Akwarystyka Twardość wody w akwarium
Pojęcie twardości wody oraz jej znaczenie w akwarystyce są znane i niejednokrotnie opisywane. W popularnych podręcznikach akwarystycznych w języku polskim pod ta nazwa rozumiano zwykle całkowitą twardość wody, zwaną również twardości ogólną.
Zwykle wystarcza to do prawidłowego założenia i pielęgnacji akwarium dekoracyjnego. Przy próbach rozmnażania ryb wiadomości o twardości wody przedstawione w tych popularnych podręcznikach są jednak często niewystarczające i okazuje się, że zagadnienie jest nieco bardziej skomplikowane. Niżej podejmiemy wiec próbę nieco szerszego przedstawienia pojęcia twardości wody i związanych z tym problemów.
Twardość wody jest wywoływana przez rozpuszczone w niej sole
wapniowe, magnezowe i żelazawe, a ściślej rzecz ujmując przez
kationy Ca2+, Mg2+ i F2+. Całkowita ilość tych kationów określa
całkowita, czyli ogólną twardość wody. Stosowaną w polskiej
akwarystyce jednostką twardości wody jest stopień niemiecki (On).
W zagranicznych publikacjach akwarystycznych można spotkać
czasem inne jednostki twardości wody. Wzajemne przeliczanie
różnych jednostek umożliwia tabela 1.
Wzajemna zależność rożnych jednostek twardości wody:
Głównie odpowiedzialne za twardość wody, rozpuszczone w niej sole wapniowe i magnezowe mogą występować jako wodorowęglany, lub też w innej postaci. Rozróżnia się wiec dwa rodzaje twardości: wywoływaną przez rozpuszczone wodorowęglany twardość węglanową oraz wywoływaną przez pozostałe sole twardość niewęglanową. Można to zapisać:
twardość węglanową + twardość niewęglanową = twardość ogólną.
Wszystkie rodzaje twardości wody określa się w tych samych
jednostkach w przypadku akwarystyki polskiej w stopniach niemieckich. Rozróżnianie tych dwóch rodzajów twardości jest szczególnie istotne przy rozmnażaniu ryb. Przekonano się bowiem, że wiele gatunków źle rozmnaża się w wodzie o zbyt wysokiej twardości węglanowej, chociaż twardość ogólna wydaje się być odpowiednia. Utrudnione jest wtedy zapłodnienie ikry oraz jej rozwój, a także rozwój larw. Akwarysta decydujący ,się na rozmnażanie takich ryb powinien więc znać nie tylko twardość ogólna, ale i twardość
węglanowa użytej wody. Określanie twardości ogólnej i węglanowej wody jest możliwe metodami analitycznymi. Nie oznacza to natomiast twardości
niewęglanowej, tylko określa ją ewentualnie z równania:
twardość niewęglanowa = twardość ogólna - twardość węglanowa
Metody oznaczeń opisane są w większości akademickich podreczników
chemii analitycznej, w rozdziałach poświęconych chemii wody. Obecnie w laboratoriach stosuje się zwykle oznaczanie ogólnej twardości wody metod wersenianową; zwaną również miareczkowaniem wersenianem dwusodowym, kompleksonem III, Chelatonem III lub EDTA. Twardość węglanową oznacza się zwykle przez miareczkowanie kwasem solnym wobec oranżu metylowego. Obie te metody wymagaj pewnego przygotowania w zakresie chemii analitycznej oraz odpowiednich odczynników i szkła laboratoryjnego.
Trudno je więc polecać wszystkim zainteresowanym akwarystom. Mogą natomiast być stosowane przez osoby dysponujące odpowiednim przygotowaniem, odczynnikami i szkłem. Należy tu również wspomnieć, że opisywane czasem w literaturze akwarystycznej, drastycznie uproszczone wersje tych metod mogą prowadzić do poważnych błędów. Natomiast zalecane nieraz i zupełnie wystarczające w akwarystyce, a stosunkowo proste oznaczanie ogólnej twardości wody metodą Clark'a zostało już zaniechane w profesjonalnych laboratoriach. W związku z tym zaprzestano produkcji mydła CIark'a.
