Süsinikdioksiid vees. Süsinikdioksiid

Tabelis on näidatud süsinikdioksiidi CO 2 termofüüsikalised omadused sõltuvalt temperatuurist ja rõhust. Tabelis olevad omadused on näidatud temperatuuridel 273–1273 K ja rõhkudel 1–100 atm.

Vaatleme nii olulist süsinikdioksiidi omadust nagu.
Süsinikdioksiidi tihedus on 1,913 kg/m3 juures normaalsetes tingimustes(nr.). Tabeli järgi on näha, et süsihappegaasi tihedus sõltub oluliselt temperatuurist ja rõhust - rõhu tõustes suureneb oluliselt CO 2 tihedus ja gaasi temperatuuri tõustes väheneb. Seega 1000 kraadi võrra kuumutamisel väheneb süsihappegaasi tihedus 4,7 korda.

Süsinikdioksiidi rõhu suurenedes hakkab aga selle tihedus suurenema, palju rohkem kui kuumutamisel väheneb. Näiteks rõhul ja temperatuuril 0°C kasvab süsihappegaasi tihedus juba väärtuseni 20,46 kg/m 3.

Tuleb märkida, et gaasi rõhu suurenemine põhjustab selle tiheduse väärtuse proportsionaalse suurenemise, see tähendab 10 atm juures. süsihappegaasi erikaal on 10 korda suurem kui tavaliselt atmosfääri rõhk.

Tabel näitab järgmisi süsinikdioksiidi termofüüsikalisi omadusi:

süsinikdioksiidi tihedus kg/m3;
erisoojusmaht, kJ/(kg deg);
, W/(m°);
dünaamiline viskoossus, Pa s;
termiline difusioon, m 2 /s;
kinemaatiline viskoossus, m 2 /s;
Prandtl number.

Märkus: ole ettevaatlik! Tabelis on soojusjuhtivus näidatud astmega 10 2. Ärge unustage 100-ga jagada!

Süsinikdioksiidi CO 2 termofüüsikalised omadused atmosfäärirõhul

Tabelis on näidatud süsinikdioksiidi CO 2 termofüüsikalised omadused sõltuvalt temperatuurist (vahemikus -75 kuni 1500 ° C) atmosfäärirõhul. Esitatakse järgmised süsinikdioksiidi termofüüsikalised omadused:

, Pa·s;
soojusjuhtivuse koefitsient, W/(m deg);
Prandtl number.

Tabelist nähtub, et temperatuuri tõustes suureneb ka süsihappegaasi soojusjuhtivus ja dünaamiline viskoossus. Märkus: olge ettevaatlik! Tabelis on soojusjuhtivus näidatud astmega 10 2. Ärge unustage jagada 100-ga!

Süsinikdioksiidi CO 2 soojusjuhtivus sõltuvalt temperatuurist ja rõhust

süsinikdioksiidi CO 2 soojusjuhtivus temperatuurivahemikus 220–1400 K ja rõhul 1–600 atm. Ülaltoodud tabelis olevad andmed kehtivad vedela CO 2 kohta.

Tuleb märkida, et Veeldatud süsinikdioksiidi soojusjuhtivus väheneb selle temperatuuri tõustes, ja rõhu suurenemisega see suureneb. Süsinikdioksiid(gaasifaasis) muutub soojusjuhtivamaks nii temperatuuri tõustes kui ka rõhu tõustes.

Tabelis olev soojusjuhtivus on antud mõõtmetes W/(m deg). Ole ettevaatlik! Tabelis on soojusjuhtivus näidatud astmega 10 3. Ärge unustage jagada 1000-ga!

Süsinikdioksiidi CO 2 soojusjuhtivus kriitilises piirkonnas

Tabelis on näidatud süsinikdioksiidi CO 2 soojusjuhtivuse väärtused kriitilises piirkonnas temperatuurivahemikus 30–50 °C ja rõhul.
Märkus: olge ettevaatlik! Tabelis on soojusjuhtivus näidatud astmega 10 3. Ärge unustage jagada 1000-ga! Soojusjuhtivus tabelis on näidatud W/(m deg).

Dissotsieerunud süsinikdioksiidi CO 2 soojusjuhtivus kõrgetel temperatuuridel

Tabelis on esitatud dissotsieerunud süsinikdioksiidi CO 2 soojusjuhtivuse väärtused temperatuurivahemikus 1600–4000 K ja rõhul 0,01–100 atm. Ole ettevaatlik! Tabelis on soojusjuhtivus näidatud astmega 10 3. Ärge unustage jagada 1000-ga!

Tabelis on toodud väärtused vedela süsinikdioksiidi CO 2 soojusjuhtivus küllastusjoonel sõltuvalt temperatuurist.
Märkus: olge ettevaatlik! Tabelis on soojusjuhtivus näidatud astmega 10 3. Ärge unustage jagada 1000-ga!
Soojusjuhtivus tabelis on näidatud W/(m deg).

Entsüklopeediline YouTube

1 / 5

Süsinik(IV)monooksiid ei toeta põlemist. Selles põlevad ainult mõned aktiivsed metallid:

2 M g + C O 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\paremnool 2MgO+C)))

Koostoime aktiivse metalloksiidiga:

C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\paremnool CaCO_(3))))

Vees lahustatuna moodustab see süsihappe:

C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\parempoolsed vasakpoolsed H_(2)CO_(3))))

Reageerib leelistega, moodustades karbonaate ja vesinikkarbonaate:

C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2))\paremnool CaCO_(3)\alla +H_() 2)O)))(kvalitatiivne reaktsioon süsinikdioksiidile) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\paremnool KHCO_(3))))

Bioloogiline

Inimkeha eraldab umbes 1 kg (2,3 naela) süsinikdioksiidi päevas.

See süsihappegaas transporditakse kudedest, kus see moodustub ainevahetuse ühe lõppproduktina, venoosse süsteemi kaudu ja väljutatakse seejärel kopsude kaudu väljahingatavas õhus. Seega on süsihappegaasi sisaldus veres kõrge venoosses süsteemis ja väheneb kopsude kapillaaride võrgustikus ning madal arteriaalses veres. Vereproovi süsihappegaasisisaldust väljendatakse sageli osarõhuna, st rõhuna, mis vereproovis sisalduva süsinikdioksiidi teatud kogusel oleks, kui see üksi hõivaks kogu vereproovi mahu.

Süsinikdioksiid (CO2) transporditakse veres kolmel erineval viisil (nende täpne suhe kolmel viisil transport sõltub sellest, kas veri on arteriaalne või venoosne).

Hemoglobiin, punaste vereliblede peamine hapnikku transportiv valk, on võimeline transportima nii hapnikku kui ka süsinikdioksiidi. Süsinikdioksiid aga seondub hemoglobiiniga teises kohas kui hapnik. See seostub pigem globiiniahelate N-terminaalsete otstega, mitte heemiga. Kuid allosteeriliste mõjude tõttu, mis põhjustavad hemoglobiini molekuli konfiguratsiooni muutumist seondumisel, vähendab süsinikdioksiidi sidumine hapniku võimet sellega seonduda hapniku teatud osarõhul ja vastupidi - hapniku seondumine hemoglobiiniga vähendab süsinikdioksiidi võimet sellega seonduda süsinikdioksiidi antud osarõhul. Lisaks sõltub hemoglobiini võime eelistatult hapniku või süsinikdioksiidiga seonduda ka keskkonna pH-st. Need omadused on väga olulised hapniku edukaks omastamiseks ja transportimiseks kopsudest kudedesse ning selle edukaks vabastamiseks kudedesse, samuti süsinikdioksiidi edukaks omastamiseks ja transportimiseks kudedest kopsudesse ning sealt vabanemiseks.

Süsinikdioksiid on üks olulisemaid verevoolu autoregulatsiooni vahendajaid. See on võimas vasodilataator. Vastavalt sellele, kui süsihappegaasi tase kudedes või veres suureneb (näiteks intensiivse ainevahetuse tõttu, mille põhjuseks on näiteks kehaline aktiivsus, põletiku, koekahjustuse või verevoolu takistuse, koeisheemia tõttu), siis kapillaarid laienevad, mis toob kaasa verevoolu suurenemise ja sellest tulenevalt hapniku kohaletoimetamise kudedesse ja kudede transportimise suurenemise. kudedest kogunenud süsinikdioksiid. Lisaks avaldab süsinikdioksiid teatud kontsentratsioonides (suurenenud, kuid ei saavuta veel mürgiseid väärtusi) müokardile positiivset inotroopset ja kronotroopset toimet ning suurendab selle tundlikkust adrenaliini suhtes, mis põhjustab südame kontraktsioonide tugevuse ja sageduse suurenemist. väljund ja sellest tulenevalt , insult ja minutiline veremaht. See aitab korrigeerida ka kudede hüpoksiat ja hüperkapniat (süsinikdioksiidi taseme tõus).

