Jdi na obsah Jdi na menu
 


 

Chemické složení vody

          Přírodní voda není nikdy chemicky čistá. Voda ve svém koloběhu přichází do styku s atmosférou, s povrchem země i se zemí, čímž se výrazně ovlivňuje její chemické složení. Celkové množství vody na naší planetě se odhaduje na 1 420 000 miliónů km 3 ve kterém je rozpuštěno 44 000 biliónů tun solí z toho 85% NaCl.
     Chemické složení vod je velmi rozmanité a závislé na mnoha faktorech. Pochody, které ovlivňují kvalitativní a kvantitativní složení přirozených vod jsou povahy chemické, fyzikálně-chemické, fyzikální a fyziologické.
     Z chemického hlediska dělíme látky, které jsou součástí přirozených vod, na látky původu anorganického neboli látky minerální a látky organického původu, které se do vod dostávají jako produkty látkové výměny vodní fauny, flory nebo z rozkladu látek živočišného resp. rostlinného původu.
      Z fyzikálního hlediska jsou látky ve vodě přítomny jako iontově rozpuštěné - vodou zcela rozštěpené na samostatné kationy a aniony, iontově částečně rozštěpené a na látky, které se vodou neštěpí ale zůstávají ve svých molekulách a nakonec na látky suspendované - pevné - nerozpuštěné.
     Z iontově rozpuštěných látek se ve sladkých vodách nejčastěji vyskytují ionty vápníku Ca2+, hořčíku Mg2+, sodíku Na+, draslíku K+, a v menších koncentracích ionty železa Fe2+,Fe3+, NH4+ a z anionů jsou to nejčastěji hydrogenuhličitany HCO3-, Sírany SO4-, Chloridy CL-, dusičnany NO3-, dusitany NO2-, Fosforečnany PO4-, jodidy J-a bromidy Br-. Z částečně rozpuštěných látek se v přirozených sladkých vodách vyskytují např. formy kyseliny uhličité, křemičité, plyny kyslík, dusík a organické látky - výluky z kořenů, trav, tlející organická hmota. Z látek nerozpuštěných se ve vodách setkáváme s písky, jíly, oxidy železa a manganu a s organickým detritem.
      Čím bohatší je obsah látek ve vodě, tím větší je její biologická aktivita a produktivita. Ale čím více živých organismů, ryb rostlin je přítomno ve vodě, tím výrazněji je ovlivňován chemismus vody. Tam, kde je ve vodě přítomen život, jsou na jedné straně z vody odnímány rozpuštěné látky, ale na druhé straně je voda obohacována o látky z produktu látkové výměny. Tento životní proces významně ovlivňuje fyzikálně-chemické vlastnosti vody a tím i dané životní podmínky. Je nutné zdůraznit, že je nemožné porozumět chemismu vody, aniž bychom se vzájemně nezabývali vztahy látkové výměny jejího společenstva - mikroorganismů, živočichů, ryb a rostlin.
     V povrchových vodách a v malých vodních nádržích mezi které patří i akvária, panuje značný nepoměr mezi prvky a sloučeninami přítomnými ve vodě a požadavky na příjem těchto látek mikroorganismi, rybami a rostlinami. Některé látky se vlivem hromadění vyskytují v nadbytku a významně ovlivňují pH vody (hydrogenuhličitany) ay dále dusitany, dusičnany. Jiné látky se vyskytují v nedostatečném množství např. makrobiogenní i mikrobiogenní prvky.
     Čím menší je vodní nádrž tím výrazněji a rychleji dochází k ovlivňování vztahu mezi fyzikálními a chemickými faktory a tím i životního prostředí.

Kyslík.

Kyslík je prvek velmi významný pro veškerý život na naší planetě. Je to důležitá součást atmosférického vzduchu, vod, nutná pro dýchání živých organismů a oxidační pochody probíhající v přirozených vodách. V atmosféře je kyslík zastoupen 20.391 obj.%. Dýcháním a spalováním se kyslík sice neustále spotřebovává avšak doplňuje se opět asimilací zelených rostlin na slunečním světle. Voda obsahuje 88,81 hmot. % kyslíku (mořská voda asi 85,8 %) a přístupná část zemské kůry asi 47,5 %. – jako součást oxidů a oxisolí. Celkový obsah kyslíku v zemské kůře, světovém oceánu i ve vzduchu se odhaduje asi na 50 % hmotnostních, to znamená, že se kyslík účastní na stavbě zemské kůry včetně atmosféry takovým podílem jako všechny ostatní prvky dohromady.

V přírodě se kyslík dostává do vody jednak z ovzduší tzv. difúzí, činností vodních rostlin a zelených organismů při fotosyntéze. Množství kyslíku ve vodě závisí na :

  1. množství rostlin a zelených organismů v určitém objemu vody.

  2. době účinného osvětlení potřebného pro fotosyntézu.

  3. množství ryb a ostatních organismů včetně nitrifikačních bakterií

  4. na obsahu organických látek z produktů látkové přeměny a ostatních zdrojích organického znečištění.

V akvaristice se vzhledem k provozním teplotám používá umělý zdroj kyslíku resp. vzduchu. Vodou rozpuštěný atmosférický vzduch obsahuje vlivem různé rozpustnosti plynů a jejich poměrných (parciálních) tlaků 36 objemových % kyslíku a 65,4 % dusíku. Voda je tedy bohatší na kyslík než atmosférický vzduch.

Pro život ryb se považuje dolní mez obsahu kyslíku ve vodě 2-3 mg. O2 . l-1 . Rozpustnost kyslíku ve vodě závisí na mnoha faktorech jako je tlaku vzduchu, teplotě vody a v neposlední řadě i na obsahu rozpuštěných solí.

Příliš nízký nebo vysoký obsah kyslíku ve vodě.

Velmi významným faktorem při chovu akvarijních ryb je množství rozpuštěného kyslíku ve vodě. Do akvarijních nádrží se kyslík dostává jednak ze vzduchu pomocí vzduchovacích motorů a jednak ze vzduchu tzv. difúzí ( působením atmosférického tlaku vzduchu na hladinu vody). Dalším zdrojem kyslíku je fotosyntetická asimilace vodních rostlin. Vzduch obsahuje 78% dusíku a 21 %kyslíku, 0,03% oxidů uhlíku a inertní plyny. Dusík i kyslík jsou ve vodě velmi špatně rozpustné a obecně pro plyny platí, že čím je voda teplejší tím méně se v ní plyny rozpouštějí. Významným faktorem pro obsah kyslíku ve vodě atmosférický tlak vzduchu, nadmořská výška a tedy i vývoj počasí. S klesajícím tlakem vzduchu a se stoupající nadmořskou výškou klesá i objem rozpuštěného kyslíku ve vodě.