Dla szerokich rzesz akwarystów określenie twardości wody jest możliwe za pomocą specjalnie produkowanych zestawów, dostepnych w specjalistycznych sklepach. Posługiwanie się nimi jest stosunkowo proste i opisane w załączonej do zestawu instrukcji. Zestawy te są produktami firmowymi i zwykle nie jest podany ich skład chemiczny i mechanizm działania. Należy jednak bezwzględnie zwrócić uwagę, aby zestaw nie był przeterminowany i aby był przechowywany we właściwych, podanych przez producenta warunkach. W przypadku jakichkolwiek wątpliwości w stosunku do uzyskiwanych wyników wskazana jest kontrola zestawu na drodze analizy
tej samej wody, przeprowadzonej któraś z profesjonalnych metod analitycznych.
Korygowanie twardości wody przeznaczonej do napełnienia akwarium
jest zabiegiem dość kłopotliwym. Dlatego też w akwariach dekoracyjnych znacznie prościej jest dostosować zestaw roślin i ryb do twardości dostępnej wody, niż podejmować próby jej korygowania. Przy rozmnażaniu ryb jest to jednak bardzo często nieodzowne. Korygowanie twardości wody może dotyczyć: częściej stosowanego zmiękczania wody oraz rzadko stosowanego podwyższania jej twardości.
Obniżenie ogólnej twardości wody dla celów akwarystycznych
można przeprowadzić dwoma drogami: - poprzez zmieszanie twardszej wody z odpowiedni ilością wody o co najwyżej śladowej zawartości soli mineralnych. Można tu użyć wody destylowanej, demineralizowanej, deszczowej lub ze stopionego śniegu. Sposób ten ma te zaletę, że zapewnia również bardziej naturalną ogólną ilość rozpuszczonych w wodzie soli . W przypadku wody deszczowej lub ze stopionego śniegu należy się jednak liczyć z możliwości skażenia wody i odpowiednio ją oczyścić. Natomiast użycie wody destylowanej może być kosztowne, a demineralizowanej kłopotliwe w krajowych warunkach. Często jednak stosowanie tych metod jest jedyną możliwością uzyskania wody odpowiedniej do rozmnażania ryb.
- poprzez przepuszczenie wody przez warstwę kationitu. Sposób ten był niejednokrotnie opisywany i jest dość powszechnie stosowany przez akwarystów polskich.
Ma jednak wadę: powoduje nienaturalnie wysoką zawartość soli w wodzie . Może to mieć szczególne znaczenie przy rozmnażaniu ryb, a także przy
hodowli okazów świeżo importowanych z tropików. Podwyższanie ogólnej twardości wody można dokonywać przez dodawanie do niej rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu. Stosunkowo prostym sposobem jest dodawanie roztworów chlorku wapniowego i siarczanu magnezowego.
Przepis wykonania:
A. 10 g chemicznego czystego chlorku wapniowego (CaCl2) rozpuszczamy
w 60 cm3 wody destylowane, dokładnie wytrząsamy i dopełniamy wodą destylowaną do 100 m3. Uzyskujemy w ten sposób 10% wodny roztwór chlorku wapniowego.
B. 25 g chemicznie czystego siarczanu magnezowego (MgSO4) rozpuszczam w 60 cm3 wody destylowanej, dokładnie wytrząsamy i dopełniamy wodą destylowaną do 100 cm3. Uzyskujemy w ten sposób 25% wodny roztw6r siarczanu magnezowego.
Oba roztwory należy przechowywać w szczelnie zamkniętych butelkach.
Przy prawidłowym przechowywaniu praktycznie się nie starzej.
