Salt

[Ola Svensson]

En liten text snodd från nätet: "Summan av temporär och permanent hårdhet kallas totalhårdhet. Den definieras som summan av de alkaliska jordartsmetallernas salter med karbonat, bikarbonat, sulfat, klorid och fosfat. De alkaliska jordartsmetallerna är kalcium, magnesium, strontium och barium, de två sistnämnda förekommer dock i försumbara mängder. Totalhårdheten mäts i tyska hårdhetsgrader (odH)". Alltså: NaCl ingår inte, däremot CaCl2 och MgCl2 dvs. Hårdheten höjs inte om vi tillsätter NaCl då Na är en alkalimetall (KH = temporär hårdhet) Rätta mig gärna om jag har fel. Mina vattenkemikunskaper är relativt rostiga. Sedan finns det fler buffertsystem än karbonatsystemet t ex fosforsyra, kolsyra, organiska syror och organiska partiklar (kolloider). (Jag får noll träffar på tvålhårdhet i google men från samma text "Ett hårt vatten minskar tvåltvättmedels tvättförmåga genom att kalcium- och magnesiumjonerna fäller ut fettsyrorna i tvålen". Varför tvål löddrar mindre i saltvatten vet jag inte).

http://www.hvr.se/vatten/mjukt_hart.htm

[Janne E]

Om NaCl är en temporär hårdhet så borde salthalten minska med tiden i vattnet (förbrukas) men det gör den ju inte såsom andra karbonater gör genom att reagera med syror och bilda Co2 ex.vis.

Karbonater neutraliserar syror och strävar efter att hålla vattnet alkaliskt = karbonatsystemet.
När mängden karbonater är liten men tillgången konstant och närvaro av någon syra i vattnet bildas Co2 = kolsyrasystemet.
När det inte finns några karbonater tillgängliga utan endast organiska syror och partiklar i form av humus = humussytemet.

Själva principen när man mätte tvålhårdhet gick ut på att tillsätta tvålflingor till vattnet och skaka det så det bildades ett skum och höjden på detta motsvarade totalhårdheten, exakt hur man gör minns jag inte men det brukar stå i gamla akvarieböcker från 50-60 talet.

Mvh Janne

[Mike_Noren]

citat:Ursprungligen skickat av Janne E

Om NaCl är en temporär hårdhet så borde salthalten minska med tiden i vattnet (förbrukas) men det gör den ju inte såsom andra karbonater gör genom att reagera med syror och bilda Co2 ex.vis.

NaCl påverkar inte temporär hårdhet. Eller GH för den delen. Om det alls registreras på kit som mäter hårdhet är det i såna fall för att kloriden förgiftar reagens-kemikalierna.

citat:
Karbonater neutraliserar syror och strävar efter att hålla vattnet alkaliskt = karbonatsystemet.
När mängden karbonater är liten men tillgången konstant och närvaro av någon syra i vattnet bildas Co2 = kolsyrasystemet.

Mja, kolsyra är första steget i karbonatbuffertsystemet.
Kolsyra <- pH 6.4 -> bikarbonat <- pH 10.1 -> karbonat. I sötvatten är pH vanligen en bra bit under 10, och karbonat därför vanligen avrundningsvis noll, så i de flesta fall består karbonatsystemet av kolsyra och bikarbonat.

Vattnets förmåga att neutralisera syra kallas alkalinitet. Alkaliniteten _kan_ räknas enbart i karbonat, men vanligen räknar man in allt som kan neutralisera syra, dvs förutom (bi)karbonater också t.ex. fosfat & borat.

citat:
När det inte finns några karbonater tillgängliga utan endast organiska syror och partiklar i form av humus = humussytemet.

Under cirka 5.7 buffrar karbonatsystemet svagt, så bidraget från bl.a. humussyror ökar i betydelse, ja. All bikarbonat är dock inte omvandlad till kolsyra förrän vid ett pH under cirka 4.5, så bikarbonatsystemet har viss effekt ända ned till 4.5. Bästa buffringen har man dock inom cirka 0.7 enheter från pH 6.4.