Nízký obsah kyslíku ve vodě.

V chovech akvarijních ryb je příčinou snížené koncentrace kyslíku ve vodě především nedostatečné provzdušňování, filtrace a nedostatečná cirkulace vody. Další příčinou snížené koncentrace kyslíku ve vodě bývá i organické znečištění vody. Organické látky se do vody dostávají jednak z produktů látkové přeměny-výkaly ryb nebo rozkladem nezkrmené a uhynulé potravy resp. umělého krmení či z odumřelých rostlin. Jde o to, že organické látky se ve vodě rozkládají a přitom spotřebovávají značné množství kyslíku rozpuštěného ve vodě. Uvedené příčiny mohou způsobit nedostatek kyslíku ve vodě a tím i stresové prostředí pro ryby. Kyslíkový nedostatek – deficit nebo též hypoxie je chybějící kyslík při dané teplotě a tlaku vzduchu do tzv. rovnovážného (100%) stavu nasycení vody kyslíkem.

Tabulka 1. Uvádí rozpustnost kyslíku (100% nasycení) při rozdílné teplotě a tlaku.

Teplota vody o C

760 torrů
0 metrů nad mořem.

714 torrů
500 metrů nad mořem.

0

10

15

20

25

14,65

11,27

10,03

9,02

8,18

13,81

10,7

9,41

8,78

7,7

Nároky na obsah kyslíku ve vodě jsou u jednotlivých druhů ryb rozdílné. Druhy ryb které pocházejí z tropických nebo subtropických oblastí jsou k nedostatku kyslíku méně citlivé. Je to vývojem druhu v  prostředí s  vyšší teplotou vody, s nižší koncentrací rozpuštěného kyslíku a tedy s nižšími nároky na kyslík. I přes to je potřeba věnovat koncentraci kyslíku v chovných nádržích, zejména v nádržích bez rostlin, mimořádnou pozornost. Na jedné straně je to z důvodu nižší koncentrace kyslíku při vyšších teplotách vody a na druhé straně také z důvodu zrychleného metabolismu ryb, a tím i vyšší spotřeby kyslíku při biologickém odbourávání produktů látkové výměny a rozkladu ostatních organických látek.

Optimální koncentrace kyslíku pro většinu akvarijních ryb se pohybuje v rozmezí 6 – 10 mg O2 . l –1. Příznaky hypoxie pozorujeme až při snížení koncentrace kyslíku pod 2 mg O2 . l –1 . Ryby přestávají přijímat potravu, zrychleně dýchají , vyplouvají k hladině kde se zdržují, nouzově dýchají, nereagují na podráždění hlukem, ztrácejí únikový reflex a postupně hynou podle jejich náročnosti na kyslík. Z patologicko-anatomických změn je nejnápadnější výrazně světlejší zabarvení až vybělení pigmentu zabarvení. Žábry jsou překrvené až cyanotické, žaberní lístky jsou slepené a víčka skřelového krytu jsou viditelně odchlípená. Než provedeme opatření, je nutné příznaky hypoxie odlišit od případných příznaků parazitárních příčin - napadení žáber prvoky, červy nebo plísněmi.

Prevence. Potřebné množství kyslíku ve vodě je možné zajistit:

  1. dostatečným ale přiměřeným provzdušňováním a cirkulací vody.

  2. pečlivou čistotou, pravidelným odkalováním detritu ze dna.

  3. dostatečnou filtrací vody.

Vysoký obsah kyslíku ve vodě – plynová embolie.

Stejně tak jako nízký obsah kyslíku ve vodě škodí i jeho přebytek. S přebytkem kyslíku se můžeme setkat

  1. při napouštění vody přímo z vodovodních systémů do nově zakládaných nádrží nebo při výměnách většího množství vody v nádrži (na sklech, předmětech, i listech rostlin vidíme bublinky plynů).

  2. při nadměrném vzduchování.

  3. při přepravě ryb v polyetylenových vacích pod kyslíkovou atmosférou.

Při náhlém poklesu atmosférického tlaku, může dojít ke vzniku onemocnění ryb při němž plyny rozpuštěné v krvi vytvoří drobné bublinky, jež často ucpávají krevní cévy, objevují se na kůži, ploutvích a ostatních orgánech ryb. Toto onemocnění bylo pojmenováno jako plynová embolie.

K poškození ryb překysličenou vodou může dojít i při přepravě ryb v polyetylenových sáčcích pod kyslíkovou atmosférou. V dobrém úmyslu rybám přilepšit a dopřát jim dostatek kyslíku při přepravě dochází často k jejich poškození. Při otevření přepravek a vypuštění ryb do prostředí s normálním tlakem vzduchu se často setkáváme s příznaky plynové embolie. Kritická hodnota nasycení vody kyslíkem z hlediska bezpečnosti pro ryby je asi 250-300%.

Příznaky onemocnění z překysličené vody. Postižené ryby mají viditelně rozdílné velmi světlé zabarvené žaberní žáber. Pod mikroskopem vidíme narušené až roztřepané konce žaberních lístků. Po vysazení takto poškozených ryb dochází ihned k napadení odumírajících žaberních lístků bakteriemi, sekundárně plísněmi a při rozsáhlejším poškození žáber ryby hynou.

Prevence.

  1. Do čerstvě založených nádrží ryby vysazujeme až po vypuzení přebytečného vzduchu.

  2. Vodu provzdušňujeme dostatečně ale přiměřeně tak, aby se na předmětech a rostlinách netvořily bublinky přebytečného vzduchu.

  3. Při přepravě ryb v polyetylenových sáčcích nesmíme překročit kritickou hodnotu nasycení vody kyslíkem. Proto věnujeme mimořádnou pozornost správnému seřízení kyslíkové soupravy.

Biologický význam kyslíku.

Z biologického hlediska je kyslík nejvýznamnějším známým prvkem. Bez kyslíku by život neexistoval. Kyslík se účastní v metabolismu a biologické přestavbě organických látek. Nedostatek kyslíku zvyšuje škodlivé působení toxických látek. Biologický význam kyslíku spočívá nejvíce v jeho účasti na oxidačně redukčních reakcích, které jsou důležité jako zdroj energie pro veškerý život.