W celu podwyższenia twardości wody dodajemy do niej odpowiednie
ilości obu roztworów (A + B), które określamy z wzorów:
VCA = a (C - b) * 0,259
VMG = a (C – b) * 0,062
gdzie; VCA - ilość cm3 roztworu chlorku wapniowego (A ) VMG ilość cm3 roztworu siarczanu magnezowego (B), a - ilość litrów wody, której twardość podwyższamy, b - wyjściową twardość wody w nº, c - żądana twardość wody w ºn.
Obniżenie samej tylko twardości węglanowej wody jest możliwe poprzez jej gotowanie. Zachodzi wtedy reakcja, w czasie której rozpuszczalny wodorowęglan wapniowy przechodzi w nierozpuszczalny węglan wapniowy, który osadza się na ściankach naczynia w postaci tzw. kamienia kotłowego. Zjawisko to znane jest powszechnie i obserwowane na ściankach czajnika, w którym gotujemy wodę. Chemicznie można to zapisać:
Ca2+ + 2HCO2- → CaCO3 + H2O + CO2
Analogicznie zachowuje się w czasie gotowania rozpuszczony w wodzie wodorowęglan magnezowy:
Mg2+ + 2HCO3- → MgCO3 + H2O + CO2
Ponieważ jednak rozpuszczalność węglanu magnezowego (MgCO3) jest nieco większa niż węglanu wapniowego, zawsze pewna jego cześć pozostaje w wodzie. Jest to z reguły nieistotne z punktu widzenia akwarysty, który może przyjąć, że woda po kilkuminutowym gotowaniu ma twardość węglanowa zbliżoną do zera. Wyjątki są bardzo rzadkie. Twardość niewęglanowa wody w czasie gotowania nie ulega praktycznie zmianie. Może natomiast zmienić się jej odczyn. Ponieważ jednak obniżania twardości węglanowej dokonuje się zwykle w wypadku przeznaczenia jej do akwariów tarliskowych nie sprawia to dodatkowych kłopotów, gdyż i tak dokonuje się korekcji odczynu do wartości właściwej dla danego gatunku ryb akwariowych.
Odczyn wody
Zwykle wystarcza to do prawidłowego założenia i pielęgnacji akwarium dekoracyjnego. Przy próbach rozmnażania ryb wiadomości o twardości wody przedstawione w tych popularnych podręcznikach są jednak często niewystarczające i okazuje się, że zagadnienie jest nieco bardziej skomplikowane. Niżej podejmiemy wiec próbę nieco szerszego przedstawienia pojęcia twardości wody i związanych z tym problemów.
Twardość wody jest wywoływana przez rozpuszczone w niej sole
wapniowe, magnezowe i żelazawe, a ściślej rzecz ujmując przez
kationy Ca2+, Mg2+ i F2+. Całkowita ilość tych kationów określa
całkowita, czyli ogólną twardość wody. Stosowaną w polskiej
akwarystyce jednostką twardości wody jest stopień niemiecki (On).
W zagranicznych publikacjach akwarystycznych można spotkać
czasem inne jednostki twardości wody. Wzajemne przeliczanie
różnych jednostek umożliwia tabela 1.
Wzajemna zależność rożnych jednostek twardości wody:
Głównie odpowiedzialne za twardość wody, rozpuszczone w niej sole wapniowe i magnezowe mogą występować jako wodorowęglany, lub też w innej postaci. Rozróżnia się wiec dwa rodzaje twardości: wywoływaną przez rozpuszczone wodorowęglany twardość węglanową oraz wywoływaną przez pozostałe sole twardość niewęglanową. Można to zapisać:
twardość węglanową + twardość niewęglanową = twardość ogólną.