[Ola Svensson]

Temporär hårdhet = Karbonathårdhet. NaCl ingår definitivt inte där, det är vi alla överens om. Tvälmätning har jag också sett. När jag läste limnologi så hade vi någon "rubb och stubb" analys av hårdhet. Jag kommer inte åt mina limnologikompendium förrän om en månad så jag kan inte slå upp vad det var.

citat:Karbonater neutraliserar syror och strävar efter att hålla vattnet alkaliskt = karbonatsystemet.
När mängden karbonater är liten men tillgången konstant och närvaro av någon syra i vattnet bildas Co2 = kolsyrasystemet.
När det inte finns några karbonater tillgängliga utan endast organiska syror och partiklar i form av humus = humussystemet.

. Japp det var det jag menade med näst sista stycket. Karbonater, kolsyra, organiska syror, partiklar och fosforsyra är de som akvarister kör med.

[Janne E]

citat:NaCl påverkar inte temporär hårdhet. Eller GH för den delen. Om det alls registreras på kit som mäter hårdhet är det i såna fall för att kloriden förgiftar reagens-kemikalierna.

Det kan jag hålla med om för de reagenser vi använder för att mäta dGH är en förenklad metod som inte tar hänsyn till andra salter än kalcium och magnesium.
Den ursprungliga metoden att mäta totalhårdhet är tvålmetoden och frågan är nog mer vilken metod som visar den verkliga totalhårdheten.

citat:Under cirka 5.7 buffrar karbonatsystemet svagt, så bidraget från bl.a. humussyror ökar i betydelse, ja. All bikarbonat är dock inte omvandlad till kolsyra förrän vid ett pH under cirka 4.5, så bikarbonatsystemet har viss effekt ända ned till 4.5.

Vid dessa pH värden så är inte KH mätbart i alla fall inte med de reagenser som används inom akvaristiken.
Om man tillsätter bikarbonat till ett surt vatten så kommer syran att omvandlas till kolsyra och avgå som koldioxid till luften och när syran är förbrukad så ökar pH och man har fått en karbonatbuffert och omvänt när man tillsätter syra så förbrukas karbonaterna på samma sätt och syran sänker pH men det "buffrar" inte pH utan den bestäms utav balansen mellan syra och bikarbonat och vid lägre pH utav mängden syra eftersom det inte finns några bikarbonater som kan hålla emot pH sänkningen.
I stora drag så borde det fungera på det sättet.

citat:Bästa buffringen har man dock inom cirka 0.7 enheter från pH 6.4.

Jag skulle vilja påstå att det är tvärtom, inom det området så vill syran sänka pH medans bikarbonaterna vill höja pH = kolsyrasystemet.
pH högre än 7,2 och pH lägre än 5,7 är mycket lättare att hålla stabilt.

Mvh Janne

[Mike_Noren]

citat:Ursprungligen skickat av Janne E

citat:NaCl påverkar inte temporär hårdhet. Eller GH för den delen. Om det alls registreras på kit som mäter hårdhet är det i såna fall för att kloriden förgiftar reagens-kemikalierna.

Det kan jag hålla med om för de reagenser vi använder för att mäta dGH är en förenklad metod som inte tar hänsyn till andra salter än kalcium och magnesium.

dGH definieras som halten kalcium och magnesium joner, omräknat i kalciumoxid. Varken natrium eller klorid ingår alls, och eventuella utslag vid mätning alltså metodologiska fel.

(Precis som KH är dGH också en ganska arkaisk term av tveksamt värde. TDS och Alkalinitet är det som egentligen är av intresse. IMO, i alla fall.)

citat:

citat:Under cirka 5.7 buffrar karbonatsystemet svagt, så bidraget från bl.a. humussyror ökar i betydelse, ja. All bikarbonat är dock inte omvandlad till kolsyra förrän vid ett pH under cirka 4.5, så bikarbonatsystemet har viss effekt ända ned till 4.5.