Vápník a Hořčík

     Oba prvky se vyskytují v přirozených vodách převážně jako jednoduché kationy Ca2+ a Mg2+. Ionty vápníku zpravidla převládají nad ionty hořčíku a oba nad ostatními ionty, které tvoří pravidelnou součást přirozených vod. Ionty obou prvků se do přirozených vod dostávají vyluhováním vápenců (CaCO3), dolomitů (CaCO3.MgCO3),sádrovce (CaSO4,2H2O), magnezitů (MgCO3), hlinitokřemičitanů vápenatých a hořečnatých - anorhitu (Ca/K2Si2O8/), hadců a jiných minerálů. Uvedené minerály jako jsou vápence, dolomity a sádrovce jsou ve vodě jen těžko rozpustné. Do vody se dostávají působením volného oxidu uhličitého resp. kyseliny uhličité, které jsou přítomny téměř ve všech přirozených vodách, za vzniku příslušných hydrogenuhličitanů vápníku a hořčíku. Mechanismus rozpouštění lze znázornit rovnicemi:

CaCO3 + CO2 + H2O ««»»Ca2+ +2HCO3-
MgCO3 + CO2 + H2O ««»»Mg2+ +2HCO3-
CaCO3,MgCO3 + CO2 + H2O««»»Ca2+ + Mg2+ +4HCO3-

Rovnice jsou vratné (««»»). To znamená, že při úbytku CO2 ve vodě dojde ke zpětnému vyloučení vápníku a hořčíku z vody - např. krasové jevy.
     V přirozených vodách převládají ionty vápníku nad ionty hořčíku. Je to dáno tím, že hořčík je v zemské kůře méně zastoupen ( 3,6 % Ca : 2,0 % Mg). Ca:Mg je v přirozených vodách obvykle v rozmezí 4:1 až 2:1.
     V prostých povrchových vodách bývá koncentrace vápníku řádově od jednotek do několika set mg/l Ca a hořčíku od jednotek do několika desítek mg/l.

Celková tvrdost vody

     V souvislosti s obsahem vápenatých a hořečnatých iontů ve vodě se v "nechemické" literatuře hovoří o tzv. TVRDOSTI VODY (akvaristika je toho příkladem). Název "tvrdost vody" neodpovídá svým významem představě o skutečném chování vody. Především jsou problémy s definicí různých druhů tvrdosti, které se v literatuře rozcházejí např. někteří autoři definují celkovou tvrdost jako sumu Ca2+ a Mg2+. V jiné literatuře se pod pojmem tvrdost vody uvádí suma všech kationtů s nábojovým číslem větším než 2 ( Ca2+, Mg2+,Sr2+,Ba2+).
      Název "tvrdá voda" znali naši předkové již na počátku 18. století. Již tehdy bylo známo, že zelenina při vaření ve vodě s vysokým obsahem vápníku a hořčíku zůstává dlouho tvrdá. Odtud pravděpodobně vznikla představa o vodě tvrdé a vodě měkké.
       V roce 1847 si dal chemik Clark patentovat metodu pro stanovení tvrdosti vody tzv. Clárkovým roztokem. Tvrdost vody byla od této doby definována jako schopnost vody spotřebovávat mýdlo (kyselina palmitová). Tato schopnost je způsobena přítomností vápníku a hořčíku, které se sodnými a draselnými solemi vyšších mastných kyselin (palmitová,stearová), které tvoří podstatu mýdel, dávají nerozpustné sloučeniny. Proto se ve vodě "tvrdé" mýdlem umyjeme lépe.
Celková tvrdost vody je tedy specifickým způsobem vyjádřený obsah vápenatých a hořečnatých iontů ve vodě.


     K vyjádření obsahu vápenatých a hořečnatých iontů přítomných ve vodě se ale stále používají různé stupně. Nejčastěji stupně německé, francouzské, anglické atd. V chemii vody je však nejpřijatelnější vyjádřit celkovou tvrdost vody jednotkou mmol/l resp.mval/l.
     V souvislosti s vyjadřováním obsahu vápníku a hořčíku ve vodě by se správně mělo hovořit spíše o stupni mineralizace Ca nebo Mg resp. jejich sumou Ca+Mg a vyjadřovat jej v mval/l nebo stanovení jednotlivých kationtů Ca a Mg v mval/l nebo mg/l. Toto pojetí by odstranilo rozpory jednak v názvosloví a hlavně v kvantitativním vyjádření obsahu vápníku a hořčíku ve vodě.
     Stejně tak chybné,jako je vyjadřování obsahu Ca a Mg v různých stupních, je i spojování vápenatých a hořečnatých kationů s různými aniony a používat výrazy jako je např.
tvrdost uhličitanová, tvrdost neuhličitanová, tvrdost síranová a pod. V tom případě by se ale mohlo uvažovat například i o tvrdosti chloridové nebo dokonce fosfátové. Ve vodě je totiž přítomno kromě hydrogenuhličitanů i mnoho jiných anionů. Na tomto místě si připomeneme úvodní kapitolu o vodě. Voda má výjímečnou rozpouštěcí schopnost a při rozpouštění štěpit rozpustné látky na kationy (všechny kovové prvky a NH4+ a aniony, většinou nekovy, přičemž všechny části rozštěpených molekul chemických látek existují ve vodě samostatně. Takže pokud stanovujeme obsah vápníku ve vodě nelze výsledek spojovat s přítomnými aniony a naopak. Na prahu dalšího tisíciletí se v tomto směru pokrok zcela zastavil a všichni, včetně mě, používají nesprávné výrazy. Přitom by stačilo, aby v odborných publikacích a časopisech jejich autoři vyjadřovali obsah sumy (Ca+Mg)v mval/l resp. mmol/l nebo jednotlivé prvky v mval/l nebo v mg/l a uvedli jednoduché přepočty na jakéko-li "archaické stupně". Tabulka 1. uvádí přepočty různých vyjádření celkové tvrdosti vody.

Tabulka 1. Přepočet jednotek tvrdosti vody.

Jednotka

1mval/l

1o německý 10 mg/l CaO

1o francouzský 10 mg/l CaCO3

1o anglický 1 gr/gal CaCO3

1o americký 1 gr/gal CaCO3

1 ppm ug/ml=mg/l

1 mval/l

1

2,8

5

3,5

2,91

56

1o n (d)
1o německý

0,357

1

1,78

1,25

1,04

17,9

1o f
1o francouzský

0,2

0,56

1

0,7

0,58

10

1o angl.
1o anglický

0,286

0,8

1,43

1

0,85

14,3

1o am.
1o americký

0,345

0,96

1,72

1,2

1

17,2

1 ppm

0,02

0,056

0,1

0,57

0,058

1

Vysvětlivky:

