진됩니다. pH = 6.5에서, 잔류 중탄산염 [HCO₃ - ] = [CO₂], pH -> H + + CO₃ --. 그런 다음 내용이 감소한 후에

WITH₂, 탄화수소의 비율 또한 비례 적으로 감소 할 것이며, 비율 [NSO₃ - ] / [CO₂]는 일정하게 유지된다 (속성 A, Henderson-Hasselbalch 방정식 참조). 이산화탄소 함량이 0.5 [CO₂]_피, pH 값은 증가하기 시작하여 pH = 8.3으로 증가 할 수 있습니다. 이 값에 도달하면, 중탄산염 완충액 (1)은 그 물 수용액에서 CO₂ 실질적으로 결석했다.

중탄산염 완충액 2 pH 값 = 8.3을 유지한다. 이 수치는 공식 [H +] = √K₁~까지₂, 여기서 k₁ 및 K₂ - 탄산의 1 차 및 2 차 해리 상수 (위 참조). 다음 :

즉 탄화수소 용액의 pH 값은 일정하며 pH = 8.3을 초과하지 않으며 이러한 물질의 화학적 성질이 매우 중요합니다.

일산화탄소가 없을 때₂ 탄화수소는 다음 식에 의해 분해된다.

통계청₃ - → CO₂+OH - 알칼리성 물 및 CO 강조₂, 어떤 식물이 섭취 하는가? 그러나, 동일한 중탄산염은 계획에 따라 OH를 중화합니다 : VAT₃ - → CO₃ -- +H +; 및 H + + OH- → H₂A. 그러므로 pH 값은 안정화 된 상태를 유지할 것이며, 이는 다음의 방정식을 반영합니다 :

중탄산염의 양을 감소시킴으로써 PH 안정성이 다시 달성된다. 물의 완충 능력을 낮춤으로써 그러나 dKN 수족관 테스트는 분석 방법 자체의 특성으로 인해 이러한 감소를 느끼지 못합니다.

중탄산염 이온은 산성과 염기성 모두를 해리 할 수있는 능력을 가지고 있기 때문에 HCO₃ - → H + + CO₃ -- 통계청₃ - → HE - + WITH₂, 이 탄산염의 "강성"dKN (탄화수소 함량)은 또한 완충 시스템입니다.

대서양 연안의 시클리드 (cichlids)가 해양 수족관 무역에서 보관 될 때 물에 중탄산염을 인위적으로 도입 (보통 베이킹 소다의 형태로)하는 경우가 있습니다. 이 경우 수족관 물의 완충력이 증가하고 pH 값이 8.3으로 증가하는 두 가지 전략이 구현됩니다.

CO의 양₂ 수족관 물에서 더 감소 할 것이고, 그 다음 그 양이 평형에 비해 절반으로 줄어들면 물의 pH가 증가하기 시작합니다. pH 값이 pH = 8.3을 초과하면 물에서 이산화탄소가 사라지고 무기 탄소는 중탄산염과 탄산염만으로 나타납니다.

탄산염 완충액 3. 탄산염이 용해도 곱 [CO₃ -- ] = PR_{카소 3}/ [Ca ++], CaCO 결정이 물에 형성됨₃. CO의 주 소비자는₂ 민물 수족관에서 수생 식물입니다, 그때 문제의 과정은 주로 녹색 잎의 표면에 발생합니다. pH> 8.3이 증가함에 따라, 성숙한 잎의 표면은 조류 성장을위한 주목할만한 기질 인 석회 지각으로 덮히기 시작합니다. CO 탄산염 결합₃ --, 형성 칼슘₃ 또한 pH 안정성을 유지합니다. 그러나 활성 광합성과 함께 Ca ++ 이온이 없으면 (매우 연수에서), 탄산염의 농도가 증가하면 탄산염의 가수 분해로 인해 pH 값이 증가합니다. CO₃ -- +H₂О → ОН - + НСО₃ -.

초기 pH 값에 비해 pH 값이 1 단위 증가하면 물의 완충력이 소진되고 CO 함량이 계속 떨어집니다₂, pH 값은 위험한 pH> 8.5로 빠르게 상승 할 수 있습니다. 결과적으로, CO의 감소₂ 수족관 물에서 총 경도의 약간의 감소와 함께 pH 값을 증가시킵니다. 그러한 물에서 (B1과 마찬가지로 강하게 비 평형 상태 임) 많은 연수 어류는 매우 불편 함을 느낄 것입니다.

따라서 물의 탄산염 완충 시스템은 전통적인 수족관의 하이드로 케미칼 파라미터 인 총 탄산염 경도, pH 및 CO 함량을 결합합니다.₂. dGH - pH - dKH - CO₂ 가장 보수적 인 인자는 dGH이고, 가장 휘발성 인 것은 CO₂. dGH, pH 및 특히 dKH가 침전되고 폭기 된 수돗물과 비교하여 수족관에서 호흡 과정과 광합성 과정의 정도를 판단 할 수 있습니다. 수족관 물의 버퍼 탱크 용량의 고갈은 한 방향과 다른 방향 모두에서 CO를 흡수하는 능력을 변화시킵니다₂, 그것이 종종 CO의 관점에서 강하게 비평 리적으로 전환하는 것은이 속성이다.₂ 자연과 근본적으로 다르다. 물고기가 내뿜는 CO를 흡수하는 수족관 물의 능력 변화₂, 그것의 제거를위한 물고기 몸의 생리 기능을 초과 할지도 모른다. 이것은 수족관 물고기 인구의 건강에 영향을주기 때문에, 당신은 CO의 생리 작용의 특징을 알고 있어야합니다₂ 물고기의 몸에.

© Alexander Yanochkin, 2005
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