水の化学【その3】

水の化学の第3回目です。
いやはや、長編になってきました(^^;
調べてはみたものの、内容が結構難しいです。
もういっぱいいっぱいです(笑)
高校の化学のサイトとかも参照したりしてます。。。
どこへ行くのか?どこへ行きたいのか?
自分でもよくわからなくなりつつあります(笑)
では、今回もいってみましょうか。。。

+++ 

■塩(えん)とは?
アルカリのイオンと酸のイオンが結びついてできたもののこと。
塩(しお)というと、食塩(塩化ナトリウム:NaCl)のことをいいますが、これも、塩化物イオン(酸:Cl-)とナトリウムイオン(アルカリ:Na+)の結びついたもので、塩(えん)の一種です。
炭酸ナトリウム(Na2CO3)も、炭酸イオン(酸:CO3 2-)とナトリウムイオン(アルカリ:Na)の結びついたものなので、塩の一種です。

■炭酸塩とは?
1)アルカリイオンのうちのどれかが、炭酸イオン(CO3 2-)と結びついた塩、という意味。
炭酸ナトリウム(Na2CO3)、炭酸カリウム(K2CO3)、炭酸カルシウム(CaCO3)などがある。
2)炭酸イオン(CO3 2-)または重炭酸イオン(HCO3-)を含む無機塩のこと。
アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属などイオン結合を形成するもののみを含む。

■アルカリ度とは?
水中に含まれるアルカリ成分(炭酸:H2CO3、炭酸イオン:CO3 2-、炭酸水素イオン:HCO3-、水酸化物イオン:OH-等々)を炭酸カルシウム(CaCO3)に換算したもので表される。
つまり、いろいろなアルカリ成分があるので、これをみんなCaCO3に換算して、水中にどれだけの炭酸カルシウム(CaCO3)が存在しているかを表している、ということです。

 

バランス・・・。
オトシン萌え~(笑)可愛すぎ。

 

- - - - -以下は、使っている試薬のところに解説されていたもの- - - - -

■KH試薬
アルカリ度(炭酸水素イオン+αイオン)≒炭酸水素イオン(HCO3-)濃度を測定し、炭酸カルシウム(CaCO3)量に換算したものを逆算してドイツ硬度(dH)として表しています。

■KH
カルシウムイオン(Ca2+)とマグネシウムイオン(Mg2+)と対を成して溶けている炭酸水素イオン(HCO3-)の量を指します。
水中でのカルシウムイオンとマグネシウムイオンは炭酸水素イオン以外に、微量存在する硫化物イオン(SO4 2-)などとも結合しています。
したがって、GH(カルシウムイオンとマグネシウムイオンの総量) > KHというように、必ずGHの方がKHよりも理論的には値が大きくなります。
実際の測定においては、カルシウムイオンやマグネシウムイオンと対になっているかどうかに関わらず、炭酸水素イオン(HCO3-)の量を測定しています。
厳密な意味でのKHとは異なるため、場合によってはこの測定値を「アルカリ度」と呼ぶ場合もあります。
炭酸水素イオンはナトリウムイオン(Na+)とも結合している場合もあるため、実際にはGH > KHという構図が崩れ、KHの方が高くなる場合もあります。

■測定の原理
炭酸水素イオンを含む測定対象の水に、酸(H+を含むもの)を加えていき、HCO3-+H+ → H2CO3という反応を起こさせ、炭酸水素イオンがなくなった時に色が変わるようにしておき、どのぐらいの量の炭酸水素イオンがあったかを測定しています。
これは、1滴ずつ試薬を滴下していくと、試験管の上部は色が変化して、下部は変化していない状態(上部が黄色、下部が青とか)になるので確認できると思う。
この状態で試験管を振ると、溶液が混ざる為、色が一定(1色)になるのが見て取れる。
この状態がまさしく化学反応をしている状態だと思う。

上の反応式にあるように、酸(H+を含むもの)を加えても、炭酸水素イオンがそれと結合して中和し、酸性に変化しにくくしています。
これが「緩衝作用」というもので、このおかげで炭酸水素イオンがある場合(つまりKH値が高い場合)はpHの急激な低下が起こりにくくなります。
ちなみに、KHの測定単位であるdHは、1dHが28.9mg/lのCa(HCO3)2の量に相当します。

- - - - -ここまで- - - - -

 

ネグロ。
コケ汚ねぇ・・・。見なかったことに(笑)

 

【これまでの話をまとめると・・・】
●実際の化学におけるKHは、炭酸水素イオン量=カルシウムイオン量+マグネシウムイオン量
●アクアでのKHは、まず、アルカリ性物質は炭酸水素イオンと【仮定】する。
炭酸水素イオンは全てカルシウムイオンと結合していたと【仮定】する。
以上のことから、炭酸水素イオン量=カルシウムイオン量となり、炭酸イオン量を測ればKHが判明するんだ!としている。
【仮定】が多いから、ありえない数値が出てきたりすんだよーー!!コンチクショー!!
でも、信憑性のない数値かといえば、そんなこともないので、余計に混乱する・・・と。
●結論的なことをいうとすれば、GHの数値が低い場合の(アクアでいう)KHの数値は、ちょっと疑ってもいいんじゃないの?ってことですかね。
GH>KHという法則?が逆転する場合もあるからね。

 

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  1. 2008/04/26(土) 00:00:00|
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コメント
実践では
アピストやトニナにはKHの影響がはっきり出ますがエビさんはどうなんでしょう?

水槽が増えたら南米水草水槽で赤ビ~再開したいです♪
  1. 2008/04/29(火) 07:03:35 |
  2. URL |
  3. マッキー #79D/WHSg
  4. [ 編集]
Re:水の化学【その3】
マッキーさん

エビにはどうなんでしょうね~?

硬度(っていうか、カルシウム?)が多少はあった方がいいって言いますもんね~。

となると、KHも少しはあった方が良さそうですね(^^)

ぜひ、南米水草で試してみてくださーい!

トニナ食べられちゃいそうですが…f^_^;
  1. 2008/04/29(火) 12:47:43 |
  2. URL |
  3. ほんだし #79D/WHSg
  4. [ 編集]

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