Vid dessa pH värden så är inte KH mätbart i alla fall inte med de reagenser som används inom akvaristiken.

KH mät-kit mäter normalt sett egentligen alkalinitet, och består av en indikator och en syra som man titrerar provet med. Normalt titrerar man ned till cirka pH 4.5, för att få med hela karbonatbufferten, även om en del kit använder indikatorkemikalier som slår om vid högre pH (och därmed något underskattar KH). Eftersom KH mät kit vanlgen mäter total alkalinitet, påverkas de också av andra buffertar som påverkar alkaliniteten, t.ex. fosfatbuffert.

Däremot påverkas de inte av natriumklorid.

citat:Om man tillsätter bikarbonat till ett surt vatten så kommer syran att omvandlas till kolsyra och avgå som koldioxid till luften och när syran är förbrukad så ökar pH och man har fått en karbonatbuffert och omvänt när man tillsätter syra så förbrukas karbonaterna på samma sätt och syran sänker pH men det "buffrar" inte pH utan den bestäms utav balansen mellan syra och bikarbonat och vid lägre pH utav mängden syra eftersom det inte finns några bikarbonater som kan hålla emot pH sänkningen.
I stora drag så borde det fungera på det sättet.

Ungefär, fast det hela kompliceras av att koldioxid hela tiden går in och ut ur vattnet från atmosfären; mängden bikarbonat bestäms av koldioxidhalten i atmosfären när jämvikt uppstått.

citat:

citat:Bästa buffringen har man dock inom cirka 0.7 enheter från pH 6.4.

Jag skulle vilja påstå att det är tvärtom, inom det området så vill syran sänka pH medans bikarbonaterna vill höja pH = kolsyrasystemet.

pKa1 för kolsyra ligger vid pH 6.4. Detta innebär att inom ett intervall centrerat kring det pH't fungerar karbonatbuffertsystemet väl, dvs "spjärnar emot" både höjning och sänkning.

(kolsyrasystemet och karbonatsystemet är f.ö. samma sak)

citat:
pH högre än 7,2 och pH lägre än 5,7 är mycket lättare att hålla stabilt.

Tja, det är möjligt, men inte pga karbonatbuffring: pH under 5.7 har ingen nämnvärd karbonatbuffring - dvs inget skydd mot pH fall, eftersom det inte finns några betydande mängder bas kvar, och inget skydd mot ökning eftersom pKa1, där kolsyra snabbast omvandlas till bikarbonat, ligger så långt bort.
Humussyrorna har sina pKa vid pH 3-4, så de kickar inte in förrän pH ramlat ner under 5, så deras bidrag vid 5.7 är också mycket litet.

Tvärtemot vad nog de flesta tror är karbonat också relativt dåligt på att hålla pH mellan 7.2 och cirka 9.6 stabilt, av precis samma anledning - pKa1 för kolsyra ligger vid 6.4, och pKa2 vid 10.1, och buffertar buffrar bäst inom cirka 0.7 enheter från pKa. Dvs intervallet 7.2 - 9.5 är dåligt buffrat, och pH kan lätt fås att fluktuera inom detta intervall. Inom det intervallet har man en situation där det kan finnas gott om bikarbonat, men eftersom pKa1 och pKa2 ligger så långt bort omvandlas inte några större mängder av bikarbonaten, och pH förändringar motverkas ganska svagt. Vill man hålla ett pH inom det intervallet stabilt får man antingen se till att ha väldigt mycket bikarbonat, eller använda en buffer som buffrar bra i intervallet, exv borat.

Karbonat buffrar däremot bra i det intervallet i saltvatten, eftersom pKa i saltvatten är justerade cirka en enhet nedåt.

[Ola Svensson]

Hur funkar kalksten i det här fallet? De flesta som kör med bikarbonat filtrerar även över kalk eller har det i inredningen.

citat:Karbonat buffrar däremot bra i det intervallet i saltvatten, eftersom pKa i saltvatten är justerade cirka en enhet nedåt.

Hur kommer det sig? Är det inte rätt mycket löst kalk i saltvatten dessutom?