Wszystkie rodzaje twardości wody określa się w tych samych
jednostkach w przypadku akwarystyki polskiej w stopniach niemieckich. Rozróżnianie tych dwóch rodzajów twardości jest szczególnie istotne przy rozmnażaniu ryb. Przekonano się bowiem, że wiele gatunków źle rozmnaża się w wodzie o zbyt wysokiej twardości węglanowej, chociaż twardość ogólna wydaje się być odpowiednia. Utrudnione jest wtedy zapłodnienie ikry oraz jej rozwój, a także rozwój larw. Akwarysta decydujący ,się na rozmnażanie takich ryb powinien więc znać nie tylko twardość ogólna, ale i twardość
węglanowa użytej wody. Określanie twardości ogólnej i węglanowej wody jest możliwe metodami analitycznymi. Nie oznacza to natomiast twardości
niewęglanowej, tylko określa ją ewentualnie z równania:
twardość niewęglanowa = twardość ogólna - twardość węglanowa
Metody oznaczeń opisane są w większości akademickich podreczników
chemii analitycznej, w rozdziałach poświęconych chemii wody. Obecnie w laboratoriach stosuje się zwykle oznaczanie ogólnej twardości wody metod wersenianową; zwaną również miareczkowaniem wersenianem dwusodowym, kompleksonem III, Chelatonem III lub EDTA. Twardość węglanową oznacza się zwykle przez miareczkowanie kwasem solnym wobec oranżu metylowego. Obie te metody wymagaj pewnego przygotowania w zakresie chemii analitycznej oraz odpowiednich odczynników i szkła laboratoryjnego.
Trudno je więc polecać wszystkim zainteresowanym akwarystom. Mogą natomiast być stosowane przez osoby dysponujące odpowiednim przygotowaniem, odczynnikami i szkłem. Należy tu również wspomnieć, że opisywane czasem w literaturze akwarystycznej, drastycznie uproszczone wersje tych metod mogą prowadzić do poważnych błędów. Natomiast zalecane nieraz i zupełnie wystarczające w akwarystyce, a stosunkowo proste oznaczanie ogólnej twardości wody metodą Clark'a zostało już zaniechane w profesjonalnych laboratoriach. W związku z tym zaprzestano produkcji mydła CIark'a.
Dla szerokich rzesz akwarystów określenie twardości wody jest możliwe za pomocą specjalnie produkowanych zestawów, dostepnych w specjalistycznych sklepach. Posługiwanie się nimi jest stosunkowo proste i opisane w załączonej do zestawu instrukcji. Zestawy te są produktami firmowymi i zwykle nie jest podany ich skład chemiczny i mechanizm działania. Należy jednak bezwzględnie zwrócić uwagę, aby zestaw nie był przeterminowany i aby był przechowywany we właściwych, podanych przez producenta warunkach. W przypadku jakichkolwiek wątpliwości w stosunku do uzyskiwanych wyników wskazana jest kontrola zestawu na drodze analizy
tej samej wody, przeprowadzonej któraś z profesjonalnych metod analitycznych.
Korygowanie twardości wody przeznaczonej do napełnienia akwarium
jest zabiegiem dość kłopotliwym. Dlatego też w akwariach dekoracyjnych znacznie prościej jest dostosować zestaw roślin i ryb do twardości dostępnej wody, niż podejmować próby jej korygowania. Przy rozmnażaniu ryb jest to jednak bardzo często nieodzowne. Korygowanie twardości wody może dotyczyć: częściej stosowanego zmiękczania wody oraz rzadko stosowanego podwyższania jej twardości.
Obniżenie ogólnej twardości wody dla celów akwarystycznych
można przeprowadzić dwoma drogami: - poprzez zmieszanie twardszej wody z odpowiedni ilością wody o co najwyżej śladowej zawartości soli mineralnych. Można tu użyć wody destylowanej, demineralizowanej, deszczowej lub ze stopionego śniegu. Sposób ten ma te zaletę, że zapewnia również bardziej naturalną ogólną ilość rozpuszczonych w wodzie soli . W przypadku wody deszczowej lub ze stopionego śniegu należy się jednak liczyć z możliwości skażenia wody i odpowiednio ją oczyścić. Natomiast użycie wody destylowanej może być kosztowne, a demineralizowanej kłopotliwe w krajowych warunkach. Często jednak stosowanie tych metod jest jedyną możliwością uzyskania wody odpowiedniej do rozmnażania ryb.