Bikarbonaadi ioonid on väga olulised vere pH reguleerimiseks ja normaalseks hoidmiseks happe-aluse tasakaal. Hingamissagedus mõjutab süsihappegaasi sisaldust veres. Nõrk või aeglane hingamine põhjustab respiratoorse atsidoosi, kiire ja liiga sügav hingamine aga hüperventilatsiooni ja respiratoorse alkaloosi tekke.

Lisaks on süsinikdioksiid oluline ka hingamise reguleerimisel. Kuigi meie keha vajab ainevahetuse toetamiseks hapnikku, ei stimuleeri madal hapnikutase veres või kudedes tavaliselt hingamist (õigemini on hapnikupuuduse hingamist stimuleeriv toime liiga nõrk ja “lülitub sisse” hilja, väga kellaajal. madalad tasemed hapnik veres, mille puhul inimene sageli teadvuse kaotab). Tavaliselt stimuleerib hingamist süsihappegaasi taseme tõus veres. Hingamiskeskus on palju tundlikum süsinikdioksiidi taseme tõusule kui hapnikupuudusele. Selle tulemusena võib väga õhukese õhu (madala hapniku osarõhuga) või üldse hapnikku mittesisaldava gaasisegu (näiteks 100% lämmastik või 100% dilämmastikoksiid) sissehingamine viia kiiresti teadvuse kaotuseni, ilma et tekiks tunnet. õhupuudusest (sest süsihappegaasi tase veres ei tõuse, sest miski ei takista selle väljahingamist). See on eriti ohtlik suurtel kõrgustel lendavate sõjalennukite pilootidele (salongi hädaolukorras rõhu vähendamisel võivad piloodid kiiresti teadvuse kaotada). See hingamisreguleerimissüsteemi omadus on ka põhjus, miks lennuki stjuardessid juhendavad reisijaid lennuki salongi rõhu langetamise korral ennekõike ise hapnikumaski pähe panema, enne kui üritavad kedagi teist aidata – seda tehes , riskib abistaja ise kiiresti teadvuse kaotamisega ja seda isegi viimase hetkeni ebamugavust või hapnikuvajadust tundmata.

Inimese hingamiskeskus püüab hoida süsihappegaasi osarõhku arteriaalses veres mitte kõrgemal kui 40 mmHg. Teadliku hüperventilatsiooni korral võib süsihappegaasi sisaldus arteriaalses veres langeda 10-20 mmHg-ni, samal ajal kui hapnikusisaldus veres jääb praktiliselt muutumatuks või suureneb veidi ning vähenemise tulemusena väheneb vajadus uuesti hingata. süsihappegaasi stimuleerivas mõjus hingamiskeskuse aktiivsusele. See on põhjus, miks peale teadliku hüperventilatsiooni perioodi on kergem pikka aega hinge kinni hoida kui ilma eelneva hüperventilatsioonita. See tahtlik hüperventilatsioon, millele järgneb hinge kinnipidamine, võib viia teadvusekaotuseni, enne kui inimene tunneb vajadust hingata. Turvalises keskkonnas ei ohusta selline teadvusekaotus midagi erilist (teadvuse kaotanuna kaotab inimene enese üle kontrolli, lõpetab hinge kinni hoidmise ja hingab sisse, hingab ja sellega kaasneb ka aju hapnikuvarustus taastatakse ja siis taastub teadvus). Kuid muudes olukordades, näiteks enne sukeldumist, võib see olla ohtlik (teadvusekaotus ja vajadus hingata tekivad sügaval ning teadliku kontrolli puudumisel Hingamisteed siseneb vesi, mis võib viia uppumiseni). Seetõttu on hüperventilatsioon enne sukeldumist ohtlik ja ei ole soovitatav.

Kviitung

Tööstuslikes kogustes eraldub süsinikdioksiid suitsugaasidest või keemiliste protsesside kõrvalsaadusena näiteks looduslike karbonaatide (lubjakivi, dolomiit) lagunemisel või alkoholi tootmisel (alkohoolne käärimine). Saadud gaaside segu pestakse kaaliumkarbonaadi lahusega, mis absorbeerib süsinikdioksiidi, muutudes vesinikkarbonaadiks. Bikarbonaadi lahus laguneb kuumutamisel või alandatud rõhu all, vabastades süsinikdioksiidi. Kaasaegsetes süsinikdioksiidi tootmise seadmetes kasutatakse vesinikkarbonaadi asemel sagedamini monoetanoolamiini vesilahust, mis teatud tingimustel on võimeline absorbeerima suitsugaasis sisalduvat CO₂ ja vabastama selle kuumutamisel; See eraldab valmistoote teistest ainetest.

Süsinikdioksiidi toodetakse ka õhueraldustehastes puhta hapniku, lämmastiku ja argooni tootmise kõrvalsaadusena.

Laboris saadakse väikesed kogused karbonaatide ja bikarbonaatide reageerimisel hapetega, nagu marmor, kriit või sooda, vesinikkloriidhappega, kasutades näiteks Kippi aparaati. Väävelhappe ja kriidi või marmori reaktsiooni kasutamisel moodustub reaktsioonisegu segav kergelt lahustuv kaltsiumsulfaat, mis eemaldatakse happe olulise liiaga.

Reaktsiooni saab kasutada jookide valmistamiseks söögisooda sidrunhappe või hapu sidrunimahlaga. Just sellisel kujul ilmusid esimesed gaseeritud joogid. Nende tootmise ja müügiga tegelesid apteekrid.

Rakendus

IN Toidutööstus säilitus- ja kergitusainena kasutatakse süsihappegaasi, mis on märgitud pakendile koodiga E290.

Vedelat süsinikdioksiidi kasutatakse laialdaselt tulekustutussüsteemides ja tulekustutites. Automaatsed süsinikdioksiidiga tulekustutussüsteemid erinevad käivitussüsteemide poolest, mis võivad olla pneumaatilised, mehaanilised või elektrilised.

Akvaariumi süsinikdioksiidi tarnimise seade võib sisaldada gaasimahutit. Lihtsaim ja levinuim süsihappegaasi tootmise meetod põhineb alkohoolse joogi meski valmistamisel. Kääritamise ajal eralduv süsinikdioksiid võib akvaariumitaimedele hästi toitu pakkuda

Süsinikdioksiidi kasutatakse limonaadi ja mullivee karboniseerimiseks. Süsinikdioksiidi kasutatakse kaitsevahendina ka traadi keevitamisel, kuid kõrgel temperatuuril see laguneb ja eraldab hapnikku. Vabanenud hapnik oksüdeerib metalli. Sellega seoses on vaja keevitusjuhtmesse lisada deoksüdeerivaid aineid, nagu mangaan ja räni. Hapniku mõju teine tagajärg, mis on samuti seotud oksüdatsiooniga, on pindpinevuse järsk langus, mis toob muuhulgas kaasa intensiivsema metalli pritsimise kui inertses keskkonnas keevitamisel.

Süsinikdioksiidi säilitamine terassilindris veeldatud olekus on tulusam kui gaasi kujul. Süsinikdioksiidil on suhteliselt madal kriitiline temperatuur +31°C. Tavalisse 40-liitrisesse silindrisse valatakse umbes 30 kg veeldatud süsinikdioksiidi ja toatemperatuuril on silindris vedel faas ja rõhk on umbes 6 MPa (60 kgf/cm²). Kui temperatuur on üle +31°C, läheb süsihappegaas rõhuga üle 7,36 MPa ülekriitilisse olekusse. Tavalise 40-liitrise silindri standardne töörõhk on 15 MPa (150 kgf/cm²), kuid see peab ohutult taluma 1,5 korda kõrgemat rõhku, see tähendab 22,5 MPa, nii et selliste balloonidega töötamist võib pidada üsna ohutuks.

Tahket süsihappegaasi – “kuivjää” – kasutatakse külmutusagensina laboratoorsetes uuringutes, jaekaubanduses, seadmete remondil (näiteks: ühe paarituva osa jahutamine pressimise ajal) jne. Süsinikdioksiidi kasutatakse veeldamiseks. süsinikdioksiidi ja toota kuiva jääd

Registreerimismeetodid

Süsinikdioksiidi osarõhu mõõtmine on vajalik tehnoloogilistes protsessides, meditsiinilistes rakendustes - hingamisteede segude analüüsimisel kunstliku ventilatsiooni ajal ja suletud elu toetavates süsteemides. CO 2 kontsentratsiooni analüüsi atmosfääris kasutatakse keskkonna- ja teadusuuringuteks, kasvuhooneefekti uurimiseks. Süsinikdioksiidi registreerimine toimub infrapunaspektroskoopia põhimõttel põhinevate gaasianalüsaatorite ja muude gaasimõõtesüsteemide abil. Meditsiinilise gaasi analüsaatorit süsinikdioksiidi sisalduse registreerimiseks väljahingatavas õhus nimetatakse kapnograafiks. CO 2 madalate kontsentratsioonide (samuti) mõõtmiseks protsessigaasides või atmosfääriõhus saab kasutada metanaatoriga gaasikromatograafilist meetodit ja registreerimist leekionisatsioonidetektoril.