[Mike_Noren]

citat:Ursprungligen skickat av Ola Svensson

Hur funkar kalksten i det här fallet? De flesta som kör med bikarbonat filtrerar även över kalk eller har det i inredningen.

Kalk är kalciumkarbonat, och reagerar med H+ och blir lösta kalciumjoner och bikarbonat, fast reaktionen går inte särdeles fort*. Kalksten är på grund av sin låga löslighet mer en långsiktig grej. Teoretiskt kan man med kalksten ta sig upp till 8.3, men reaktionen går långsammare ju närmare 8.3 man kommer, och i praktiken är det svårt att få ett pH högre än 7.5 - 7.7 med bara kalksten.

* Exakt hur snabbt kalksten reagerar beror dock på saker som om stenen är magnesiumhaltig, om det finns mycket magnesium (eller strontium) i vattnet, vilken kristallform det är, hur stor ytan är, hur långt från pH 8.3 man befinner sig... Generellt är dock kalkstensbuffring långsamverkande, vilket iofs kan vara en fördel.

citat:

citat:Karbonat buffrar däremot bra i det intervallet i saltvatten, eftersom pKa i saltvatten är justerade cirka en enhet nedåt.

Hur kommer det sig? Är det inte rätt mycket löst kalk i saltvatten dessutom?

Tja, pKa är tydligen helt enkelt en kolloidal egenskap (precis som brytningsindex, smältpunkt och kokpunkt) och förskjuts i takt med att mängden lösta partiklar ökar. Jag får dock erkänna att detta fram tills rätt nyligen var okänt för mig; jag trodde pKa var konstant för en given syra. Det var en kemist som slog mig lite på fingrarna om det, i samband med mitt projekt att buffra mitt akvarium med kalciumhydroxid.

Jo, det är riktigt att saltvatten normalt är övermättat på kalcium, och att det är gott om (bi)karbonat också, förutom att pKa2 ligger mer 'lämpligt' till; saltvatten är normalt sett mycket välbuffrat.

[Ola Svensson]

citat:Teoretiskt kan man med kalksten ta sig upp till 8.3, men reaktionen går långsammare ju närmare 8.3 man kommer, och i praktiken är det svårt att få ett pH högre än 7.5 - 7.7 med bara kalksten.

I Uppsala var kranvattnet övermättat på kalk (det är det säkerligen fortfarande) och kalk föll ut på växter, rötter, filter mm. I mina akvarier med kalkhaltig inredning låg pH på 8.3 trots att det var 7.5 i kranen. Senare har folk påstått att det är omöjligt att få upp pH över 7.5 med kalk så jag har undrat varför mitt pH blev så högt. Har det med övermättnaden att göra?

[Mike_Noren]

citat Uppsala var kranvattnet övermättat på kalk (det är det säkerligen fortfarande) och kalk föll ut på växter, rötter, filter mm. I mina akvarier med kalkhaltig inredning låg pH på 8.3 trots att det var 7.5 i kranen. Senare har folk påstått att det är omöjligt att få upp pH över 7.5 med kalk så jag har undrat varför mitt pH blev så högt. Har det med övermättnaden att göra?

Hm... jag får lov att gissa här. Jag skulle tippa att Uppsala tar sitt vatten ur en grundvattentäkt i ett kalkrikt område? Då kan man, eftersom vattnet är kallt och trycksatt, samtidigt få övermättnad av både kalcium och CO2. När vattnet kommer ur kranen är i så fall alltså pH "för lågt", eftersom vattnet inte är i jämvikt med atmosfären. CO2-överskottet lämnar vattnet, pH stiger, och kalciumkarbonat faller ut ur lösning - detta är samma process som bildar droppstenar i grottor.
Eftersom man kommer in "från fel håll" jämfört med normalfallet, med överskott istället för underskott på kalcium och karbonat, borde pH i slutänden, efter lite vinglande (förmodligen stiger pH först över 8.3, och dalar sen tillbaks ned?), bli 8.3.