1 ppm = pars per milion (milontá část z celku)
1 galon angl. = 4,356 l
1 galom am. = 3,783 l
1 gr (grain) = 64,798 mg
1 mval/l = 0,5 mmol/l (při stanovení celkové mineralizaci Ca+Mg např. odměrným roztokem Chelatonu III, potom 1 mval/l = 2,8 on, resp. 1 mmol/l = 2 mval/l = 5,6 on)
1 mg Ca2+ = 0,05 mval/l Ca2+
1 mg Mg2+ = 0,082 mval/l Mg2+
1 mval/l Ca2+ = 20,04 mg/l Ca2+
1 mval/l Mg2+ = 12,15 mg/l Mg2+
1 on odpovídá 10 mg CaO nebo 7,2 mg MgO
1o n = 7,15 mg Ca2+
1o n = 6,3 mg Mg2+
1 mg Ca2+ = 0,14 on
1 mg Mg 2+= 0,22 on

Příklad: Jaká je tvrdost vody ve o n, obsahuje-li voda 6,2 mg Ca2+ a 2,4 mg Mg 2+. Podle výše uvedených přepočtů převedeme obsah obou prvků zvlášť na mval/l, výsledky sečteme a součet milivalů vynásobíme koeficientem 2,8. Výsledek odpovídá obsahu Ca2+ + Mg2+ vyjádřený ve on.
6,2 x 0,05 = 0,31 mval Ca2+
2,4 x 0,082 = 0,20 mval Mg2+»»» = 0,51 mval/l (Ca+Mg) x 2,8 = 1,43 on.

Příklady práce s tabulkou:

Přepočet on na mval/l a naopak.

o n x 0,357 = tvrdosti vyjádřené v mval/l.
mval/l x 2,8 = tvrdosti vyjádřené ve o n .

Příklad 1 - Testem jsme ve vodě naměřili 5,6 o n a potřebujeme vědět odpovídající hodnotu v mval/l. Potom 5,6 x 0,357 = 2,0 mval/l . Voda vykazuje tvrdost 2,0 mval/l.
Příklad 2 - V literatuře jsme vyčetli, že voda vykazuje tvrdost 2,0 mval/l. Potom 2,0 x 2,8 = 5,6. Voda vykazuje tvrdost 5,6 o n.

Přepočet on na o f a naopak.

o n x 1,78 = tvrdosti vyjádřené ve  o f
o f x 0,56 = tvrdosti vyjádřené ve o n .

Příklad 3 - V literatuře jsme vyčetli, že voda vykazuje tvrdost 5, 0 o n a potřebujeme vědět odpovídající hodnotu ve o f. Potom 5,0 x 1,78 = 8,90 o f.
Příklad 4 - V literatuře jsme vyčetli, že voda vykazuje tvrdost 8,90 o f a potřebujeme vědět odpovídající hodnotu ve o n. Potom 8,90 x 0,56 = 5,0 o n.


Stanovení celkové tvrdosti vody.

     Celkovou tvrdost vody nejrychleji stanovíme rychlotesty, které se pro účely akvaristiky vyrábějí. Vyráběné testy jsou různé citlivosti a objemu. Většina testů na stanovení celkové tvrdosti vody (GH testy) mají malou citlivost stanovení (max. po 0,5 - 1 on) a vybarvení roztoku v bodě ekvivalence s velmi nevýrazným až nepostřehnutelným přechodem.
      Pro účely akvaristiky je nutné stanovit celkovou tvrdost vody s přesností alespoň 0,2
oN s výrazným barevným přechodem v bodě ekvivalence. Pro výtěry problémových druhů ryb se používají vody s celkovou tvrdostí do 0,4 -0,5 on resp konduktivity do 20 µS/cm při 20 oC. Pro výtěry některých jihoamerických cichlidek rodu Apistogramma resp. Microgeophagus používáme vody s ještě menším obsahem rozpuštěných látek - viz. tabulky výtěrů a rozborů biotopů v kapitole Prevence na úvodní straně. Proto je nutné používat odpovídající testy. Přesné laboratorní stanovení se provádí chelatometricky. Tato metoda stanovení celkoví mineralizaci Ca+Mg resp. Ca nebo Mg, a je bez laboratorního vybavení pro praktickou akvaristiku nepoužitelná. Metoda vyžaduje velmi čisté chemikálie p.a (pro analýzu), odměrné nádoby, pipety, indikátory a pod.

Bližší informace o výrobcích naleznete v kapitole Testy na úvodní straně.
Obrázek ukazuje soupravy pro stanovení celkové tvrdosti vody
CM test a test na stanovení vápníku Ca test (AQUAR).

Biologický význam vápníku a hořčíku pro živé systémy.

Vápník

      Vápník má významnou úlohu v metabolismu všech organismů. Ve formě uhličitnů je důležitým regulátorem reakce pH vodných roztoků v buňkách a v mezibuněčných roztocích. Vápník má dehydratační (odvodňovací) vlastnosti, čímž ovlivňuje celkovou bilanci vody základní cytoplasmy buněk tj. reguluje vodní hospodářství celého organismu. Vápník se podílí na regulaci aktivity vodíkových iontů a na neutralizaci toxických látek, které jsou produktem látkové přeměny např. kyseliny šťavelové, s kterou vápník tvoří nerozpustný a netoxický šťavelan vápenatý. Kationy vápníku Ca2+urychlují srdeční činnost, snižují propustnost tkání, mají významnou vlastnost z hlediska výměny za ionty, které jsou škodlivé pro organismus tzn. ruší negativní vlivy jiných kationů např. hořčíku, sodíku a vodíkových iontů. Tomuto jevu říkáme, že vápník je antagonismem těchto iontů. Hlouběji do problému - viz. kapitola Antagonismus iontů, Regulační systém organismu. Organické sloučeniny vápníku (Ca-pektáty) jsou základem stěn buněk v živém organismu. Vápník je základním stavebním kamenem tvrdých schránek sladkovodních a mořských živočichů.

Hořčík

      Hořčík patří mezi důležité biogenní prvky pro živočichy a hlavně pro rostliny. Rostliny přijímají hořčík z půd nebo iontovou výměnou z vody a fotochemickou cestou se váže do molekuly zeleného barviva chlorofilu. Hořčík je po draslíku nejvýznamnějším vnitřním kationem, který se vyskytuje nejen uvnitř buněk, ale je též součástí mimobuněčných roztoků. Při nedostatku hořčíku v organismu se porušuje tvorba aminokyselin, které jsou základním kamenem tkáňových bílkovin. Všechny známé enzymové reakce jsou aktivovány právě hořčíkem. Nadbytek hořčíku v organismu působí naopak negativně na nervovou soustavu a při překročení meze snášenlivosti způsobuje svalovou nebo celkovou narkózu tzv. hořčíkovou narkózu, přičemž nastane strnutí svalstva a zástava srdeční činnosti. Tento stav můžeme pozorovat i při vývoji ryb ve stádiu eleuteembrií. Nadbytek Mg 2+ se projeví nekoordinovanými pohyby s následkem smrti. Negativní vliv hořčíku můžeme eliminovat přidáním iontů vápníku resp. draslíku do vody.