Süsinikdioksiid looduses

Atmosfääri süsinikdioksiidi kontsentratsiooni iga-aastased kõikumised planeedil on tingitud peamiselt põhjapoolkera keskmiste laiuskraadide (40-70°) taimestikust.

Ookeanis on lahustunud suur hulk süsihappegaasi.

Süsinikdioksiid moodustab olulise osa mõne päikesesüsteemi planeedi atmosfäärist: Veenus, Marss.

Toksilisus

Süsinikdioksiid on mittetoksiline, kuid selle suurenenud kontsentratsiooni tõttu õhus õhku hingavatele elusorganismidele klassifitseeritakse see lämmatavaks gaasiks. (Inglise) vene keel. Kerge kontsentratsiooni tõus kuni 2–4% siseruumides põhjustab inimestel uimasust ja nõrkust. Ohtlikuks kontsentratsiooniks loetakse umbes 7-10% taset, mille juures tekib lämbumine, mis väljendub peavalu, pearingluse, kuulmiskaotuse ja teadvusekaotusena (sümptomid, mis on sarnased kõrgushaiguse omadega), sõltuvalt kontsentratsioonist mitmeaastase perioodi jooksul. minutit kuni üks tund. Suure gaasikontsentratsiooniga õhu sissehingamisel saabub lämbumisest tingitud surm väga kiiresti.

Kuigi tegelikult pole isegi 5-7% CO 2 kontsentratsioon surmav, hakkavad inimesed juba 0,1% kontsentratsiooni juures (sellist süsinikdioksiidi taset täheldatakse megalinnade õhus) tundma nõrkust ja uimasust. See näitab, et isegi kõrge hapnikusisalduse korral avaldab kõrge CO 2 kontsentratsioon heaolule tugevat mõju.

Selle gaasi suurenenud kontsentratsiooniga õhu sissehingamine ei too kaasa pikaajalisi terviseprobleeme ning pärast kannatanu saastunud atmosfäärist väljaviimist taastub tervis kiiresti.

Enne süsinikdioksiidi keemiliste omaduste kaalumist selgitame välja selle ühendi mõned omadused.

Üldine informatsioon

See on mullivee kõige olulisem komponent. Just see annab jookidele värskuse ja sädeleva kvaliteedi. See ühend on happeline, soola moodustav oksiid. süsinikdioksiid on 44 g/mol. See gaas on õhust raskem, seega koguneb see ruumi alumisse ossa. See ühend on vees halvasti lahustuv.

Keemilised omadused

Vaatleme lühidalt süsinikdioksiidi keemilisi omadusi. Veega suheldes tekib nõrk süsihape. Peaaegu kohe pärast moodustumist dissotsieerub see vesinikkatioonideks ja karbonaadi või vesinikkarbonaadi anioonideks. Saadud ühend interakteerub aktiivsed metallid, oksiidid ja ka leelised.

Millised on süsinikdioksiidi peamised keemilised omadused? Reaktsioonivõrrandid kinnitavad selle ühendi happelist olemust. (4) võimelised moodustama aluseliste oksiididega karbonaate.

Füüsikalised omadused

Normaaltingimustes on see ühend gaasilises olekus. Kui rõhk tõuseb, saab selle muuta vedelaks. See gaas on värvitu, lõhnatu ja kergelt hapuka maitsega. Veeldatud süsinikdioksiid on värvitu, läbipaistev, väga liikuv hape, mis on väliste parameetrite poolest sarnane eetri või alkoholiga.

Sugulane molekulmass süsinikdioksiid on 44 g/mol. Seda on peaaegu 1,5 korda rohkem kui õhku.

Kui temperatuur langeb -78,5 kraadini Celsiuse järgi, tekib moodustumine.See on kõvaduse poolest sarnane kriidiga. Selle aine aurustumisel moodustub süsinikmonooksiid (4).

Kvalitatiivne reaktsioon

Arvestades süsinikdioksiidi keemilisi omadusi, on vaja see isoleerida kvalitatiivne reaktsioon. Kui see kemikaal interakteerub lubjaveega, moodustub hägune kaltsiumkarbonaadi sade.

Cavendish avastas süsinikmonooksiidile sellised iseloomulikud füüsikalised omadused (4), nagu lahustuvus vees, aga ka suur erikaal.

Lavoisier viis läbi uuringu, mille käigus ta püüdis isoleerida puhast metalli pliioksiidist.

Selliste uuringute tulemusena ilmnenud süsinikdioksiidi keemilised omadused said kinnituseks selle ühendi redutseerivate omaduste kohta. Lavoisieril õnnestus metalli saada pliioksiidi kaltsineerimisel süsinikmonooksiidiga (4). Veendumaks, et teiseks aineks on vingugaas (4), lasi ta gaasist läbi lubjavee.

Kõik süsinikdioksiidi keemilised omadused kinnitavad selle ühendi happelisust. IN maa atmosfäär seda ühendit sisaldub piisavas koguses. Selle ühendi süstemaatilise kasvuga Maa atmosfääris on võimalik tõsine kliimamuutus (globaalne soojenemine).

Just süsihappegaasil on eluslooduses oluline roll, sest see kemikaal osaleb aktiivselt elusrakkude ainevahetuses. Täpselt seda keemiline ühend on elusorganismide hingamisega seotud erinevate oksüdatiivsete protsesside tulemus.

Maa atmosfääris sisalduv süsinikdioksiid on elustaimede peamine süsinikuallikas. Fotosünteesi protsessis (valguses) toimub fotosünteesi protsess, millega kaasneb glükoosi moodustumine ja hapniku vabanemine atmosfääri.

Süsinikdioksiid ei ole mürgine ega toeta hingamist. Selle aine suurenenud kontsentratsiooniga atmosfääris kogeb inimene hinge kinnipidamist ja tugevat peavalu. Elusorganismides on süsihappegaasil oluline füsioloogiline tähtsus, see on vajalik näiteks veresoonte toonuse reguleerimiseks.

Vastuvõtmise omadused

Tööstuslikus mastaabis saab süsinikdioksiidi eraldada suitsugaasidest. Lisaks on CO2 dolomiidi ja lubjakivi lagunemise kõrvalsaadus. Kaasaegsed süsinikdioksiidi tootmise rajatised hõlmavad kasutamist vesilahus etaanamiin, mis adsorbeerib suitsugaasis sisalduvat gaasi.

Laboris eraldub süsinikdioksiid karbonaatide või vesinikkarbonaatide reaktsioonil hapetega.

Süsinikdioksiidi kasutamine

Seda happelist oksiidi kasutatakse tööstuses kergitusaine või säilitusainena. Toote pakendil on see ühend tähistatud kui E290. Vedelal kujul kasutatakse süsihappegaasi tulekustutites tulekahjude kustutamiseks. Vingugaasi (4) kasutatakse gaseeritud vee ja limonaadijookide tootmiseks.

Süsinikdioksiidi kasutamine keevitamisel on väga levinud. See on üks peamisi võimalusi, mida kasutatakse erinevat tüüpi metallühenduste jaoks. Süsinikdioksiidi füüsikalised omadused määravad selle universaalseks aineks gaaskeevitamiseks, gaas- ja elektrikaarega keevitamiseks jne. See on suhteliselt odav tooraine, mida on siin kasutatud juba aastaid. On tõhusamaid võimalusi, kuid kõige sagedamini kasutatakse süsinikdioksiidi. Seda kasutatakse nii treenimiseks kui ka kõige lihtsamate protseduuride läbiviimiseks.

Süsinikdioksiidi nimetatakse ka süsinikdioksiidiks. Aine on normaalses olekus lõhnatu ja värvitu. Normaalsel atmosfäärirõhul ei ole süsihappegaas vedelas olekus ja muutub kohe tahkest gaasiliseks.

Süsinikdioksiidi rakendused

Kemikaalit kasutatakse enamaks kui lihtsalt keevitamiseks. Süsinikdioksiidi füüsikalised omadused võimaldavad seda kasutada toiduainetööstuses kergitusaine või säilitusainena. Paljudes tulekustutussüsteemides, eriti käeshoitavates tulekustutites. Seda kasutatakse akvaariumi taimede toitmiseks. Peaaegu kõik gaseeritud joogid sisaldavad süsihappegaasi.

