Pehmeän veden erottaminen kovasta vedestä
Kuinka tehdä ero pehmeän ja kovan veden välillä
1. Pehmeän ja kovan veden arviointi
(1) Termit "pehmeä" ja "kova" eivät tarkoita fyysistä rakennetta. Ne kuvaavat veteen liuenneiden kivennäisaineiden määrää. Kova vesi jaetaan edelleen väliaikaisesti kovaan veteen ja pysyvään kovaan veteen sen mukaan, muodostuuko lämmityksen jälkeen mineraalisaostumia.
(2) Väliaikainen kova vesi sisältää bikarbonaatteja, kuten kalsiumbikarbonaattia, magnesiumbikarbonaattia ja mangaanibikarbonaattia. Sen metalli-ionit voivat saostua kuumennettaessa, mistä johtuu nimi.
(3) Pysyvä kova vesi sisältää sulfaatteja, klorideja ja nitraatteja, kuten mangaanisulfaattia, magnesiumnitraattia ja kalsiumkloridia. Sen metalli-ionit eivät saostu kuumennettaessa.
(4) Kova vesi aiheuttaa monia haittoja päivittäisessä käytössä. Esimerkiksi kalkkia muodostuu helposti keitettäessä ja pyykin pesuun kuluu enemmän saippuaa.
(5) Pehmeää ja kovaa vettä ei voida erottaa paljain silmin tarkkailemalla. Kemiallinen testaus vaaditaan yleensä.
2. Veden kovuuden ja kovuutta muodostavien ionien määritelmä
(1) Kovuus mittaa veden kykyä saostaa saippuaa. Saippua koostuu natrium- tai kaliumstearaatista. Kun se kohtaa kalsium- ja magnesium-ioneja, muodostuu liukenematonta kalsiumstearaattia ja magnesiumstearaattia, mikä tekee saippuasta tehottoman.
(2) Kalsium- ja magnesium-ionien lisäksi rauta-, mangaani-, sinkki-, kupari- ja muut metalli-ionit voivat myös saostaa saippuaa. Kemiallisesti,kovuus ionejamääritellään mineraalikationeiksi, jotka aiheuttavat saippuan saostumista, mukaan lukien kalsium, magnesium, rauta, mangaani, sinkki ja kupari. Kovuus osoittaa siis näiden ionien kokonaispitoisuuden.
(3) Luonnon vedessä ja vesijohtovedessä kalsium- ja magnesiumionien osuus kaikista kovuusioneista on yli 97 prosenttia. Kokonaiskovuus on kalsiumin kovuuden (noin 85 %) ja magnesiumkovuuden (noin 15 %) summa.
(4) Kovuus ilmaistaan yleensä kalsiumkarbonaattina (CaCO₃) ppm pikemminkin kuin sulfaatteina, nitraateina tai klorideina. Perinteinen kvantitatiivinen kemiallinen analyysi käyttää karbonaattisaostusta kaikkien kovuusionien sieppaamiseen, ja kalsium muodostaa suurimman osan kokonaiskovuudesta.
(5) CaCO₃:iin perustuva testaus voi tuoda mukanaan pieniä kokeellisia virheitä. Tarkempia tuloksia voidaan saada kalsinoimalla kalsiumkarbonaatti kalsiumoksidiksi. Saksan kovuusasteikko (dH-aste) käyttää mittaukseen kalsiumoksidiekvivalenttia.
3. Kovuuden luokitusasteikko
Alla oleva luokitus on peräisinEncyclopaedia of Aquatic-plant Kultivation (Nide 1), sivu 183, kirjoittanut herra Ke:
Erittäin pehmeä vesi: 0-4 astetta dH (0-89 ppm CaCO₃)
Pehmeä vesi: 5–8 astetta dH (90–159 ppm CaCO₃)
Melko kova vesi: 9–12 astetta dH (160–229 ppm CaCO₃)
Melko kova vesi: 13-18 astetta dH (230-339 ppm CaCO₃)
Kova vesi: 19-30 astetta dH (340-534 ppm CaCO₃)
Very‑hard water: Above 30 °dH (>535 ppm CaCO₃)
4. Veden kovuuden vaikutukset vesikasveihin
(1) Hanaveden normaalit kovuustasot eivät aiheuta terveysriskiä ihmisille. Taiwanin vesijohtoveden standardi asettaa kovuuden ylärajaksi 500 ppm, ja useimmat paikalliset vesijohtovedet jäävät selvästi tämän kynnyksen alapuolelle.
(2) Vaikka istutettujen akvaarioiden kovuuden vaikutuksista ei ole erityistä tutkimuskirjallisuutta, kalsium ja magnesium ovat välttämättömiä makroravinteita, kun taas rauta, mangaani, sinkki ja kupari ovat tärkeitä hivenaineita. Sopiva veden kovuus tarjoaa arvokasta ravintoa vesikasvien kasvulle.
(3) Ongelmia syntyy, kun metalli-ionisuhteet muuttuvat epätasapainoisiksi, erityisesti liian korkeiden kalsiumpitoisuuksien yhteydessä, mikä voi vaikuttaa kielteisesti kasvien kehitykseen.
(4) Ravinteiden antagonismia esiintyy, kun mineraalien suhteet ovat epätasapainossa. Kalsium estää kasvien vedenottoa, mutta tehostaa ravinteiden imeytymistä, mikä tuottaa päinvastaisen vaikutuksen kuin kalium. Väärä kalsiumin ja kaliumin välinen suhde aiheuttaa kilpailevaa antagonismia, jossa kasvit voivat imeä vain toisen näistä ravintoaineista, mikä johtaa vakaviin kasvuhäiriöihin.
(5) Voidaan päätellä, että kovuuteen liittyvät vaikutukset vesikasveihin johtuvat pääasiassa ravinteiden antagonismista, erityisesti kalsiumin ja kaliumin välillä. Kasvattajien tulisi valita akvaariovesi, jonka kovuus on tasapainoinen; sekä erittäin korkea että erittäin matala kovuus eivät sovellu.
5. KH:n ja GH:n vaikutukset vesikasveihin
(1) Käytännön esimerkki, joka osoittaa eron KH:n ja GH:n välillä: - Kalsium-bikarbonaatti-dissosiaatio:
\\(\\ce{Ca(HCO3)2 → Ca^{2+} + 2HCO3-}\\) \\(\\ce{Ca^{2+}}\\) edistää GH:a; \\(\\ce{HCO3-}\\) edistää KH:ta.
– natriumbikarbonaatin dissosiaatio:
\\(\\ce{NaHCO3 → Na+ + HCO3-}\\) \\(\\ce{Na+}\\) ei vaikuta kasvuhormoniin, kun taas \\(\\ce{HCO3-}\\) lasketaan silti KH:han.
(2) KH measures bicarbonate‑ion (\(\ce{HCO3-}\)) concentration. It stabilises aquarium pH and provides a backup inorganic‑carbon source for photosynthesis when CO₂ runs low. Aquatic‑plants can survive at KH = 0 (CO₂ injection is required to prevent dangerous pH‑drops) and also at KH >25 astetta KH (pH:n nousun seuranta tarvitaan). Suositeltu KH-alue useimmille istutetuille akvaarioille on4-10 astetta KH, vakaa pH ja riittävä hiilivarasto.
(3) GH mittaa kovuuden muodostavien kationien kokonaispitoisuutta (\\(\\ce{Ca^{2+}}\\), \\(\\ce{Mg^{2+}}\\), \\(\\ce{Mn^{2+}}\\) ja niin edelleen). Vesikasvit eivät selviä GH:ssa = 0 tai erittäin kovissa vesiympäristöissä, joten GH on perustavanlaatuinen kasvuehto. Optimaalinen GH-alue on pehmeän veden (5–8 astetta dH) ja kohtalaisen kovan veden (9–12 astetta dH) välillä.