Sodík - draslík

      Sodík a draslík jsou kovové prvky a v přirozených vodách se vyskytují ve formě jednoduchých jednomocných kationů Na+ a K+. Ionty těchto kovů jsou pravidelnou součástí přirozených vod, přičemž obvykle převládají ionty sodíku nad ionty draslíku. Oba prvky se do přirozených vod dostávají vyluhováním slaných půd, rozkladem živcových hornin např. Albitu (Na(AlSi3O8), Ortoklasu K(AlSiO3.O8), Slíd - Muskovitu (KAl2(AlSiO3O10).(OH)2 atd., nebo iontovou výměnou ze slaných půd s některými jílovitými minerály. Koncentrace sodíku se v přirozených vodách pohybuje až do 50% celkového obsahu solí, rozpuštěných ve vodě. Vody, které opbsahují draslík bývají slabě radioaktivní vlivem radioaktivního izotopu draslíku K40. Nejvíce těchto prvků obsahují minerální vody a voda mořská. Sladkovodní zdroje obsahují průměrně 0-16 mg/l Na+K. Obsah draslíku obvykle činí jen 4-10% obsahu sodíku. V prostých podzemních vodách se pohybuje obsah sodíku od 0,1 do 10 mg/l. Obsah draslíku je podstatně nižší. Násldující graf ukazuje relativní poměr sodíku a draslíku stanovených v některých lokalitách povodí Amazonky. Osa y = mg/l, osa x = počet stanovení. Sodík je vybarven modře, draslík fialově. Z grafu je patrné, že se zvyšujícím se obsahem Na+ se zvyšuje i obsah draslíku téměř ve stejném poměru.

Biologický význam sodíku

     Sodík patří mezi velmi důležité biobenní prvky. V organismu je sodík nenahraditelným prvkem. Je obsažen v mezibuněčných tekutinách, kde plní hlavně funkci osmotické regulace, plní tedy stejnou funkci, jakou měl v praoceánu při vzniku života. Sodík se podílí na vodním režimu organismu. Jeho nadbytek způsobuje botnání bílkovin a je příčinou vodnatelnosti. Nedostatek sodíku v organismu způsobuje svalovou a celkovou ochablost a křeče. Optimální množství sodíku v organismu podporuje průběh základních biologických a fyziologických funkcí a zdravý vývoj organismu.

Biologický význam draslíku

      Draslík je, z biologického hlediska, stejně tak důležitým prvkem jako je sodík. Draslík se v organismu, na rozdíl od sodíku, nachází přímo v buňkách. Koncentrace draslíku v buňkách je však nižší než koncentrace sodíku v mezibuněčných tekutinách. Nerovnoměrné rozdělení obou prvků v organismu má velký význam pro vše živé. Oba prvky tvoří základ nervových podnětů. Například při poranění pokožky se oba ionty podílejí na přenosu této informace do mozku, kde se chemické signály zpracovávají na bolest. Draslík je též důležitý pro syntézu bílkovin a pro činnost celého nervového systému. Nadměrný obsah draslíku způsobuje naopak dehydrataci - odvodňování bílkovin a je tedy antagonismem sodíku. Přebytek draslíku v organismu působí toxicky, vede k ochrnutí svalů až k zástavě srdeční činnosti.



Laboratorní stanovení sodíku a draslíku.

Stanovení sodíku a draslíku ve vodě je možné pouze v příslušné laboratoři. Přibližné stanovení sodíku Na+ podle elektrické vodivosti vzorku.

Pro rychlé stanovení obsahu sodíku v přirozených vodách u nichž se předpokládá, že neobsahují jiné alkalické ionty, lze zjistit Na+ nepřímo z elektrické specifické vodivosti. Postup: 1. vzorek vody ponecháme stát 1 hodinu v temperované místnosti cca 20 o C
2.Vzorek vody zředíme destilovanou vodou tak, aby jeho vodivost byla cca 100 uS/cm.
3. přesně změříme vodivost zředěného vzorku při 25oC.
Obsah sodíku v mval/l ve zředěném vzorku lze vypočítat z následujícího vzorce:
Na+=0,00372 . µS+0,113.m - 0,46(CM)
kde m = celková alkalita vztažená na zředěný vzorek v naval/l, (CM)= celková tvrdost vody zředěného vzorku (v mval/l), µS = specifická vodivost zředěného vzorku při 25oC. Skutečný obsah Na+ se pak vypočítá vydělením zřeďovacím faktorem.
      Tento jednoduchý způsob výpočtu je umožněn tím, že ekvivalentové vodivosti iontů Cl-a SO42+ jsou si velmi blízké. Při tomto výpočtu se dále předpokládá, že ve vodě není přítomen CO2 a že se na vodivosti prakticky nepodílejí ionty H+a ionty OH-. Výpočet lze proto použít jen v rozmezí pH 6-9.

Uhlík.

Uhlík patří mezi nepostradatelné základní stavební látky všeho živého. Na naší planetě se uhlík vyskytuje v pěti velkých rezervoárech. V atmosféře, v přírodních vodách, v uhličitanových horninách, v uhelných horninách a v organické hmotě. V přírodních vodách se uhlík vyskytuje ve formě volného oxidu uhličitého (kyseliny uhličité), hydrogenuhličitanů, uhličitanů a organických látek. V přírodních vodách je uhlík zastoupen v největší míře, ale vzhledem k tomu, že je nejpodstatnější součástí pro stavbu živé hmoty je na něj také největší požadavek.

Oxid uhličitý.

Oxid uhličitý je nezbytnou a velmi významnou složkou životního prostředí. Pro život ve vodě je stejně tak důležitý jako kyslík. Proto je nutná znalost chemických a biologických pochodů, které s ním přímo souvisejí. Hlavním zdrojem oxidu uhličitého jsou:

  1. Atmosférický vzduch. V atmosféře je oxidu uhličitého poměrně malé množství v rozmezí 0,02-0,04 obj.% tj. na 10 000 dílů vzduchu připadá max. 4 díly CO2. Nejspodnější vrstvy vzduchu ovlivňují chemismus povrchových vod, neboť na styčné ploše voda-vzduch probíhají četné pochody, které mají vliv na řady jevů jako jsou difúze plynů, odraz světla nebo pohyb vody. Tyto procesy probíhají i na styčné ploše vzduch – vodní nádrž a jsou tím intenzivnější, čím vyšší je tlak vzduchu a čím vyšší je obsah CO2 v okolí nádrže. Tímto procesem může ve vodě rozpustit až 0,6 mg CO2 .l-1 .