Keevitustööstuses ei ole puhta süsinikdioksiidi kasutamine metallile täiesti ohutu. Asi on selles, et kokkupuutel kõrge temperatuur see laguneb ja sellest vabaneb hapnik. Hapnik on omakorda ohtlik keevisvannile ja selle kõrvaldamisele negatiivne mõju, kasutage erinevaid deoksüdeerijaid, nagu räni ja mangaan.

Süsinikdioksiidi kasutatakse ka õhupüstolite ja vintpüsside silindrites. Nagu keevitussilindrites, säilitatakse siin süsinikdioksiidi rõhu all veeldatud olekus.

Keemiline valem

Keemilised omadused süsinikdioksiid, nagu ka selle muud omadused, sõltuvad otseselt valemi osaks olevatest elementidest. Süsinikdioksiidi valem keemias on CO 2. See tähendab, et süsinikdioksiid sisaldab ühte süsinikuaatomit ja kahte hapnikuaatomit.

Keemilised ja füüsikalised omadused

Arvestades, kuidas keemilist gaasi keemias tähistatakse, tasub selle omadusi lähemalt uurida. Süsinikdioksiidi füüsikalised omadused avalduvad erinevates parameetrites. Süsinikdioksiidi tihedus standardsetes atmosfääritingimustes on 1,98 kg/m3. See muudab selle 1,5 korda raskemaks kui atmosfääriõhk. Süsinikdioksiid on lõhnatu ja värvitu. Tugeva jahutamise korral hakkab see kristalliseeruma nn kuivaks jääks. Sublimatsioonitemperatuur ulatub -78 kraadini Celsiuse järgi.

Süsinikdioksiidi keemilised omadused muudavad selle happeliseks oksiidiks, kuna see võib vees lahustades moodustada süsihapet. Leelistega suhtlemisel hakkab aine moodustama bikarbonaate ja karbonaate. Mõnede ainetega, nagu fenool, läbib süsinikdioksiid elektrofiilse asendusreaktsiooni. Aine astub magneesiumorgaaniliste ainetega nukleofiilse liitumisreaktsiooni. Süsinikdioksiidi kasutamine tulekustutites on tingitud sellest, et see ei toeta põlemisprotsessi. Kasutamine keevitamisel on tingitud asjaolust, et aines põlevad mõned aktiivsed metallid.

Eelised

Süsinikdioksiidi kasutamine on suhteliselt odav, kuna selle aine hind on teiste gaasidega võrreldes üsna madal;
See on väga levinud aine, mida võib leida paljudes kohtades;
Süsinikdioksiidi on lihtne säilitada ja see ei nõua keerulisi ohutusmeetmeid;
Gaas tuleb hästi toime ülesannetega, milleks see on ette nähtud.

Puudused

Kasutamise käigus võivad metallile tekkida oksiidid, mis kuumutamisel ainest vabanevad;
Normaalseks tööks peate kasutama täiendavaid kulumaterjale, mis aitaksid kõrvaldada oksiidide negatiivset mõju;
Keevitustööstuses kasutatakse tõhusamaid gaase.

Süsinikdioksiidi kasutamine keevitamisel

Seda ainet kasutatakse metalltoodete keevitamise valdkonnas a. See kehtib nii automaatsete kui ka . Sageli seda ei kasutata puhtal kujul ja koos argooni või hapnikuga gaasisegus. Tootmissektoris on ametikohtade tarnimiseks mitu võimalust. Nende hulgas on järgmised meetodid:

Tarne silindrist. See on väga mugav, kui räägime aine suhteliselt väikestest kogustest. See tagab liikuvuse, kuna alati ei ole võimalik postile torujuhet luua.
Süsinikdioksiidi transpordimahuti. See on ka suurepärane võimalus aine tarbimiseks väikestes balloonides. See annab rohkem gaasi kui balloonides, kuid seda on vähem mugav transportida.
Statsionaarne säilitusanum. Seda kasutatakse neile, kes kasutavad suurtes kogustes süsinikdioksiidi. Neid kasutatakse siis, kui ettevõttes puudub autonoomne jaam.
Autonoomne jaam. See on mahu poolest kõige laiem kohaletoimetamisviis, kuna see võib postitada peaaegu iga protseduuri jaoks, olenemata mahust. Seega saab post aine otse selle valmistamise kohast.

Autonoomne jaam on spetsiaalne töökoda ettevõttes, kus toodetakse süsinikdioksiidi. See võib töötada kas eranditult enda vajaduste rahuldamiseks või teiste töökodade ja organisatsioonide varustamiseks. Ettevõtte töökohtade tagamiseks tarnitakse gaasi torustike kaudu. Ajal, mil ettevõttel on vaja süsinikdioksiidi ladustada, viiakse see spetsiaalsetesse mahutitesse.

Turvameetmed

Aine säilitamine ja kasutamine on suhteliselt ohutu. Kuid õnnetuste võimaluse välistamiseks peaksite järgima põhireegleid:

Hoolimata asjaolust, et süsihappegaas ei ole plahvatusohtlik ega mürgine, tunneb inimene, et selle kontsentratsioon on üle 5%, lämbumas ja hapnikupuudus. Ärge lubage leket ega hoidke midagi suletud, ventileerimata ruumis.
Kui alandate rõhku, muutub vedel süsinikdioksiid gaasiliseks. Sel ajal võib selle temperatuur olla -78 kraadi Celsiuse järgi. See on kahjulik keha limaskestadele. See põhjustab ka naha külmumist
Suurte süsihappegaasi mahutite kontrollimiseks tuleks kasutada voolikugaasimaski. Paak tuleb kuumutada temperatuurini keskkond ja olema hästi ventileeritud.

Järeldus

Füüsikalised omadused ei ole ainus näitaja, mille järgi keevitamiseks mõeldud gaas valitakse. Kõigi parameetrite kombinatsioon annab seda ainet kindel positsioon kaasaegsel tarbekaupade turul. Lihtsaimate protseduuride hulgas on see asendamatu gaas, millega on kokku puutunud peaaegu iga professionaalne ja algaja keevitaja.

Süsinikdioksiid ehk süsinikdioksiid (CO 2) on taimede jaoks eluliselt tähtis. Taimed saavad süsinikku CO2-st, fotosünteesi protsessis, ja süsinikuaatomid on peamised ehitusmaterjal orgaaniliste molekulide jaoks. Ja akvaariumi taimed pole erand. Süsinikdioksiidi defitsiidi korral pole neil lihtsalt midagi, millest oma kudesid ehitada, mis aeglustab oluliselt või peatab nende kasvu. Teisest küljest, kui akvaariumi vees on süsihappegaasi liig, hakkavad kalad lämbuma isegi siis, kui hapnikusisaldus selles on kõrge. Selle põhjuseks on kaks väga ebameeldivat mõju: Boor ja Ruta, mis on põhjustatud kalade hemoglobiini omaduste muutumisest kõrge süsinikdioksiidi taseme korral. Seega, kui akvaarist soovib imetleda elusaid, mitte plastikut, taimi ja kalu, peab ta suutma hoida oma akvaariumi vees CO 2 kontsentratsiooni optimaalses vahemikus – nii et taimed saaksid hästi kasvada ja kalad saaksid hästi kasvada. saab normaalselt hingata. Kuidas seda teha, arutatakse selles artiklis.

