Аквариумы и аквариумное оборудование в интернет-магазине Арована

Статьи



Статьи > Аквариумная вода

Из чего состоит вода: Часть 1: Молекулы, температура, соленость и осмос

Журналист: Chezarino Дата: 05.06.2010 Прочитано: 17860
Один основной компонент, который помогает аквариумисту достичь успеха в своем хобби – знания. Акваримистика – очень интересное занятие, которое соединяет в себе основные принципы физики, химии и биологии. Чем лучше мы понимаем их каждый по отдельности и во взаимодействии, тем проще нам становится содержать красивый и сбалансированный аквариум. Конечно, из этих трех дисциплин, биологию понять, во многом, намного проще, но в аквариумистике, как и в средней школе, для достижения успеха нужно постичь азы так же физики и химии.

В этой серии статей я постараюсь рассказать вам о многих химических основах аквариумистики. Мы будем изучать такие аспекты, как азотный цикл, растворенный кислород и рН. Чем лучше мы будем разбираться в химическом составе воды, тем большие успехи будем делать, занимаясь аквариумистикой. Начнем с самого начала: вода, вода – это основной элемент, без которого аквариумистика не может существовать. Скажем больше – вода дала жизнь всему живому на земле. Вода состоит не только из молекул Кислорода и Водорода, в ней находятся много химических элементов, так или иначе влияющих на все живые организмы.

Вода: Молекулы.
Молекулы воды ни похожи ни на какие другие. Одна молекула воды состоит из молекулы кислорода и двух молекул водорода. Каждая молекула водорода формирует тесную взаимосвязь с молекулой кислорода, создавая V-образную форму. Если вы посмотрите на молекулу сверху-вниз, вы увидите, что два атома водорода (которые имеют положительный заряд) располагаются наискось от атома кислорода (заряд которого негативный). В то же время каждая сторона притягивает к себе молекулы или ионы с противоположным зарядом. В химии это называют двухполюсной природой воды.молекула воды
А сейчас вспомните, как на первых уроках химии вы говорили: «Зачем мне учить то, что в жизни мне не пригодится?»

Биполярность воды делает ее отличным хранилищем различных химических веществ, таких как: нитраты, аммиак, кислород, железо, кальций и т.д У всех этих молекул и ионов есть одно общее - у них есть определенная валентность и заряд. Представим, например, ион кальция, который растворен в аквариумной воде с помощью специального реактора. У Са++ заряд положительный, поэтому, когда он встречается с негативно заряженной стороной молекулы воды… Вуаля! Ион кальция растворяется.
Это значительно улучшает жизнь рыб в вашем аквариуме. Так как вода уже своей структурой сама помогает растворяться в ней различным химическим элементам, место для такого растворения в ней ограничено. Но помните, что в аквариумной воде, в которой повышенное содержание нитратов, существует меньше пространства для растворения очень важных молекул, таких как кислород или углекислый газ.

Температура.
Способность воды растворять в себе элементы так же зависит от ее температуры. Аквариумисты заинтересованы в том, чтобы в воде растворялись вещества, не зависимо от их формы, будь то жидким или твердым телом. Чем выше поднимается температура воды, тем выше возрастает эта ее способность. С другой стороны, когда температура воды становится ниже, газообразные веществ растворяются в ней активнее. В любой аквариумной среде жидкости, газы или твердые вещества могут быть основой поддержания баланса в аквариуме и здоровья рыб. Теперь вы сможете понять, почему, например, содержа дискусов в теплой воде так важно делать регулярные подмены воды и чистить дно от следов жизнедеятельности рыб, ведь таким образом в воде не остается пространства для растворения кислорода. Его уровень становится очень низким и это пагубно влияет на рыбу, в такой воде дискусы обречены на гибель.