  2. Přírodní vody. Rozpuštěný volný oxid uhličitý je obsažen v analyticky zjistitelných koncentracích téměř ve všech přirozených vodách, jejichž pH nepřevyšuje hodnotu 8,3. V tekutých povrchových vodách je volný CO2 obsažen jen v jednotkách mg.l-1 a nepřesahuje 30 mg CO2 .l-1 . Prosté podzemní vody obsahují obvykle několik desítek mg CO2, Vody filtrované půdou mají vysoký obsah CO2 v rozmezí od několika miligramů do několika set miligramů na litr.

  3. Rozklad organické hmoty. Při rozkladu organických látek rostlinného či živočišného původu dochází v konečné fázi k uvolňování CO2 , který z vody uniká, potřebné množství se rozpustí a znovu se účastní koloběhu uhlíku ve vodě.

  4. Dýchání rostlin a živočichů. Dýchání živé hmoty se významně podílí na celkovém množství CO2 ve vodách a tím i na udržení rovnováhy chemických pochodů – pH, acidity resp. alkality vody.

Oxid uhličitý je ve vodě velmi dobře rozpustný. Jeden litr destilované vody při 0 oC a tlaku 1 atm., v atmosféře CO2, rozpustí 3,347 gramů CO2 . Tabulka č. 1 uvádí rozpustnost atm. CO2 ve vodě při různé teplotě.

Tabulka č. 1.

Teplota vody oC

Oxid uhličitý mg.l-1

Teplota Vody oC

Oxid uhličitý mg.l-1

0

1,097

12

0,6532

1

0,9698

13

0,6327

2

0,9200

14

0,6128

3

0,8988

15

0,5941

4

0,8384

16

0,5737

5

0,8372

17

0,5561

6

0,8091

18

0,5391

7

0,7815

19

0,5232

8

0,7520

20

0,5887

9

0,7253

25

0,4360

10

0,6995

30

0,3779

11

0,6737

35

0,3157

Z tabulky je zřejmé, že se stoupající teplotou vody klesá rozpustnost oxidu uhličitého ve vodě na rozdíl od ostatních pevných či kapalných látek, kde je tomu naopak.

Volný oxid uhličitý se slučuje s vodou z části na kyselinu uhličitou a část zůstane v nedisociované (nerozpuštěné) formě. Kyselina uhličitá je slabým elektrolytem a vodou je částečně štěpena na ionty vodíku H+ a ionty hydrogenuhličitanů HCO3- a podle prostředí pH výjimečně až na ionty uhličitanové CO32- podle vztahu (1).

(1) CO2 + H2O - H2CO3 - H+ + HCO3- - 2H+ + CO32-

V přirozených vodách se oxid uhličitý vyskytuje ve třech formách. Oxid uhličitý, který se ve vodě nerozpustí a zůstává v molekulární formě se nazývá volný oxid uhličitý. Oxid uhličitý vázaný v hydrogenuhličitanech se nazývá polovázaný oxid uhličitý a oxid uhličitý vázaný v uhličitanech nazýváme vázaný oxid uhličitý. Součet všech tří forem oxidu uhličitého se nazývá veškerý oxid uhličitý. Přítomnost jednotlivých forem oxidu uhličitého je přímo závislá na reakci vody pH. Obecně lze uvést, že ve vodách s pH pod 4 se ionty hydrogenuhličitamů popřípadě uhličitanů nevyskytují. V  Takto kyselých vodách je je přítomen jen v různém stupni disociovaný oxid uhličitý (CO2 + H2CO3 ). V rozmezí pH 4 –12 jsou v přirozených vodách přítomny všechny tři formy kyseliny uhličité v měnícím-se poměru. Při pH 8,35 jsou hydrogenuhličitany ( HCO3- ) prakticky jedinou formou kyseliny uhličité v roztoku. Při pH 8,4 se začínají objevovat v roztoku i normální uhličitany (CO32- ) a při pH 10,5 jsou převládající složkou kyseliny uhličité. Tabulka č.2 uvádí vzájemný poměr forem kyseliny uhličité za daného pH.

Tabulka č. 2.

pH

Mol.%

Mol.%

Mol.%

Reakce vody

(CO2 + H2CO3 )

HCO3-

CO32-

4

99,7

0,30

0,00

5

97,05

2,95

0,00

6

96,69

23,31

0,00

7

24,99

74,58

0,03

8

3,22

96,70

0,08

9

0,32

95,84

3,84

10

0,02

71,43

28,53

11

0,00

19,96

80,09

Zásadová neutralizační kapacita vody (ZNK) nebo-li acidita vody.

Acidita vody je definována jako schopnost vody neutralizovat alkalicky reagující látky např. louh sodný. Aciditu přirozených vod způsobuje oxid uhličitý resp. kyselina uhličitá a u vod pocházejících z rašelinišť i huminové kyseliny. Acidita vody je jednou ze základních měrných hodnot při stanovení kvality vody. Označuje se jako Zásadová Neutralizační Kapacita vody (ZNK). Stanovení ZNK se provádí 0,1 molárním roztokem hydroxidu sodného nebo uhličitanu sodného do pH 8,3 za použití vhodného acidobasického indikátoru nebo směsi vhodných indikátorů. Všechny komerčně vyráběné testy na stanovení ZNK jsou založeny na tomto principu. Takto lze stanovit přímo obsah kysele reagujících látek ve vodě. U přirozených vod odpovídá stanovení ZNK obsahu oxidu uhličitého nebo sumy oxidu uhličitého a huminových kyselin. Pokud ale vodu upravujeme jinými, kysele reagujícími látkami, např. kyselinou chlorovodíkovou, fosforečnou, odpovídá ZNK sumě obsahu oxidu uhličitého a použité kyseliny. V tomto případě stanovujeme celkovou ZNK vody.

Hydrogenuhličitany (HCO3-).

Hydrogenuhličitany jsou pravidelnou součástí přirozených vod přičemž převládají nad ostatními anionty. Do přirozených vod se dostávají působením volného oxidu uhličitého na normální uhličitany vápníku, hořčíku, sodíku a draslíku, které jsou součástí hornin a půd. Dešťová voda, která obsahuje volný CO2, resp kyselinu uhličitou, prochází půdou, zde se obohacuje o další CO2 z produkce kořenů a rozkladu organických látek a při styku s uhličitany vznikají roztoky hydrogenuhličitanů výše uvedených prvků, přičemž hydrogenuhličitany vápníku a hořčíku převládají nad ostatními. Největší množství hydrogenuhličitanů obsahují podzemní zdroje vody. Hydrogenuhličitany jsou nestálé sloučeniny, které existují v roztoku jen za přítomnosti rovnovážného oxidu uhličitého nebo v jeho nadbytku. Při nedostatku oxidu uhličitého se hydrogenuhličitany rozkládají na nerozpustné uhličitany. V níže uvedené rovnici je uveden příklad rozkladu hydrogenuhličitanu vápenatého na nerozpustný uhličitan vápenatý. Ten se vysráží (vypadne) z roztoku, podle vztahu (2).