Neile, kes ei taha asja olemusse süveneda, kuid soovivad kohe vastuse saada: Optimaalne süsihappegaasi sisaldus akvaariumivees on 15 - 20 mg/l. Ja kui palju CO 2 on teie akvaariumi vees lahustunud, saab arvutada väärtuste ja - KN põhjal. Et mitte midagi ise kokku lugeda, vaid lihtsalt asendage testidega määratud pH ja KH väärtused nõutavatesse kastidesse ja saate vastuse, kasutage .
Kas akvaristil on üldse vaja midagi mõõta ja siis midagi arvutada? Kas tõesti on vaja “kontrollida kooskõla algebraga”? Looduses on ju kõik iseregulatsioonivõimeline. Akvaarium on ka olemuselt väike "tükike" loodusest ja selles saab luua loomulikku harmooniat iseenesest. Normaalsete (klassikaliste) proportsioonidega akvaariumis, kus on piisav, kuid mitte ülemäärane kalade arv, esineb see loomulikult. Selle stabiilseks püsimiseks kulub regulaarselt ja vähemalt kord nädalas ligikaudu viiendik veekogusest. Ja see tagab tõeliselt stabiilse biotasakaalu. Sellises akvaariumis eraldavad kalad oma elu jooksul nii palju süsihappegaasi, ammoniaaki ja muid aineid kui vaja, et taimed saaksid vajalikku mineraaltoitu ega kannataks vaesuse all. Hästi toimivad taimed omakorda annavad kaladele piisavalt hapnikku. Alates 19. sajandi viimasest veerandist (alates N. F. Zolotnitski ajast) ja suurema osa 20. sajandist olid sellised akvaariumid peaaegu kõigil akvaaristidel ja nendega oli kõik korras. Ja paljud neist isegi ei teadnud, mis see oli...Tänapäevane akvaariumipidamine ilma akvaariumivee parameetrite määramise vahendeid kasutamata (ilma testideta) on lihtsalt mõeldamatu.
Mis on muutunud? Tehnilised võimalused! Spetsiaalse varustuse abil hakkasime loodust petma. Väikeses klaaskastis, mis on sisuliselt tüüpiline siseakvaarium (ja isegi 200-300-liitrine sisetiigi tahke maht on loodusliku veehoidlaga väga väike), sai võimalikuks mahutada mitmeid elusorganisme, mis on ei ole kuidagi võrreldav selles leiduvate loodusvaradega. Võtke näiteks hapnik: kuidas selle varusid vees loomulikult täiendatakse? Fotosünteesi oleme juba maininud, aga kas see on päeval ja öösel? Ilma vett segamata või sellega gaseerimata tehnilised seadmed Hapnikuvarude täiendamine vees toimub väga aeglaselt. Nii et akvaariumi täiesti vaikses vees, päris pinnal - 0,5-1 mm sügavusel - võib hapniku hulk olla kaks korda suurem kui vaid mõne sentimeetri sügavusel. Hapniku üleminek õhust vette ise toimub äärmiselt aeglaselt. Mõnede teadlaste arvutuste kohaselt võib hapniku molekul ainuüksi difusiooni tõttu süveneda mitte rohkem kui 2 cm päevas! Seetõttu oli ilma pumpade ja aeraatoriteta, mida iidsetel aegadel polnud, akvaaristil lihtsalt võimatu asustada akvaariumi “lisa” kaladega - need lämbusid. Kaasaegne varustus võimaldab hoida mitmeid varasematel aegadel kujuteldamatuid kalu ning eredad lambid võimaldavad istutada akvaariumi väga tihedalt ja isegi katta kogu selle põhja pinnakattetaimedega!

Foto 1. See on fragment tänapäevase akvaariumi põhjast. See on tihedalt istutatud pinnakattetaimedega: glossostigma (Glossostigma elatinoides), jaava sammal (Vesicularia dubyana) ja Riccia fluitans. Viimane hõljub tavaliselt pinna lähedal, kuid seda on võimalik saavutada (ja seda siin rakendatakse) nii, et see kasvab põhjas. Selleks peab akvaarium olema eredalt valgustatud ja lisada vette süsihappegaasi - CO 2 -. Krevetid Amano Samuti ei sattunud ta kaadrisse juhuslikult, keegi peab hoolikalt ja hoolikalt valima toidujäänused bageli paksust.

Kuid me ei tohi unustada seda pettunud loodust alates hetkest, mil me elusorganismid ei vastuta enam millegi eest! Sellise süsteemi jätkusuutlik elujõulisus pole praegu sugugi tagatud. Keskkonnakaose eest, mille akvaarist oma akvaariumis tekitas, vastutab tema ja ainult tema. Isegi väike viga toob kaasa keskkonnakatastroofi. Ja selleks, et mitte teha vigu, peate teadma, mida taimed ja kalad vajavad ning millised vee hüdrokeemilised parameetrid neile sobivad. Õigeaegne jälgimine , pH, KN, sisaldus vees , , kaaliumi- ja rauaioone, saate kiiresti sekkuda ülerahvastatud ja seetõttu ebastabiilse süsteemi töösse, varustades seda puuduvate ressurssidega ja eemaldades liigsed jäätmed, mida akvaariumi "biotsenoos" ise ei suuda ära kasutada.Elustaimedega akvaariumi üks olulisemaid ja vajalikke ressursse on süsinikdioksiid - CO 2.

2. foto. Foto on tehtud . See on akvaariumi tagantvaade. Siin pole kunstlikku tausta ette nähtud. Selle loovad tagaseina äärde ülitihedalt istutatud taimed. Selleks, et nad kasvaksid üksteist “lämbumata”, kasutati mitmeid akvaariumi kõrgtehnoloogiatel põhinevaid nippe. See on spetsiaalne mitmekihiline mittehapestuv pinnas, mis on rikas taimedele kättesaadavate mineraalide poolest, väga ere valgusallikas spetsiaalselt valitud spektriga ja loomulikult seade, mis rikastab vett CO 2 -ga: reduktoriga silinder, a. mullide loendur, süsinikdioksiidi pihusti (reaktor) - kõik on toodetud ettevõtte ADA poolt.

3. foto. Osa süsteemist, mis rikastab akvaariumi vett CO 2 -ga, lähivõte. Väljastpoolt on kinnitatud seade, mis võimaldab visuaalselt juhtida akvaariumi gaasivarustust - mulliloendur. Sees on difuusor. Selguse huvides lasid seminari korraldajad gaasi väga tugevalt välja ja difuusorist tõusis terve veeru mullikesi. Akvaariumi taimed ei vaja nii palju süsihappegaasi. Tavalise töötamise ajal tarnitakse palju vähem gaasi. Seega ei kasva Takashi Amano "looduslikus" akvaariumis lopsakas taimestik iseenesest - selleks on vaja spetsiaalset varustust. Nii et see akvaarium pole nii "looduslik", see on pigem inimese loodud!

Maa atmosfääris on väga vähe CO 2 - ainult 0,038%. Kuivas atmosfääriõhus standardse õhurõhu (760 mm Hg) juures on selle osarõhk vaid 0,23 mm. rt. Art. (0,038% 760-st). Kuid isegi sellest väga väikesest kogusest piisab, et süsihappegaas annaks märku selle olemasolust akvaristi jaoks olulisel viisil. Näiteks destilleeritud või hästi demineraliseeritud vesi pärast seda, kui see on seisnud avatud anumas piisavalt aega, et see lahustuks ja oleks tasakaalus atmosfääriõhk gaasid, millest see õhk koosneb, muutuvad kergelt happeliseks. See juhtub, kuna selles lahustub süsinikdioksiid.
Ülaltoodud süsinikdioksiidi osarõhul võib selle kontsentratsioon vees ulatuda 0,6 mg-ni l, mis viib pH languseni 5,6 lähedale. Miks? Fakt on see, et mõned süsinikdioksiidi molekulid (mitte rohkem kui 0,6%, kuid sellest piisab pH langetamiseks) interakteeruvad veemolekulidega, moodustades süsihappe:

CO 2 + H 2 O<->H2CO3

Süsinikhape dissotsieerub vesinikuiooniks ja vesinikkarbonaadi iooniks:

H2CO3<->H + + HCO 3 -

Seetõttu muutub destilleeritud vesi happeliseks. Tuletagem meelde, et see peegeldab täpselt vesinikioonide sisaldust vees. See on nende kontsentratsiooni negatiivne logaritm.
See on looduses täpselt sama. Seetõttu on isegi ökoloogiliselt puhastes piirkondades, kus vihmavesi ei sisalda väävel- ja lämmastikhapet, siiski kergelt happeline. Seejärel läbides pinnast, kus süsihappegaasi sisaldus on mitu korda suurem kui atmosfääris, on vesi sellest veelgi küllastunud. Seejärel muudab selline vesi lubjakivi sisaldavate kivimitega suhtlemisel halvasti lahustuva kaltsiumkarbonaadi hästi lahustuvaks vesinikkarbonaadiks:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2<->Ca(HCO 3) 2

See reaktsioon on pöörduv. Seda saab nihutada paremale või vasakule sõltuvalt süsinikdioksiidi kontsentratsioonist. Kui CO 2 sisaldus püsib stabiilsena piisavalt kaua, siis sellises vees süsihappegaasi-lubja tasakaal: uusi süsivesinike ioone ei teki.
Süsinikdioksiidi-lubja tasakaal saab kokku voltida erinevad tähendused pH ja vees olevate ioonide kontsentratsioonide suheCO 3 2-,HCO 3 -ja vaba süsinikdioksiid (CO 2)sõltub vesilahuse pH-st (meie puhul akvaariumi vee pH-st) ja temperatuur. See sõltuvus vesinikuindeksist temperatuuril 25 o C on toodud joonisel fig. 1.