Men det är alltså bara en gissning, baserat på vad som händer i grottor och områden där kalkrika källor går i dagen (och i kalciumreaktorer). Slå mig inte om jag har fel!

[Ola Svensson]

citat:skulle tippa att Uppsala tar sitt vatten ur en grundvattentäkt i ett kalkrikt område?

Japp! Uppsalaåsen. Berggrunden innehåller inte kalk vilket förvånar vissa. Den kalkhaltiga jorden (geologisk sett så är allt som ligger ovanpå berggrunden jord) har transporterats dit av isen.

[Janne E]

Så här skrev jag...

citatet kan jag hålla med om för de reagenser vi använder för att mäta dGH är en förenklad metod som inte tar hänsyn till andra salter än kalcium och magnesium.
Den ursprungliga metoden att mäta totalhårdhet är tvålmetoden och frågan är nog mer vilken metod som visar den verkliga totalhårdheten.

Och Mike_Noren svarade med följande...

citatPrecis som KH är dGH också en ganska arkaisk term av tveksamt värde. TDS och Alkalinitet är det som egentligen är av intresse. IMO, i alla fall.)

TDS=totala mängden lösta salter i vattnet där även NoCl ingår så frågan kvarstår om NaCl höjer hårdheten eller inte, vilket det borde göra.

citat:Tja, det är möjligt, men inte pga karbonatbuffring: pH under 5.7 har ingen nämnvärd karbonatbuffring - dvs inget skydd mot pH fall, eftersom det inte finns några betydande mängder bas kvar, och inget skydd mot ökning eftersom pKa1, där kolsyra snabbast omvandlas till bikarbonat, ligger så långt bort.
Humussyrorna har sina pKa vid pH 3-4, så de kickar inte in förrän pH ramlat ner under 5, så deras bidrag vid 5.7 är också mycket litet.

Jag har provat flera metoder för att få ett stabilt pH värde runt 6,0 det senaste året och har ett stativ med 10 st 130 L kar och ett centralfilter till detta där allt vatten passerar igenom.
Jag använder ett vatten med en konduktivitet runt 80 µS som jag får genom att blanda kranvatten med osmosvatten.
Först så provade jag att använda fosforsyra för att sänka pH till den nivå jag önskade men pH steg alltid efter någon dag och man fick hälla i mer syra vilket bara skapade pH svängningar.
Nästa försök var att skapa en buffert genom att blanda fosforsyra och natriumhydroxid med rent RO-vatten tills jag fick pH 6,0 vilket jag sedan provade med samma resultat att pH steg men kanske något långsammare den här gången.
Tredje och sista försöket så fyllde jag upp anläggningen med rent kranvatten som hade följande ursprungsvärden KH 3.0 dGH 5.0 pH 8.2 och en konduktivitet på 300 µS och tillsatte 5 ml 3,5% saltsyra per 10 L vatten och luftade vattnet kraftigt under några dagar tills syran och (bi)karbonaterna hade omvandlats till kolsyra och avgått från vattnet.
pH var nu 6,2 och KH 0 men konduktiviteten hade ökat till 380 µS på grund av salter från saltsyran.
I centralfiltret har jag 2 L torvgranulat förutom själva filtermaterialet som består av en massa småbitar filtermatta och pH har nu legat stabilt på 5,7-5,9 i mer än 4 månader och jag har mätt varje dag med en kalibrerad elektronisk pH/µS mätare. För att få ner konduktiviteten har jag bytt vatten med RO-vatten som hållit en konduktivitet runt 80 µS varje vecka och den enda förklaringen jag har är att humussyrorna i torven buffrar pH´t vid denna nivå.

Nu är jag ingen kemist precis så det kan kanske finnas någon annan förklaring men jag har inte lyckats lika bra med någon annan metod.

En fundering, om man har ett hårt vatten eller kalk i inredningen och vill höja pH så borde det fungera med att tillsätta syra och lufta kraftigt samtidigt så borde det bildas mer bikarbonat och karbonat samtidigt som kolsyran avgår till luften varvid pH borde öka, eller är jag helt ute och cyklar?