Соленая вода.
Те кому довелось содержать морские аквариумы могут в большей степени наблюдать биполярные качества воды. Наиболее часто задаваемый вопрос, который я слышу в зоомагазинах: «Действительно ли соленая вода такая жесткая, как говорят?». Сейчас в статье я могу детально все рассказать, но а) клиент был чрезмерно тороплив; б) и ответить «да» было бытсрее всего. На самом деле жесткость соленой воды так же относится к ее биполярности. Прежде всего в такой воде растворено большое количество солей, прежде чем в ней смогут растворяться другие молекулы и ионы. В то время, как люди расспрашивали меня о запуске и обслуживании морского аквариума, один опытный аквариумист делился опытом о том, как ему удается сохранять аквариум чистым от чрезмерного загрязнения. Поглотители протеина, культивация микро-водорослей – это лишь пара из нескольких способов, которыми пользуются аквариумисты для очищения морских аквариумов.

Лично у меня установлен маленький рифовый аквариум емкостью 130л. В соленой воде способность растворения молекул значительно ниже, чем в пресной. В светильнике для него установлены 65Вт лампа и 20Вт обычная лампа. Такое количество света поднимает температуру воды днем, когда кораллы начинают страдать от недостаточно высокого уровня кислорода в воде. Чтобы вода не нагревалась я использую вентилятор, но испарений все равно не удается избежать.

Осмос.
Все ионы и молекулы, которые растворяются в воде, не просто «сидят там». Они находятся в постоянном движении, таким образом, что распространяются по всей массе воды одинаково. Представьте себе аквариум на 40 л. Наполненный дистиллированной водой, разделенной на два отсека куском стали. Если в одном отсеке соленость поднять до 33 так быстро, как только вы уберете перегородку, ионы соли быстро распространятся по всей толще воды и в итоге соленость в аквариуме станет 16,5 (примерно половина от 33). Этот феномен называют диффузией.

Все ионы соли, которые были в отсеке с соленой водой, создавали определенное давление на перегородку, которое обычно называют осмотическим давлением. Чем выше становится концентрация соли, тем выше поднимается это давление. Сталь – материал очень прочный, но чешуя рыб – нет. Для того, чтобы не поддаваться такому давлению, сквозь чешую рыб могут проникать маленькие ионы соли. Т.е., если вода вокруг рыб содержит больше растворенных ионов соли, чем вода, содержащаяся в рыбах (т.е. осмотическое давление высокое), чешуя рыбы может пропускать через себя ионы соли, чтобы уменьшить такое давление. Таким способом обладают почти все создания, для которых родным домом является вода.

Через сотни, тысячи и миллионы лет адаптации, водные создания привыкли к колебанию осмотического давления. Это служит другой иллюстрацией к утверждению: «жестче, чем пресная». В то же время, водный массив в океане имеет свои определенные параметры воды, кораллы, морские звезды, рыб бабочек и т.д., которые довольно требовательны в отношении изменения солености воды и уровня рН. С другой стороны, некоторые пресноводные рыбы требуют значительной смены параметров воды, чтобы нереститься.
Надеюсь, что информация, изложенная в данной статье, поможет вам хоть немного повысить свои знания и набраться опыта в аквариумистике. Сегодня мы узнали, что вода – биполярна. И именно поэтому обладает свойством растворять в себе многие молекулы и ионы. А пространство для их растворения в воде ограниченно. Поэтому чрезвычайно важно ухаживать за своим аквариумом и постоянно убирать излишки различных отходов. Кроме того, чем выше температура воды – тем активнее будут растворяться жидкие и твердые вещества, чем ниже – тем активнее будут растворяться газы. А соленая вода значительно жестче, чем пресная. В следующих статьях мы поговорим о проводимости и жесткости воды. От этих двух параметров воды зависит, как много молекул и ионов сможет в ней раствориться и какое будет осмотическое давление на рыбу.

Лени Ламби (Lenny Llambi)
www.aquarticles.com
Перевод Юлия Матухно.
Подготовил и разместил Никита Матухно.
Нет комментариев. Почему бы Вам не оставить свой?
Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь.