go to bottom
Постоянный посетитель


530
Москва
3 года

СО2 больше в мягкой воде. Миф или нет?

Не могу понять, правда ли это?
В ветке про рецепты бражек как дольше CO2 вырабатывать? вдруг поднялся этот вопрос:


сообщение ашык
в общем, почему в жесткой воде надо растворить больше СО2 для достижения его искомой концентрации мне вроде понятно.


А мне до сих пор не понятно. Может поделитесь мыслями по этому поводу?


а вот почему жёсткая вода должна как-то препятствовать самому растворению СО2 - не очень.


Разделяю данную мысль. Хотя это и не очень важно - всегда можно применить активный реактор и насильно растворить все СО2 без остатка.

Может быть, кто-нибудь возьмется объяснить по каким причинам в жесткой воде концентрация свободного СО2 может быть ниже, чем в мягкой, если был растворен одинкавый объем СО2?

Для понятности объяснения предлагаю следующую модель:
1. Взяли 1 литр дистиллированой воды, полностью растворили в ней 10 мг углекислого газа.
2. Взяли 1 литр дистиллированной воды, развели в ней 1 г бикарбоната натрия , полностью растворили 10мг СО2.

Почему концентрация свободного СО2 в случае 2 может оказаться меньше? Если она может оказаться меньше, то на сколько?
2005-10-1111/10/2005 08:51:59
#239745
Советник



604 3
Russian Federation Voronezh
4 года

Итак, рассматриваем задачу:

"В 1л дистиллированной воды растворили Х мг бикарбоната натрия и Y мг СО2. Сколько свободного СО2 будет в воде?"

Для упрощения предполагаем, что СО2 в воздух не уходит, а также и не приходит дополнительно из воздуха, и в осадок ничего не выпадает, и все реакции внутри раствора приходят к равновесию. Это, конечно, далеко от реальной ситуации, но пока ограничиваемся такой упрощенной постановкой задачи.

Решается эта задача очень просто, путем совместного решения уравнений равновесия и балансных уравнений. Если кому интересно, могу изложить это подробно и представить результаты в виде каких-нибудь таблиц или графиков.

Надо сразу сказать, что в жесткой воде свободный CO2 будет содержаться даже в том случае, если он извне в нее не вводился, т.е. при Y=0. Откуда он там возьмется - а благодаря реакциям NaHCO3->NaOH+CO2 и 2NaHCO3->Na2CO3+CO2+H2O. Это количество СО2 небольшое, но оно есть.

Далее, при растворении в воде Y мг СO2 часть его уйдет на перевод карбоната обратно в бикарбонат Na2CO3+CO2+H2O->2NaHCO3, а часть перейдет в гидрокарбонатный ион просто в результате диссоциации CO2+H2O->H+ + HCO3-. Так что содержание свободного СО2 увеличится меньше чем на Y. Но ненамного меньше, так как при разумных значениях X и Y на оба эти процесса расходуется относительно небольшое количество СО2. Так что в представляющей наибольший интерес области параметров и при указанных упрощениях Sebastian Pereira прав - сколько СО2 растворяем, примерно столько свободного СО2 в воде получаем.

Несколько частных случаев для иллюстрации.
Z - содержание свободного СО2 в воде в мг/л.
Для справки также приведено и устанавливающееся значение pH:

1) X=0, Y=10, Z=9.6, pH=5
2) X=10, Y=0, Z=0.1, pH=8.1
3) X=10, Y=10, Z=10, pH=6.1
4) X=100, Y=0, Z=0.6, pH=8.3
5) X=100, Y=10, Z=10, pH=7.1
6) X=1000, Y=0, Z=5.9, pH=8.3
7) X=1000, Y=10, Z=12.8, pH=7.9

Изменено 24-10-2005 автор Dmitrii

2005-10-2121/10/2005 14:49:25
#242936
Постоянный посетитель


530
Москва
3 года

сообщение Dmitrii
Итак, рассматриваем задачу:
"В 1л дистиллированной воды растворили Х мг бикарбоната натрия и Y мг СО2. Сколько свободного СО2 будет в воде?"
....
сколько СО2 растворяем, примерно столько свободного СО2 в воде получаем.

Несколько частных случаев для иллюстрации.
Z - содержание свободного СО2 в воде в мг/л.
Для справки также приведено и устанавливающееся значение pH:

1) X=0, Y=10, Z=9.6, pH=5
2) X=10, Y=0, Z=0.1, pH=8.1
3) X=10, Y=10, Z=10, pH=6.1
4) X=100, Y=0, Z=0.6, pH=8.3
5) X=100, Y=10, Z=10, pH=7.1
6) X=1000, Y=0, Z=4.8, pH=8.5
7) X=1000, Y=10, Z=11.9, pH=8.1


Итак, Dmitrii героически решил задачу, и тем самым развеял старый миф меньшем содержании углекислого газа в жесткой воде!!
Ура!

Насколько я понимаю, 100мг/л бикарбоната натрия соответствует примерно измерямой тестами КН=3-4 градуса. Таким образом, в диапазоне КН от 0 до 40 градусов, да и существенно дальше, видимо, жесткость воды не влияет на количество свободного CO2.

Получается, что худший рост растений в жесткой воде при растворении равного количества CO2 связан в значительной степени с высоким pH, а не с недостатком CO2.
Также получается, что отрегулировав один раз количество пузырьков в единицу времени, растворяемых в одном, отдельно взятом аквариуме, мы получим одно и то же содержание углекислого газа независимо от жесткости воды, которую мы в нее зальем - хоть дистиллированную, хоть очень жесткую. Если потребление растениями CO2 день ото дня не изменяется, то не нужен никакой pH-контроллер, достаточно счетчика пузырьков.
2005-10-2121/10/2005 20:24:55
#243014
Свой на Aqa.ru


2091 11
Ukraine Dnepropetrovsk
10 года

Если потребление растениями CO2 день ото дня не изменяется, то не нужен никакой pH-контроллер, достаточно счетчика пузырьков.


100%

для браги лучший пых контроллер - стакан неизменной площади - пых как заговоренный. Мерять нечего. Балону наверно и подавно - любой реактор. Только настрой раз.

Вадим.
2005-10-2222/10/2005 18:24:40
#243138
Постоянный посетитель


530
Москва
3 года

сообщение VladHNet
100%
для браги лучший пых контроллер - стакан неизменной площади - пых как заговоренный. Мерять нечего. Балону наверно и подавно - любой реактор. Только настрой раз.
Вадим.

Брага как раз и отличается от баллона переменностью количества пузырьков, выдаваемых в единицу времени. Если ваш реактор умеет растворять меньшее количество пузырьков, чем выделяет ваша брага даже в свои наиплачевные периоды, то да - содержание СО2 будет постоянным.
Я имел ввиду несколько другое. Мы растворяем некоторое количество пузырей целиком в единицу времени, например, с помощью активного реактора, и точно знаем при этом, что содержание СО2 не зависит от карбонатной жесткости нашей воды. От нее будет зависеть только равновесный пых, будь мы в Питере, доливая воду из болот, или на Камчатке, доливая воду из гейзеров (не очень уверен, но думаю вода должна быть там довольно жесткой, возможно, ошибаюсь , тогда из источников Боржоми, неужели она там тоже мягкая ?)
2005-10-2222/10/2005 23:20:16
#243215
Свой на Aqa.ru


2091 11
Ukraine Dnepropetrovsk
10 года

сообщение Sebastian Pereira
Брага как раз и отличается от баллона переменностью количества пузырьков, выдаваемых в единицу времени. Если ваш реактор умеет растворять меньшее количество пузырьков, чем выделяет ваша брага даже в свои наиплачевные периоды, то да - содержание СО2 будет постоянным.


Именно о таком реакторе я и говорил - это "стакан".
За счет постоянной площади растворения и глубины погружения (вторая как мне показалось погоды не делает) скорость растворения практически неизменна и зависит лишь от концентрации СО2 в воде, чем она ниже - тем выше скорость. Все что лишнее придет от браги и не успеет раствориться большим бульком уйдет на поверхность. Этим и хорош стакан.

Я заметил еще одну закономерность. При условии, что стакан не "принужден", т.е. не проточный, а в стоячей воде, после насыщении воды до уровня 30мг/л скорость растворения снижается, как-бы не в 2-3 раза. И пых как становится 7.0 (КН=9), так сколько ему СО2 в стакан не лей - 7.0 хоть ты тресни. Ниже завалить пых помогает либо проточность либо увеличение площади растворения. Вот такое "механический" пых контроллер получается. Почему? Не знаю. Я лишь описываю неоднократно замечаное.


Я имел ввиду несколько другое. Мы растворяем некоторое количество пузырей целиком в единицу времени, например, с помощью активного реактора, и точно знаем при этом, что содержание СО2 не зависит от карбонатной жесткости нашей воды.


Это поняно. Просто я привязывался не к этому, а к фразе что не нужен пых контроллер и развил эту мысль так-же и в отношении браги.

ЗЫ. одно время меня осенила мысль повторить аналоговый пых контроллер с ручной калибровкой и ЖКИ, с целью получить онный в ценовой категории до 100уе, дабы был доступен массам, но заметив вышеописанное я начал понимать людей, сомневающихся в необходимости пых контроллера и забросил эту затею как безперспективную.

Вадим.
2005-10-2323/10/2005 10:14:19
#243255
Посетитель


173
Санкт-Петербург
4 года

Уважаемые, я в принципе понял вашу мысль. Т.к. мы используем, реактор-стакан - площадь контакта СО2 с водой остается постоянным и не будет изменяться в зависимости от "столба" (читай объема) газа в стакане, и единственное что требует это эмперически установить площадь дна стаканчика. (я не смогу рассчитать это, даже приблилизельно - нет знаний).

2005-10-2323/10/2005 13:29:36
#243291
Свой на Aqa.ru


2091 11
Ukraine Dnepropetrovsk
10 года

сообщение MuFF-T
я не смогу рассчитать это, даже приблилизельно - нет знаний


А зачем расчитывать, можно и подобрать площадь меряя пых. Я так и сделал. Можете как ориентир взять 100см2 площади и 500мл обьема на каждые 50л при условии непроточности стакана. Я пришел методом перебора стаканов именно к таким цифрам. Затем меряете пых и смотрите табличку.

Минус реакторов типа стакан - их габариты, т.к. для 240л банки потребуется уже 500см2 и 2,5л (это 10х50х5см)

Вадим.
2005-10-2323/10/2005 13:46:36
#243296
Посетитель


173
Санкт-Петербург
4 года

сообщение VladHNet
А зачем расчитывать, можно и подобрать площадь меряя пых. Вадим.


я и сказал эмперически
с нашим буфером в питере надо быть аккуратно
2005-10-2323/10/2005 13:51:24
#243297
Свой на Aqa.ru


2091 11
Ukraine Dnepropetrovsk
10 года

сообщение MuFF-T
я и сказал эмперически
с нашим буфером в питере надо быть аккуратно


мне бы Ваш буфер - почти халявный осмос
хотя везде хорошо где нас нет

Вадим.
2005-10-2323/10/2005 14:56:48
#243303
Посетитель


173
Санкт-Петербург
4 года

да .. вода у нас просто почти осмос
ph-6, kh-2, gh-4 с другой стороны что нить пузырнуть очень сложно. Трудно содержать африку... Зато харацинка и дискусы прут

2005-10-2323/10/2005 20:21:40
#243354
Свой на Aqa.ru


2091 11
Ukraine Dnepropetrovsk
10 года

сообщение MuFF-T
ph-6, kh-2, gh-4 с другой стороны что нить пузырнуть очень сложно. Трудно содержать африку...


В смысле сложно пузырнуть?
Что есть африка?

Вадим.
2005-10-2323/10/2005 20:31:59
#243356
Посетитель


173
Санкт-Петербург
4 года

сообщение VladHNet
В смысле сложно пузырнуть?
Что есть африка?

Любые попытки давать СО2 очень сильно пугают обвалом ph.
А африка - это малави, танганьика.
2005-10-2323/10/2005 20:39:54
#243358
Советник



1000 2
Russian Federation Novosibirsk
2 года
Но ненамного меньше, так как при разумных значениях X и Y на оба эти процесса расходуется относительно небольшое количество СО2.
Dmitrii, а этот вывод будет справедлив и для гидрокарбоната кальция?
потому что если это так, то действительно устойчивый миф серьёзно приблизился к своей смерти

правда, с практический точки зрения, это не миф - это так и есть.
но ведь при достаточно долгом пузырянии всякие меловые отложения должны в жестководном аквариуме буквально кончиться - уйти с подменами.

т.о., если дело не в "пробивании" буфера, а в выведении из системы слаборастворимых карбонатов, то, следовательно, нам останется только определиться - препятствует ли буфер самому процессу растворению СО2?
2005-10-2323/10/2005 20:45:47
#243359
Постоянный посетитель


530
Москва
3 года

сообщение Dmitrii
Если кому интересно, могу изложить это подробно и представить результаты в виде каких-нибудь таблиц или графиков.

Мне очень интересно. Не столько таблицы и графики, сколько подробное решение задачи. Опубликуйте, пожалуйста!
2005-10-2323/10/2005 21:58:34
#243373
Завсегдатай


1349 1
India
2 года

сообщение MuFF-T
Любые попытки давать СО2 очень сильно пугают обвалом ph.


А вы не пугайтесь, а подавайте
Лично по моей практике РН никогда неснижался ниже 6-и
2005-10-2424/10/2005 11:55:22
#243478
Советник



604 3
Russian Federation Voronezh
4 года

Я там у себя в расчете нашел ошибку, в формуле для коэффициентов активности. Для малых и средних жесткостей это несущественно, а при больших начинает проявляться. Сейчас исправил, цифры для случаев (6) и (7) получаются немного другие (см. отредактированное сообщение от 21-10-2005 13:49). Впрочем, общую картину это практически не меняет.

Насколько это все переносится на случай гидрокабоната кальция надо еще разбираться. Подозреваю, что переносится почти без изменений. Но возможность выпадения карбоната в осадок здесь все-таки создает некоторую сложность. Надо еще немного книжку почитать, чтобы научиться такие гетерогенные системы рассчитывать.

Насчет подробного изложения решения - договорились, распишу все как есть. Может по пути еще какие ошибки найду.

2005-10-2424/10/2005 12:30:21
#243496
Посетитель


173
Санкт-Петербург
4 года

сообщение Buldozer
А вы не пугайтесь, а подавайте
Лично по моей практике РН никогда неснижался ниже 6-и


подаю уже. Перемерил pH пока 7. Брага какая то квелая. Бутылка на 1 литр, сухие дрожжи в качестве старта. Но пузыряет от силы раз в 3 секунды. Пока какого либо видимого эффекта мало.
2005-10-2626/10/2005 10:36:23
#244183
Постоянный посетитель


530
Москва
3 года

сообщение MuFF-T

сообщение Buldozer
А вы не пугайтесь, а подавайте
Лично по моей практике РН никогда неснижался ниже 6-и


подаю уже. Перемерил pH пока 7.


Для СПб pH=7 - это все равно что не подавать СО2 совсем...
Чтобы при KH=2 опустить pH ниже 6 - это надо задувать до 60 мг/л. Сделать такое 1 литровой брагой вовсе не просто!
2005-10-2626/10/2005 20:12:42
#244406



Top