(2) Ca(HCO3)2 ? CaCO3+CO2+H2O.

Tento proces nastává i uměle, např. při varu vody. Při zvýšení teploty vody dochází k rozkladu hydrogenuhličitanů na nerozpustné uhličitany, které se vyloučí v podobě známého vodního kamene – vidíme u varných nádob (konvice, spirály apod.). Ke stejným pochodům dochází ve vodě v akváriích. I když zavedeme silné vzduchování tak zvýšená teplota “nedovolí” rozpustit rovnovážné nebo větší množství oxidu uhličitého. Tím dochází k posunutí rovnováhy – vztah (1) na pravou stranu, dojde k významnému zvýšení hodnoty pH a při překročení určité hodnoty pH až k usazování vodního kamene na stěnách, předmětech či rostlinách.

Další příklad je z oboru míchání vývojových vod.

Tabulka č. 3 uvádí množství oxidu uhličitého, který je potřeba k udržení hydrogenuhličitanů v roztoku.

Tabulka č. 3.


Hydrogenuhličitany (HCO3- ) mg/l

Oxid uhličitý (CO2) mg/l

Hydrogenuhličitany (HCO3- ) mg/l

Oxid uhličitý (CO2) mg/l

80

1

280

25

120

2

290

30

140

3

300

35

160

4

320

40

170

5

330

45

180

6

340

50

200

8

360

60

210

10

380

70

220

12

390

80

240

16

410

90

260

20

420

100

Tabulka č. 4

Závislost reakce vody pH na obsahu oxidu uhličitého CO2 a hydrogenuhličitanů HCO3- ( při 25 oC).
Platí pro přirozené vody.


            

CO2 mg/l
mg/l

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

oněm. KNK

2,2

4,3

8,5

12,8

17,1

21,9

32,3

43,3

65,3

87,2

mg/l HCO3-

0,036

0,07

0,14

0,21

0,28

0,36

0,53

0,71

1,07

1,43

mval/l HCO3-

1

6,77

7,06

7,36

7,54

7,66

7,77

7,94

8,1

8,24

8,37

 

 

 

 

pH

2

6,47

6,76

7,06

7,24

7,36

7,47

7,64

7,76

7,94

8,10

3

6,29

6,58

6,88

7,06

7,18

7,29

7,46

7,59

7,76

7,89

4

6,17

6,46

6,76

6,94

7,06

7,17

7,34

7,46

7,64

7,77

5

6,07

6,38

6,66

6,84

6,96

7,07

7,24

7,34

7,54

7,67

6

5,99

6,28

6,58

6,75

6,88

6,99

7,16

7,28

7,46

7,59

7

5,93

6,22

6,51

6,69

6,81

6,92

7,10

7,22

7,40

7,52

8

5,87

6,18

6,45

6,63

6,75

6,85

7,04

7,16

7,34

7,46

9

5,82

6,11

6,40

6,58

6,71

6,82

6,98

7,11

7,29

7,42

10

5,77

6,06

6,36

6,54

6,66

6,77

6,94

7,07

7,24

7,37

12

5,69

5,98

6,28

6,46

6,58

6,69

6,86

6,98

7,16

 7,29

15

5,60

5,91

6,18

6,36

6,48

6,59

6,76

6,89

7,06

7,19

20

5,47

5,76

6,06

6,24

6,36

6,47

6,64

6,77

6,94

7,07

25

5,37

5,86

5,96

6,14

6,28

6,37

6,54

6,67

6,84

6,97

30

5,29

5,58

5,88

6,06

6,18

6,29

6,48

6,58

6,76

6,89

50

5,07

5,36

5,66

5,85

5,96

6,07

6,24

6,38

6,54

6,67

Podle této tabulky lze nalézt  např. podle změřených hodnot pH a KNK obsah CO2 mg/l.  Například jsme změřili  hodnoty:

pH 7,0 a KNK  3,0 oN.  Vyhledáme nejbližší hodnotu  pH  v kolonce KNK  3,0 oN, které se blíží k námi změřené hodnotě pH. Potom v levém sloupcí vodorovně odečteme hodnotu  CO2 mg/l = 15 mg/l . A nebo známe-li hodnotu  CO2 mg/l  pak lze z  KNK odečíst pH atd.

Kyselinová neutralizační kapacita vody (alkalita vody).

Alkalita vody je definována jako schopnost vody neutralizovat kysele reagující látky, například kyselinu chlorovodíkovou. Alkalitu přirozených vod způsobují převážně hydrogenuhličitany. Alkalita vody je jednou ze základních měrných hodnot při stanovení kvality vody. Označuje se jako Kyselinová Neutralizační Kapacita vody (KNK). Stanovení KNK se provádí 0,1 M roztokem kyseliny chlorovodíkové do pH 4,5 za použití vhodného acidobasického indikátoru nebo směsi vhodných indikátorů. Všechny komerčně vyráběné testy na stanovení KNK jsou založeny na tomto principu. Takto lze stanovit přímo obsah alkalicky reagujících látek ve vodě. U přirozených vod odpovídá stanovení KNK obsahu hydrogenuhličitanů ve vodě. Pokud ale vodu upravujeme jinými, alkalicky reagujícími látkami, např. louhem sodným, odpovídá KNK sumě obsahu hydrogenuhličitanů a použité látky, která reaguje s vodou alkalicky. V tomto případě stanovujeme celkovou KNK vody.

Na tomto místě bych rád upozornil na některé chybné názvy a spojení rozdílných definic kvantitativního vyjádření obsahu látek ve vodě, které se v akvaristické praxi bohužel do dneška používají. Mezi nesprávné definice patří především spojení obsahu vápníku a hořčíku s hydrogenuhličitany nebo sírany pro které se, především v akvaristice, vžil název uhličitanová, nebo-li přechodná a také pomíjející tvrdost vody. Tento pojem je definován jako množství vápenatých a hořečnatých iontů, které jsou ekvivalentní přítomným hydrogenuhličitanům ve vodě. Dalším chybným pojmem, se kterým se v akvaristice setkáváme je neuhličitanová nebo-li síranová tvrdost vody. Ta je definována jako rozdíl celkové a přechodné tvrdosti vody. Kvantitativně se navíc výsledky stanovení uvádějí v různých stupních, v naší literatuře nejčastěji ve stupních německých.

