Читать книгу Энциклопедия юного аквариумиста - Юлия Галанина - Страница 32

И снова химия… :-(

Активная реакция воды (pH) очень влияет на жизнь в водоеме.

Но так же жизнь всех его обитателей зависит от окислительно-восстановительного потенциала. Его называют редокс-потенциал.

Чем же важен редокс-потенциал?

Он стимулирует или наоборот тормозит рост и развитие водных организмов.

О растворенном в воде молекулярном кислороде мы уже говорили. Им дышат животные и растения, он попадает в воду или через поверхность, или в результате фотосинтеза, или посредством аэрации.

А сейчас мы будем говорить об атомарном кислороде, который содержится в молекуле воды H2O.

В слове редокс зашифровано два понятия: восстановление (редукция) и окисление (оксидация).

Редукция – это процесс выделения кислорода или поглощения водорода. Оксидация – процесс поглощения кислорода.

Когда идут окислительные или восстановительные реакции, одно вещество, отдавая свои электроны и заряжаясь положительно, окисляется, другое, приобретая электроны и заряжаясь отрицательно, – восстанавливается. Их электрические потенциалы изменяются.

А разность электрических потенциалов между ними и называют редокс-потенциал.

Чем выше концентрация веществ, которые способны окисляться, к концентрации веществ, способных восстанавливаться, тем выше показатель редокс-потенциала.

Что же из всего этого значит?

А это значит, что как только аквариум оборудован и начинает жить, в нем постоянно происходят невидимые нам окислительные и восстановительные реакции. Он как бы полон сил и энергии.

Про только что устроенный аквариум говорят, что в нем высокий редокс-потенциал. Сразу после оборудования в процессы окисления включаются неорганические вещества. Потом в аквариум заселяют растения и рыбок, – это усиливает окислительные процессы. В них включаются погибшие части корней и листьев, выделения животных, массовое появление, а затем гибель бактерий.

Но вот проходит время, водоем стабилизируется, грунт в аквариуме заиливается, вода «стареет». Он становится похож на пожилого человека, в котором уже нет энергии молодости.

В «постаревшем» аквариуме с заиленным грунтом и «старой» водой активнее протекают процессы восстановления.

Примерно так выглядит процесс, если описать его предельно упрощенно.

В лабораториях электрохимии показатель редокс-потенциала измеряют сложными приборами с платиновыми электродами. Величину редокс-потенциала обозначают как Eh и записывают в милливольтах.

А биохимики переводят эти измерения в свои единицы, которые называют rH (reduktion Hydroqenii).

Для редокс-потенциала биохимики создали, разумеется, тоже шкалу, как и для жесткости воды, как и для pH.

Они разделили ее на 42 деления. В этой шкале 0 обозначает чистый водород, 42 – чистый кислород. Жить рядом с этими показателями невозможно.

Поэтому в природных водоемах с пресной водой величина редокс-потенциала rH, подходящая для жизни, находится между 25 и 35.

В аквариуме рамки еще меньше: между 26 и 32 rH.

А как же узнать несчастному аквариумисту, какова величина редокс-потенциала у него в аквариуме? Приборы с платиновыми электродами ведь на дороге не валяются! :-)

А аквариумист вовсе не несчастный, а очень даже счастливый. Потому что он смотрит на растения! Они тоже могут служить своеобразными приборами, хоть и без электродов из драгоценных металлов.

Если бурно разрастаются сине-зеленые водоросли, то редокс-потенциал высокий.

Если бурно разрастаются зеленые водоросли, редокс-потенциал все еще высокий, но несколько ниже.

Аквариумные цветковые растения развиваются при 29–30 rH.

Апоногетоны обильно цветут при 30,2 – 30,6 rH, а уже при 31 сбрасывают листья.

Эхинодорусы при 30,2 – 30,6 rH болеют и перестают расти.

Если показатель редокс-потенциала выше 31 rH, апоногетоны и эхинодорусы теряют корневища.

Криптокорины чувствуют себя хорошо при величине редокс-потенциала 26–29. Повышение rH может привести к их гибели.

Значение редокс-потенциала очень зависит от состояния грунта. В придонных слоях воды он более низок, чем в верхних, а у поверхности грунта он больше, чем в самом грунте (если грунт сильно слежался).

И чем больше скапливается в грунте веществ, которые способны отдавать электроны, тем больше снижается редокс-потенциал.