- poprzez przepuszczenie wody przez warstwę kationitu. Sposób ten był niejednokrotnie opisywany i jest dość powszechnie stosowany przez akwarystów polskich.
Ma jednak wadę: powoduje nienaturalnie wysoką zawartość soli w wodzie . Może to mieć szczególne znaczenie przy rozmnażaniu ryb, a także przy
hodowli okazów świeżo importowanych z tropików. Podwyższanie ogólnej twardości wody można dokonywać przez dodawanie do niej rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu. Stosunkowo prostym sposobem jest dodawanie roztworów chlorku wapniowego i siarczanu magnezowego.
Przepis wykonania:
A. 10 g chemicznego czystego chlorku wapniowego (CaCl2) rozpuszczamy
w 60 cm3 wody destylowane, dokładnie wytrząsamy i dopełniamy wodą destylowaną do 100 m3. Uzyskujemy w ten sposób 10% wodny roztwór chlorku wapniowego.
B. 25 g chemicznie czystego siarczanu magnezowego (MgSO4) rozpuszczam w 60 cm3 wody destylowanej, dokładnie wytrząsamy i dopełniamy wodą destylowaną do 100 cm3. Uzyskujemy w ten sposób 25% wodny roztw6r siarczanu magnezowego.
Oba roztwory należy przechowywać w szczelnie zamkniętych butelkach.
Przy prawidłowym przechowywaniu praktycznie się nie starzej.
W celu podwyższenia twardości wody dodajemy do niej odpowiednie
ilości obu roztworów (A + B), które określamy z wzorów:
VCA = a (C - b) * 0,259
VMG = a (C – b) * 0,062
gdzie; VCA - ilość cm3 roztworu chlorku wapniowego (A ) VMG ilość cm3 roztworu siarczanu magnezowego (B), a - ilość litrów wody, której twardość podwyższamy, b - wyjściową twardość wody w nº, c - żądana twardość wody w ºn.
Obniżenie samej tylko twardości węglanowej wody jest możliwe poprzez jej gotowanie. Zachodzi wtedy reakcja, w czasie której rozpuszczalny wodorowęglan wapniowy przechodzi w nierozpuszczalny węglan wapniowy, który osadza się na ściankach naczynia w postaci tzw. kamienia kotłowego. Zjawisko to znane jest powszechnie i obserwowane na ściankach czajnika, w którym gotujemy wodę. Chemicznie można to zapisać:
Ca2+ + 2HCO2- → CaCO3 + H2O + CO2
Analogicznie zachowuje się w czasie gotowania rozpuszczony w wodzie wodorowęglan magnezowy:
Mg2+ + 2HCO3- → MgCO3 + H2O + CO2
Ponieważ jednak rozpuszczalność węglanu magnezowego (MgCO3) jest nieco większa niż węglanu wapniowego, zawsze pewna jego cześć pozostaje w wodzie. Jest to z reguły nieistotne z punktu widzenia akwarysty, który może przyjąć, że woda po kilkuminutowym gotowaniu ma twardość węglanowa zbliżoną do zera. Wyjątki są bardzo rzadkie. Twardość niewęglanowa wody w czasie gotowania nie ulega praktycznie zmianie. Może natomiast zmienić się jej odczyn. Ponieważ jednak obniżania twardości węglanowej dokonuje się zwykle w wypadku przeznaczenia jej do akwariów tarliskowych nie sprawia to dodatkowych kłopotów, gdyż i tak dokonuje się korekcji odczynu do wartości właściwej dla danego gatunku ryb akwariowych.
Odczyn wody