Mvh Janne

[Mike_Noren]

citat:Ursprungligen skickat av Janne ETDS=totala mängden lösta salter i vattnet där även NoCl ingår så frågan kvarstår om NaCl höjer hårdheten eller inte, vilket det borde göra.

Jag tycker definitivt mängden löst NaCl i vattnet är av intresse, men ingår i hårdheten gör det inte... Hårdheten (dGH) är per definition Mg2+ och Ca2+, och bara de. Jag har aldrig sett det tvåltest ni talar om, men ganska många test för sötvatten utgår helt kallt ifrån att klorid förekommer i försumbar mängd i vattnet, och fungerar inte i saltvatten. Det kan ha varit samma sak med tvåltestet.

citat:
konduktivitet runt 80 µS varje vecka och den enda förklaringen jag har är att humussyrorna i torven buffrar pH´t vid denna nivå.

Tja, jag har ingen bättre förklaring jag heller, så jag får väl acceptera det.

citat:En fundering, om man har ett hårt vatten eller kalk i inredningen och vill höja pH så borde det fungera med att tillsätta syra och lufta kraftigt samtidigt så borde det bildas mer bikarbonat och karbonat samtidigt som kolsyran avgår till luften varvid pH borde öka, eller är jag helt ute och cyklar?

Hmmmmmmmmm... Resultatet beror på vilken syra du använder. Om vi tänker mineralsyra, typ saltsyra... Syran kommer att omvandla bikarbonaten i vattnet till kolsyra; kolsyran kommer att tvingas till snabb jämvikt mot atmosfären (dvs överskott vädras hela tiden ut). Såvitt jag kan se blir resultatet att du kraftigt minskar alkaliniteten; var pH hamnar beror på om du tillsätter tillräckligt mycket syra för att övervinna alkaliniteten eller inte. Vad du gör är ju att du titrerar hela akvariet med syra.
Kalkstenen reagerar så mycket långsammare än bikarbonaten att den bara kommer in i matchen om pH ramlar lågt, och ligger kvar lågt en längre tid.

Vad exakt är det du vill uppnå?

[Ola Svensson]

[quote]citat: I centralfiltret har jag 2 L torvgranulat förutom själva filtermaterialet som består av en massa småbitar filtermatta och pH har nu legat stabilt på 5,7-5,9 i mer än 4 månader och jag har mätt varje dag med en kalibrerad elektronisk pH/µS mätare. För att få ner konduktiviteten har jag bytt vatten med RO-vatten som hållit en konduktivitet runt 80 µS varje vecka och den enda förklaringen jag har är att humussyrorna i torven buffrar pH´t vid denna nivå. Jag skulle gissa på att du har en massa humussyror + kolloider (partiklar) som buffrar. Du är hur som helst inte ensam om erfarenheten med att få ett stabilt lågt pH med din behandling av vattnet.

Kanske en tramskommentar men ingår inte strontium- och bariumjonerna i hårdheten?

[Mike_Noren]

citat:Kanske en tramskommentar men ingår inte strontium- och bariumjonerna i hårdheten?

Nja, de ingår inte i GH, men de ger säkert utslag på test för GH eftersom de kemiskt är lika calcium.

Jag tror inte man bör gräva ned sig för mycket i dGH - det förefaller vara ett mått som tagits fram för att uppskatta hur mycket pannsten ett givet vatten genererar i ångpannor, och i sammanhanget bekymrade man sig nog föga om små kontaminanter som strontium. Som jag sagt, jag ser egentligen ingen anledning för en akvarist att alls bry sig om GH, utan det intressanta är TDS och alkalinitet (och när man mäter "KH" mäter man egentligen alkaliniteten).

Jag hittade den här texten på nätet, som bra & kortfattat tar upp dGH; den har också indirekt svaret på den fråga som ställts i den här tråden (om natrium-joner bidrar till hårdheten):

http://www.thekrib.com/Plants/CO2/hardness-larryfrank.html