А чтобы аквариум был здоров и редокс-потенциал в нем находился на нужном уровне, надо держать его в чистоте и время от времени промывать грунт.

Активная реакция воды, ее жесткость и редокс-потенциал позади, осталось узнать про превращения одного очень важного для аквариумных жителей газа:

Азот и его соединения

В воде постоянно происходит круговорот азота, почти так же, как круговорот воды в природе. И на некоторые моменты этого круговорота, нужно обратить внимание.

Ведь с одной стороны соединения азота очень нужны растениям и водным жителям, но с другой – они могут и отравить. Нас будут интересовать такие азотные соединения, как аммоний, нитриты и нитраты.

Аммоний

Аммоний в аквариуме образуется в результате гниения несъеденного корма, отмерших частей растений, трупиков рыб, которые содержат соединения азота. Когда эти останки гниют, сложные азотсодержащие вещества в них превращаются в аммиак и воду.

Аммиак (NH3) в небольших количествах служит растениям удобрением, но в больших количествах он ядовит.

Аммоний – это сумма ионов аммония(NH4+) и свободного аммиака. Рыбы выделяют аммоний через жабры: на поверхности жабр происходит обмен ионов аммония на ионы натрия. А ионы натрия нужны клеткам организма рыб.

Если в аквариуме слишком много обитателей, а вода регулярно не подменивается, рыбки не могут избавиться от избытка аммония и он накапливается в организме в ходе азотного обмена. И рыбки отравляются им и аммиаком.

Если показатель pH в аквариуме высок, более ядовитым будет аммиак.

А если в воде низкое содержание кислорода, и аммиак, и аммоний становятся еще токсичнее.

При отравлении аммонием у рыб учащается дыхание даже в аэрируемом водоеме, но уменьшается захват кровью молекул кислорода. А снижение кислорода в крови вызывает нарушение кислотно-щелочного баланса в организме. (И «Орбит» без сахара тут не поможет! :-))

Не довести аквариум до такого печального состояния помогает фильтрация, аэрация и регулярная подмена воды.

Нитриты (NO2)

Нитриты образуются, когда соли аммиака окисляются в соли азотной кислоты.

Окончательный результат этого процесса – нитраты (NO3), а нитриты – это промежуточная стадия.

Опасность нитритов в том, что они так же, как и аммоний, снижают способность молекул крови захватывать и переносить кислород. Даже в небольших количествах нитриты в аквариуме опасны.

Нитраты (NO3-)

Нитраты не столь ядовиты, как нитриты. Но если рыбки долго находятся в воде, где велико количество нитратов, жабры их постепенно становятся бледными. Рыбки могут стать менее активными, у них может затруднится дыхание и нарушиться координация движений. Они могут почесываться о подводные камни и коряги.

Но главная опасность нитратов в том, что при определенных условиях они могут снова перейти в нитриты.

Со всеми перечисленными выше бедами можно бороться сравнительно простыми способами. Мы он них уже говорили не раз, но от этого они не перестали быть менее правильными:

Нужно поддерживать чистоту в аквариуме, иметь там постоянную аэрацию, регулярно подменивать часть воды на свежую, не перегружать аквариум рыбками и растениями. (Содержание именно нитратов в аквариуме ограничивают водные растения и регулярная подмена воды.)

А чтобы определить параметры воды (pH, жесткость, аммиак, аммоний, нитриты, нитраты и т. д.), теперь не обязательно идти в химическую лабораторию. Достаточно купить в зоомагазине специальные наборы для контроля воды, их производят многие специализирующиеся на этом фирмы (например, «Aqvarium Pharmaceuticals»,»Tetra»).

Когда состав воды вам станет известен, чтобы ваши питомцы чувствовали в ней себя хорошо, можно пойти двумя путями. Или подобрать таких рыбок и такие растения, которые подходят к вашей воде. Или изменить состав воды так, чтобы она по жесткости и pH подходила вашим любимцам.

Для большинства аквариумных жителей вполне годится вода средней жесткости(8 – 12 dH), активной реакции (pH7) и температуры (24 ± 2 °C). Кроме этого, они могут приспосабливаться к не совсем благоприятным условиям (до некоторого предела).

Прежде, чем заняться евроремонтом в аквариуме, желательно узнать хотя бы приблизительную жесткость и водородный показатель pH воды, которая течет из вашего крана. А затем можно посоветоваться со специалистом, он подскажет, какие рыбы и растения вам подойдут. А можно прочитать эту книгу до конца. :-)