Joonis 1. Suhe CO 3 2-,CO 2JaHCO 3 -temperatuuril 25 o C. On näha, et süsinikdioksiid kui selline (vaba süsinikdioksiid või CO 2) võib esineda vees ainult siis, kui pH on<8,4 , ja pH väärtuste puhul alla 4,3 on kogu vees lahustunud süsinikdioksiidtarnitakse ainult vaba süsinikdioksiidiga. Kui pH > 8,4 ei ole vees vaba süsihappegaasi.Hüdrokarbonaadi ioon (poolseotud süsinikdioksiid) esineb vees, mille pH on suurem kui 4,3; pH = 8,4 juures on kogu süsinikdioksiid poolseotud kujul ( HCO 3 -). Kui pH > 8,4, ilmuvad vees ioonid CO 3 2-(fikseeritud süsinikdioksiid), mille kontsentratsioon suureneb pH tõustes.
Materjalide põhjal

Kui tasakaalusüsteemi lisada süsihappegaasi, siisglütsiinhappe-lubja tasakaalhäiritakse, mis viib kaltsium- ja magneesiumkarbonaatide lahustumiseni. Seoses akvaariumi tingimustega tähendab see, et tigude kestad hakkavad lahustuma, aga ka lubjarikas pinnas, kivid ja kaunistused - sellistel juhtudel ütlevad akvaristid - muld "". Pisut tulevikku vaadates märgin, et "helistav" pinnas ja kaunistused ei sobi akvaariumitele, kus vette varutakse täiendavat CO 2 -d. Ja miks see nii on, selgitatakse allpool.

E Kui CO 2 tasakaalusüsteemist ühel või teisel viisil eemaldada, sadestub vesinikkarbonaate sisaldavast lahusest kaltsiumkarbonaat. See juhtub näiteks vee keetmisel (see tuntud meetod vähendades karbonaadi karedust, st kontsentratsiooni vees Ca(HCO 3) 2 Ja Mg(HCO 3) 2. Sama protsess on täheldatav ka arteesiavee lihtsal settimisel, mis oli maa all kõrge rõhu all ja selles lahustus palju CO 2. Nagu sooda avatud pudelis, vabastab see vesi pinnale sattudes liigse süsinikdioksiidi, kuni selle kontsentratsioon ühtib ümbritseva õhu CO 2 osarõhuga. Samal ajal võib selles tekkida valkjas hägusus, mis koosneb lubjakivi osakestest - CaCO 3. Stalaktiidid ja stalagmiidid tekivad täpselt samal põhimõttel: maa-alustest kihtidest välja imbunud vesi vabaneb liigsest süsihappegaasist ning samal ajal kaltsium- ja magneesiumkarbonaatidest, mis sadestuvad, suurendades stalaktiidi suurust. Ja tegelikult toimub sama reaktsioon paljude akvaariumitaimede lehtedel, kui nad eredas valguses aktiivselt fotosünteesivad ja kogu akvaariumi vees lahustunud süsihappegaasi neelavad. Siin hakkavad nende lehed "halliks minema", kuna need kattuvad kaltsiumkarbonaadi settega (näete, kuidas see välja näeb). Kuid kui kogu süsihappegaas on veest eemaldatud, pole selles enam süsihapet. Kui neid pole märkimisväärne summa teiste hapetega, peaks pH tõusma. Mis täpselt juhtubki. Aktiivselt fotosünteesivad taimed, olles tarbinud ära kogu vees leiduva CO2, suudavad tõsta akvaariumi vee pH 8,4-ni. Sellise vee aktiivse reaktsiooni indikaatoriga pole selles enam vabu süsinikdioksiidi ja süsihappe molekule, mistõttu on taimed fotosünteesi jätkamiseks sunnitud vesinikkarbonaatidest süsinikdioksiidi eraldama.Kuid mitte kõik akvaariumi taimed ei saa seda teha, kuigi paljud saavad seda teha.

Ca(HCO 3) 2 -> CO 2 ( imendub taime poolt) + CaCO 3 + H 2 O

Reeglina ei saa nad pH-d märgatavalt veelgi kõrgemale tõsta, kuna selle indikaatori edasine tõus halvendab oluliselt taimede endi funktsionaalset seisundit: fotosüntees ja seega ka CO 2 eemaldamine akvaariumi veest aeglustub ja süsinikdioksiid. õhus, lahustades vees, stabiliseerib pH . Akvaariumi taimed võivad seega sõna otseses mõttes üksteist lämmatada. Kasu saavad need liigid, kes suudavad paremini süsihappegaasi vesinikkarbonaatidest eraldada, samas kui need, kes seda ei suuda, kannatavad, näiteks rotaalid, pogostemoonid ja aponogetoonid. Akvaaristid peavad neid taimi kõige õrnemaks.

4. foto. veetaimed See akvaarium pole just kõige paremas korras. Pikka aega see eksisteeris ägeda süsihappegaasipuuduse tingimustes, siis korraldati selle tarnimine. Tulemused on ilmsed. Värsked ürdid Pea ülaosa räägib enda eest. CO 2 -varustuse mõju on eriti tuntav rotaalidel (Rotala macrandra). Ilma vaba süsihappegaasist nad peaaegu surid, mida tõendavad paljad varrelõigud, kuid nad ärkasid ellu ja andsid kaunid punakad lehed, mis kasvasid väga kiiresti isegi siis, kui süsinikdioksiidi varustati.

Need taimed, mis suudavad vesinikkarbonaatidest CO 2 eraldada, on vastupidavamad. Nende hulka kuuluvad tiigirohi, vallisneria, echinodorus, nayas ja hornwort. Tihedad elodea tihnikud võivad neid aga ka kägistada. Ja kõik sellepärast, et elodea suudab vesinikkarbonaatides seotud süsinikdioksiidi veelgi tõhusamalt ekstraheerida:

Ca(HCO 3) 2 -> 2СО 2 ( imendub taime poolt) + Ca(OH)2

E see protsess võib ohustada mitte ainult teisi taimi, vaid ka enamikku akvaariumi kalad tõsta akvaariumi vee pH väärtust 10-ni.
Kõrge pH väärtusega akvaariumivees on võimatu kasvatada mitmeid taimi ja kindlasti ei meeldi paljudele akvaariumi kalaliikidele aluseline vesi: nad võivad sellesse haigestuda ka harumükoosi. On isegi spetsiaalne mittenakkav kalahaigus, mis on põhjustatud aluselisest veest -. Eriti hävitavad on pH-väärtuste järsud igapäevased kõikumised, mis tekivad eredas valguses ja on põhjustatud vesinikkarbonaatidest süsihappegaasi eraldavate taimede tegevusest.
Kas olukorda on võimalik parandada akvaariumi õhutuse suurendamisega, lootuses, et süsihappegaasi kõrge lahustuvuse tõttu rikastub akvaariumi vesi CO 2 -ga? Tõepoolest, normaalsel atmosfäärirõhul ja temperatuuril 20 °C võib ühes liitris vees lahustuda 1,7 g süsihappegaasi. Kuid see juhtuks ainult siis, kui gaasifaas, millega see vesi kokku puutus, koosneks täielikult CO 2-st, see tähendab, et süsinikdioksiidi osarõhk oleks 760 mm Hg. Ja kokkupuutel atmosfääriõhuga, mis sisaldab ainult 0,038% CO 2, võib sellest õhust 1 liitrisse vette sattuda ainult 0,6 mg - see on tasakaalukontsentratsioon, mis vastab süsinikdioksiidi osarõhule atmosfääris merepinnal. Kui CO 2 kontsentratsioon akvaariumi vees on madalam, siis aereerimine tõstab selle tegelikult 0,6 mg/l-ni, aga mitte rohkem! Kuid tavaliselt on süsihappegaasi sisaldus akvaariumi vees siiski suurem kui määratud väärtus ja õhutamine toob kaasa ainult CO 2 kadu.
Süsinikdioksiidi puuduse probleemi saab lahendada akvaariumi varustamisega, eriti kuna see pole sugugi keeruline. Selles küsimuses saate isegi ilma kallite kaubamärgiga seadmeteta hakkama, vaid saate lihtsalt kasutada alkohoolse kääritamise protsesse suhkrulahuses koos pärmi ja mõne muu äärmiselt lihtsa seadmega.
Siin tuleb aga teadvustada, et seda tehes petame taaskord loodust. Akvaariumi vee mõtlematu süsihappegaasiga küllastamine ei too kaasa midagi head. Nii saab kiiresti tappa kalad ja seejärel taimed. Süsinikdioksiidi tarnimise protsessi tuleb rangelt kontrollida. On kindlaks tehtud, et kalade puhul ei tohiks CO 2 kontsentratsioon akvaariumi vees ületada 30 mg/l. Ja paljudel juhtudel tuleks seda väärtust veel vähemalt kolmandiku võrra vähendada. Pidagem meeles, et pH kõikumine on kaladele ja taimedele kahjulik ning tugev süsihappegaasivaru hapestab vee kiiresti.
Kuidas hinnata CO 2 sisaldust ja tagada, et kui see gaas akvaariumi suunatakse, siis pH väärtused veidi kõikuvad ja jäävad nii kalade kui ka taimede jaoks vastuvõetavasse vahemikku? Siin ei saa me ilma valemite ja matemaatiliste arvutusteta hakkama: akvaariumivee hüdrokeemia on paraku üsna "kuiv" teema.
Süsinikdioksiidi, vesinikuioonide ja vesinikkarbonaadiioonide kontsentratsioonide seos magevee akvaariumi vees pH vahemikus 5 kuni 8,4 kajastub võrrandisHenderson-Hasselbach, mis meie puhul näeb välja selline:

/ = K1 (1)

Kus K1 on süsihappe näiv dissotsiatsioonikonstant esimeses etapis, võttes arvesse ioonide tasakaalu kogu süsinikdioksiidi kogusega vees - kogu analüütiliselt määratud süsinikdioksiid (st nii lihtsalt lahustunud CO 2 molekulid kui ka hüdraatunud molekulid süsihappe kujul - H 2 CO 3). Temperatuuril 25°C on see konstant 4,45*10 -7. Nurksulgud näitavad .
Valemi ümberkorraldamine annab:

(2)

pH väärtusi saab määrata standardsete akvaariumi pH ja KH testide abil. akvaariumi vees määrab karbonaadi kõvaduse test: KH test. Tuleb märkida, et selle nimes sisalduv sõna "jäikus" on lihtsalt austusavaldus traditsioonile. See ei ole otseselt seotud kaltsiumi- ja magneesiumiioonide kontsentratsioonide määramisega. Tegelikult määrab KN test aluselisus vesi (selle kohta on rohkem juttu artiklis). Kui tavalises akvaariumis veele ei lisatud puhverlahuseid nagu KH+ ja pH+ ega hummaate, annab põhilise panuse aluselisusessesüsivesinike ioonid, seega on KH test meie eesmärkidel üsna sobiv. Ainus selle kasutamise ebamugavus on seotud vajadusega teisendada tulemuse andmise kraadid molaarseteks kontsentratsioonideks (M), mis pole aga sugugi keeruline. Selleks piisab karbonaadi kõvaduse väärtusest kraadides , mis saadakse pärast testimisprotseduuri läbiviimist, jagage 2,804-ga. Vesinikuioonide kontsentratsioon, väljendatud pH väärtuses, tuleb samuti teisendada M-ks, selleks on vaja tõsta 10 võimsuseni, võrdne väärtusega pH negatiivse märgiga:

Valemi abil arvutatud tõlkimiseks (2) kogused M kuni mg/l CO 2 peate selle korrutama 44 000-ga.
Me ei tohi seda unustada Kasutades Henderson-Hasselbachi võrrandit, saate arvutada analüütiliselt määratud süsinikdioksiidi üldkontsentratsiooni akvaariumis, kui akvaarist ei kasutanud pH stabiliseerimiseks spetsiaalseid reagente ning tema akvaariumi humiin- ja muude orgaaniliste hapete sisaldus on mõõdukas.(Amatööri jaoks piisava täpsusega saab seda hinnata akvaariumi vee värvi järgi: kui see ei näe välja nagu Amazonas, see tähendab värvitu või ainult kergelt värviline, siis pole neid seal palju) .
Need, kes tunnevad arvutit, eelkõige Exceli tabeleid, saavad ülaltoodud valemi ja K1 väärtuse põhjal koostada üksikasjalikud tabelid, mis kajastavad süsinikdioksiidi sisaldust sõltuvalt karbonaadi kõvadusest ja pH-st. Esitame siin lühendatud, kuid loodetavasti amatöörakvaaristidele kasuliku sellise tabeli versiooni ja sellise tabeli, mis võimaldab automaatselt arvutada süsihappegaasi sisaldust vees:

Vee minimaalsed pH väärtused akvaariumis antud karbonaadi kareduse korral, mille juures süsinikdioksiidi sisaldus ei ole veel kaladele ohtlik ( punased numbrid veergudes) ja maksimaalsed lubatud pH väärtused, mille juures kasvavad taimed, mis ei suuda vesinikkarbonaatidest CO 2 eraldada, kuigi aeglaselt, rohelised numbrid veergudes). 25°C jaoks.

Carb. raske KH	0,5	1	2	3	4	5	6-7	8-9	10-11	12-13
Mol/l	0,18	0,36	0,71	1,07	1,43	1,78	2,14-2,5	2,85-3,21	3,57-3,92	4,28-5,35
min pH kaladele (25–28 mg/l CO 2)	5,8	6,1	6,4	6,6	6,7	6,8	6,9	7,0	7,1	7,2
max pH taimedele (6–7 mg/l CO 2)	6,4	6,7	7,0	7,2	7,3	7,4	7,5	7,6	7,7	7,8
"Looduslik" pH (2–3 mg/l CO 2)	6,8	7,1	7,4	7,6	7,7	7,8	7,9	8,0	8,1	8,2
pH, mis vastab süsinikdioksiidi osarõhule atmosfääris (0,6 mg/l CO 2)	7,4	7,7	8,0	8,2	8,3	8,4	_	_	_	_

Kui otsustate toita süsinikdioksiidi, kasutage seda tabelit optimaalse pH väärtuse määramiseks. Valige veergvastavkarbonaatne vee karedusSinu akvaarium.Reguleerige CO 2 juurdevoolu nii, et pH väärtus jääks punase ja rohelise numbri vahele. Näiteks kui KN akvaariumis on 4, siis intervall vastuvõetavad pH väärtused 6,7 - 7,3 . pH = 6,7 juures süsihappegaasi kontsentratsioon vees saab olema umbes 28 mg/l – see on kaladele peaaegu maksimumväärtus ja taimedele väga mugav. Kui CO kontsentratsioon 2 suurendage seda veel veidi (pH väärtus muutub punasest numbrist väiksemaks), siis võib kala surra. pH = 7,3 juures ei ohusta kalad, isegi kõige õrnemad, süsihappegaasi mürgitust, kuna selle sisalduson neile täiesti ohutu: ainult umbes 7 mg/l. See kontsentratsioon on taimede ellujäämiseks piisav, kuid need ei näita kiiret kasvu. Kuid vastuvõetava vahemiku keskel, näiteks 6,9 juures (CO2 kontsentratsioon on ligikaudu 17 mg/l), tunnevad nii kalad kui ka taimed end suurepäraselt. Just seda peaksime püüdma säilitada. Selle jaoks vähendada CO 2 varustamine, kui pH väärtus kaldub alampiirini ja suurendama kui see läheneb tipule.Valgustundidel muutub vee aktiivne reaktsioon tavaliselt järk-järgult, kuna tarnitud süsinikdioksiidi kogus vastab harva täpselt taimede vajadustele: gaasi kontsentratsioon kas aeglaselt suureneb või väheneb. Algseadistus intervalli keskele aitab tagada, et pH väärtus ei hüppa üle oma piiride. Kui CO tarnimine 2 reguleeritakse pH-regulaatoriga, mis lülitab automaatselt välja süsihappegaasi juurdevoolu, kui pH langeb etteantud tasemele, siis tuleks see tase seada nii, et see ei oleks madalam kaladele vastuvõetavast (punased numbrid tabelis). pH-regulaatori kasutamine on kõige tõhusam ja ohutum, kuid see on suhteliselt kallis ning kaasas olev pH-elektrood vajab igakuist kalibreerimist.

CO 2 varustamist akvaariumi saate korraldada mitte ainult CO 2 -ga täidetud silindriga, vaid ka spetsiaalses seadmes (tootja SERA) akvaariumi asetatud spetsiaalsete tablettide abil, kasutades pruulimisgeneraatorit, kasutades elektroonilist seadet, mis toodab süsihappegaasi kivisöe padrunist ja teisest lihtsast seadmest. Kõige lihtsamas versioonis võite vee süsihappegaasiga küllastamiseks lisada akvaariumi vähese mineralisatsiooniga gaseeritud vett päevavalguse alguses (loomulikult ilma toidulisandid!). Väikestes akvaariumides võib sellel olla nähtav positiivne mõju.