Tyto pojmy jsou v novodobé chemii vody zcela neznámé a vůbec neodpovídají pochodům, které probíhají při stanovení celkové KNK vody. Přesto se více jak 50 let s úspěchem používají. V akvaristice na problém kvantitativního vyjádření složek vody a nesprávná označení a nesprávné spojování složek vody upozornil Dr. Frank již v roce 1989 (AT XXII č.4,100)

Proč jsou tato označení chybná ?

Jednoduše proto, že při chemických analýzách se spojují dohromady kationty a anionty a pro tato spojení se nesprávně vymýšleli různé definice a názvy. Musíme si zopakovat, že ve vodě rozpustné látky, tzv.elektrolyty, jsou vodou rozštěpeny na kationy - kladně nabité ionty, například na ionty vodíku, vápníku, hořčíku, sodíku či draslíku a na aniony - záporně nabité ionty, například na hydroxylové ionty, hydrogrnuhličitany, sírany, chloridy, dusičnany, fosforečnany a jiné aniony, přičemž každý z těchto iontů je ve vodném roztoku samostatným chemickým elementem. Jinak řečeno, ve vodě “plavou” každý zvlášť.

Příklad: Při neutralizaci vody kyselinou chlorovodíkovou tj. při stanovení celkové KNK (v akvaristice jsou to testy KNK (Aquar) KH, UT apod.) dochází k neutralizaci nejen hydrogenuhličitanů ale všech alkalicky reagujících látek přítomných ve vodě přičemž toto stanovení nemá nic společného s přítomnými kationy, které tvoří vodu takzvaně tvrdou. Mohou být totiž přítomny spolu s jinými prvky, nejčastěji se sodíkem a draslíkem. Název uhličitanová (karbonátová, bykarbonátová či přechodná) tvrdost vody vznikl jen z předpokladu, že jsou v přirozených vodách přítomny převážně hydrogenuhličitany prvků tvořících vodu tvrdou. A právě proto, že při stanovení KNK v praktické akvaristice nejde jen o hydrogenuhličitany ale i o ostatní látky, které mohou být při reakci kyselinou chlorovodíkovou neutralizovány, nemůže platit ani známá “akvaristická” rovnice celková tvrdost vody – uhličitanová tvrdost vody = neuhličitanová tvrdost vody resp. síranová tvrdost vody, nehledě na to, že nesprávně ale správně by se tady mělo používat spíše označení hydrogenuhličitanová a ne uhličitanová tvrdost vody, protože uhličitany, které by též byly kyselinou neutralizovány se v přirozených vodách vyskytují jen výjimečně a to až nad pH 8,3. Výše uvedený problém lze přiblížit i na jednoduchém příkladě. K úpravě reakce vody se v akvaristické praxi často používá roztok louhu sodného. Při stanovení “uhličitanové tvrdosti vody” známým způsobem neutralizuje kyselina chlorovodíková mimo hydrogenuhličitanů i ionty hydroxylové. Budeme-li pokračovat v nesprávných teoriích tak se můžeme setkat s tím, že výsledek rovnice celková tvrdost vody – uhličitanová tvrdost vody = neuhličitanová tvrdost vody bude záporný, jinak řečeno, že hodnota celkové tvrdosti vody bude menší než hodnota takzvané uhličitanové tvrdosti vody a jistě uznáte, že tento výsledek není nemožný.

Další příklad: Destilovaná voda by neměla obsahovat žádný vápník ani hydrogenuhličitany. Pokud v takové vodě změříme testem “uhličitanovou tedy přechodnou tvrdost “ bude nulová. Přidáme-li do stejné vody roztok alkalicky reagující látky například již zmíněný roztok louhu sodného a změříme “ uhličitanovou tvrdost vody” některým z testů, jsme nemile překvapeni, že voda obsahuje “uhličitanovou tvrdost” a to i přes to, že ve vodě žádné hydrogenuhličitany ani vápník nejsou. Tak co s tím? V tomto příkladě jsme totiž nezměřili “uhličitanovou tvrdost vody ale již výše zmíněnou celkovou KNK vody a s tím už lze exaktně jen souhlasit.

A jak z toho ?

Jednoduše. Všechny definice, které spojují kationy a aniony dohromady a z toho vzniklé zkratky, které vůbec nevyjadřují průběh reakce probíhající při neutralizaci vody kyselinou chlorovodíkovou doporučuji jednou pro vždy zrušit a nahradit zkratkou celková KNK vody a výsledek vyjádřit v miligramekvivalentech. Jednoduchý přepočet na zastaralé stupně uvést v návodu testu resp. v literatuře. Příklad: KNK = 0,357 mval/l ( = 1 o německý) a obráceně 1 o něm. = 0,357 mval/l.

Jedná se tedy jen o správné definování toho, co se děje při neutralizaci vody roztokem kyseliny chlorovodíkové na vhodný indikátor. Všechny testy, které jsou různě označovány zkratkami využívají stejný princip neutralizace vody kyselinou chlorovodíkovou.

Biologický význam uhlíku.

Uhlík ve formě oxidu uhličitého je velmi důležitý pro metabolismus živočichů žijících ve vodě. Obsah rozpuštěného oxidu uhličitého významně ovlivňuje reakci pH a ústojné vlastnosti vody. Sloučeniny uhlíku jsou zvláště důležité pro asimilaci rostlin. Vodní rostliny přijímají uhlík ve formě kyseliny uhličité a hydrogenuhličitanů. Rostliny za pomocí sluneční energie a chlorofilu přeměňují jednoduché uhlíkaté sloučeniny na základní stavební látky organismu jako je škrob, celulosa a podobně.

Závěr: Oxid uhličitý,  hydrogenuhličitany popřípadě uhličitany jsou nejvýznamnější složky přirozených vod. Koncentrace a vzájemný poměr těchto tří složek určují jednak chemické složení vody, reakci pH a v neposlední řadě i její tlumivou kapacitu. Z obsahu oxidu uhličitého (celkové ZNK) a obsahu hydrogenuhličitanů (celkové KNK) lze vypočítat pH a nebo z pH a KNK lze vypočítat obsah oxidu uhličitého ve vodě.

Pamatujte si, že při stanovení tzv. “uhličitanové tvrdosti vody” testy s různými označeními např. KH, UT atd stanovíme vlastně celkovou KNK vody, což je jediné správné označení pro tento chemický děj.

Obrázek ukazujae soupravu - Test na stanovení KNK - AQUAR.
Ze známých hodnot KNK a pH pak lze vypočítat i obsah oxidu uhličitého ve vodě.
 


 
 

 

Fotoalbum