Tabelis on toodud ka pH väärtused, mille saavutab antud karbonaadi kareduse korral hästi õhustatud vesi ruumiakvaariumis ("looduslik" pH tase), kui see on mõõdukalt asustatud kaladega ja kui vesi oksüdeerub akvaariumis. see ei ole kõrge. Teisisõnu, kui akvaariumi süsinikdioksiidi tarnimine järsult peatatakse ja õhutus lülitatakse sisse "täis", siis võime eeldada, et vee pH tõuseb mõne tunni jooksul ligikaudu nende väärtusteni. Nagu tabelist näha, on erinevus lubatud vahemiku alumisest piirist “loodusliku” pH tasemeni ligikaudu 1. Õrnade kreveti-, kala- ja taimeliikide puhul võib see olla liiga tugev ja kui ei põhjusta nende surma, mõjub see masendavalt. Automaatne pH-regulaator selliseid muutusi ei võimalda, aga kui regulaatorit pole, siis on need üsna tõenäolised. Seega, kui lõpetate öösel akvaariumi CO 2 tarnimise ja lülitate sisse õhutamise, siis olge ettevaatlik: pH võib liiga järsult tõusta. Selle vältimiseks ärge reguleerige süsihappegaasi juurdevoolu nii, et pH väärtus oleks lubatud intervalli alumise ("punase") piiri lähedal, sest piisab sellest, kui jääda selle keskele ja seejärel päeva ja öö vahesse. pH väärtused ei ületa 0,5, mis on täiesti ohutu. Tugev öine õhutamine pole samuti alati vajalik. Kuid ainult akvaariumi vaatlused võimaldavad teil kindlaks teha, kas see on vajalik (paljudel juhtudel piisab filtripumba veevoolust piisava gaasivahetuse tagamiseks).
Selle tabeli viimases reas olevad numbrid on antud karbonaadi karedusega vee pH, mis on tasakaalus CO 2 osarõhuga atmosfääris. On näha, et need on veelgi kõrgemad. Looduslikes veehoidlates, puhaste jõgede kärestikes, kus vesi keeb ja kogu üleliigse (mittetasakaalu) süsinikdioksiidi atmosfääri paiskab, sellised pH väärtused tegelikult tekivad. Siseruumides on süsihappegaasi osarõhk õhus kõrgem kui vabas õhus ning akvaariumi pinnases ja filtris toimuvad protsessid viivad süsihappegaasi tekkeni. See tagab akvaariumi vees suurema CO 2 sisalduse kui looduslikes tingimustes ning neis olev sama karbonaatse karedusega vesi osutub happelisemaks.
Vaatame nüüd veel ühte olulist küsimust: milliste akvaariumi vee esialgsete pH väärtuste korral saab sellesse süsinikdioksiidi tarnida? Selleks pöördume uuesti joonise 1 ja meie kasuliku tabeli poole. Pidagem seda meelesHoolhape, mis tekib atmosfääri süsihappegaasi lahustamisel vees, vähendab destilleeritud vee pH-d, mille pH on lähedane 0, 5,6-ni ja karbonaatse karedusega, näiteks 5 kH, tasakaalus oleva vee pH-d. atmosfäärigaasid, on aktiivne reaktsioon 8.4. Järgmist mustrit on lihtne jälgida: mida kõrgem on vee karbonaatkaredus, seda aluselisem see on.Nagu jooniselt näha, on pH väärtustel üle 8,4 vees karbonaadiioone (CO 3 2-), mis reageerides vaba süsinikdioksiidiga muudab selle poolseotud vormi (HCO 3 -), kättesaamatu õrnadele akvaariumitaimede liikidele. Me raiskame süsinikdioksiidi. Samal põhjusel ei sobi mullad ravimtaimede akvaariumi jaoks. Varustades sellise pinnasega akvaariumi süsinikdioksiidiga, kulutame selle taas süsivesinike ioonide moodustamiseks -HCO 3 -. Lisaks pärsivad kõrged pH väärtused põhimõtteliselt mitut tüüpi akvaariumitaimede elutegevust, kuid soodustavad ka suurepäraselt. Kui teil on kodus kõrge pH-väärtusega ja seetõttu ka kõrge karbonaadikaredusega kraanivesi, siis see ei sobi süsihappegaasi lisavaruga ravimtaimede akvaariumisse. Selle mineraliseerumise vähendamiseks ja selle tegemiseks peate kasutama pöördosmoosiseadet.

Seega ei sobi kõrge pH väärtusega vesi. Aga madal? Samuti ei sobi, kuna karbonaadi kõvadus on samuti liiga madal. Selgitame, miks see halb on. Jooniselt on näha, et pH = 6,4 juures on vaba süsihappegaasi ja vesinikkarbonaadi ioonide kontsentratsioonid ligikaudu võrdsed ning madalal “karbonaaditasemel” väga väikesed – see on plaadilt selgelt näha: KH = 0,5, pH = 6,4 ning CO 2 sisaldus on vaid 6 mg/l – sellest piisab vaid õrnade taimede ellujäämiseks. Vee küllastumine süsihappegaasiga mugava kontsentratsioonini 28 mg/l viib pH languse 5,8-ni. Paljude kalade jaoks on see pH väärtus ohtlik piir – allapoole ei ole enam võimalik langeda, muidu hakkab kaladel hapnik puudust tundma ja hukkub. Asi on aga selles, et madala karbonaadikaredusega on sellest piirist ülilihtne alla jääda: kerge CO 2 üledoos ja kõik!
Nii et teooria ütleb meile seda Süsinikdioksiidi lisavarustusega ravimtaimede akvaariumi jaoks sobivaim karbonaadi kõvaduse väärtuste vahemik on 2-4 o KN. Seda kinnitab ka akvaristide praktiline kogemus. Teooria ja praktika on selles küsimuses üksmeelsed. Tõepoolest, kalade ja taimede optimaalsete CO 2 kontsentratsioonide (see on 15-20 mg/l) pH väärtused jäävad vahemikku 6,6-6,7, kui hoolite rohkem taimedest kui kaladest, siis saate alandada pH-d ja kuni 6,4. See pH väärtus ei põhjusta mürgistust () CO 2 -ga herbaliseerimiseks sobivatel kaladel, on vetikatele ebamugav ja hea paljudele akvaariumitaimedele.

1. video. Näide akvaariumi elust. 300-liitrine akvaarium punaste neoonide, otocincluse, kirsskrevettide ja “Amanksidega”, olemas on ka vidinaapistogrammid (ei kuulu raami sisse). Selle akvaariumi vee karbonaatne karedus on madalam kui süsihappegaasiga varustamiseks optimaalne ja see piirab maksimaalse lubatud CO 2 kontsentratsiooni 14 mg/l. Karbonaadi kõvadusega KH = 1 ma ei riski enam CO2 sisaldust tõsta, kuna see tooks kaasa pH languse alla 6,4. Punased neoonid võiksid selle languse kergesti üle elada, kuid mul pole akvaariumi teiste elanike suhtes sellist usaldust. Kuid tuleb tunnistada, et isegi 14 mg/l soodustab taimekasvu väga hästi, kuigi “mullitab” ainult nümf, rotaalil “Vietnam” mullid peaaegu puuduvad. Nende ilmumiseks peate lisama veidi rohkem gaasi ... aga te ei saa. Kui KH = 2, pH = 6,4 juures oleks süsihappegaasi sisaldus juba 28 mg/l. Sellise kontsentratsiooni korral mullitaks rotaalid jõuliselt. CO 2 selles akvaariumis lahustatakse Dennerle'i lestaga () - "redel", mis töötab väga tõhusalt.

Milliseid seadmeid on vaja akvaariumi süsinikdioksiidiga varustamiseks? Siin on kõige parem pöörduda meie foorumiliikmete praktiliste kogemuste poole. Loe:

* TO Akvaariumi klassikalised proportsioonid on järgmised: laius on võrdne kõrgusega või mitte rohkem kui veerand väiksem. Kõrgus ei ületa 50 cm Pikkus põhimõtteliselt ei ole piiratud. Näiteks võib tuua akvaariumi pikkusega 1 m, laiusega 40 cm ja kõrgusega 50 cm. Sellises sisetiigis on bioloogilist tasakaalu suhteliselt lihtne luua. Saate lugeda konkreetsete õigete proportsioonidega akvaariumimudelite kohta.

** Tasakaalu all atmosfääriõhuga peame silmas vee olekut, mil selles lahustunud gaaside kontsentratsioonid (pinged) vastavad nende gaaside osarõhkudele atmosfääris. Kui mõne gaasi rõhk väheneb, hakkavad selle gaasi molekulid veest lahkuma, kuni saavutatakse uuesti tasakaalukontsentratsioon. Ja vastupidi, kui gaasi osarõhk vee kohal suureneb, lahustub vees suurem osa sellest gaasist.

. See CO2 süsteem kuni 120 l akvaariumidele. Sisaldab: kontrollitud geel-CO2 reaktsioonipudel, starterkapsel, termokonteiner, Dennerle Mini-Flipper CO2 reaktor, CO2 voolik, mulliloendur, Dennerle PerfectPlant SystemSet.