Немного о современной аквариумной химии.
Немного о современной аквариумной химии.
Ссылаясь на книжные источники, наши аквариумисты нередко пытаются все свои неудачи объяснить с помощью понятий о жесткости воды и её активной реакции рН. Самые продвинутые говорят об аммиаке, аммонии, нитритах, нитратах и даже окисляемости...  Когда я слышу термин окисляемость, то сразу уточняю: "какая"?  Перманганатная, бихроматная, а может быть цериевая??? – Этот вопрос всех сразу ставит в тупик, а ведь разные методики дают разные цифры, как тогда сравнивать и как тогда оценивать?! - Всё это, конечно, только верхушка айсберга, я даже сказал-бы – самый пик  науки о воде, с точки зрения химии. Здесь недостаточно оперировать жесткостью воды и рН, надо хотя-бы поверхностно представлять, что такое гидролиз, гидратация, гидроксо-комплексообразование, формирование лигандов и пр.
В самом начале 1980-х меня неоднократно приглашали читать лекции по современной гидрохимии аквариума для клубов и сотрудников зоопарков, но, для большинства слушателей, эти лекции оказались слишком трудными. Я быстро понял это  по кислым лицам слушателей - см. фото лекции в клубе «Нептун».
Именно по этой причине я избегаю химических формул в своих книгах. Особенно меня расстроили вопросы, касающиеся аквариумной химии, заданные на последнем мастер-классе Амано в 2011 году в Москве. Такаси Амано отправил с этими вопросами ко мне, но люди, задававшие вопросы, видимо постеснялись...
Сразу хочу Вам сказать, что, несмотря на то, что химия моя любимая наука (как и все я сначала увлекался пиротехникой), у меня тоже нередко возникают вопросы, ответы на которые я имею возможность получать из первых рук, так как группа, в которой я музицировал в 1970-е годы базировалась на химфаке МГУ, а мои друзья-музыканты стали настоящими светилами мировой химической науки. Одна из фамилий Вам уже наверно знакома по моим фильмам – это Сергей Сахаров, который пишет музыку, сам её аранжирует и исполняет. А вместе с тем, это доктор химических наук, профессор и далее можно продолжать ещё долго...

В СССР настоящим центром химической науки о воде был город Иваново, где отрабатывались технологии красильного производства текстильной промышленности. Так вот и среди представителей отраслевой науки были учёные, увлечённые аквариумистикой.
 
Представляю ниже фрагмент своей переписки с доцентом кафедры аналитической химии Ивановского технологического университета - Виктором Бородиным, который в тяжёлые годы перестройки был вынужден всю науку бросить и заняться аквариумистикой профессионально, чтобы выжить. Кстати, аквариум в котором проводил свой первый мастер-класс Такаси Амано в июне 2003 года и мини-аквариумы, которые Вы видели в статье о пресноводных и морских аквариумах Амано, были изготовлены в Иваново. Не возить же пустые стеклянные коробки из Японии!.

Мой вопрос к Виктору был о возможной природе осаждающихся на поверхностях аквариумных декораций загрязнениях и способах предотвращения  их появления впредь и навсегда. Если более конкретно, я  спросил его мнение о перспективах применения ЭДТА (этилендиаминтетрауксусной кислоты) или Трилона Б. Почитайте, пожалуйста, ответ настоящего специалиста: 
 - « Трилон Б – двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, поэтому – Na2H2ЭТДА, а сама кислота Н4ЭТДА (русский вариант) или Н4Edtа (латинский вариант).   
ЭТДА 4 – этилендиаминтетраацетат ион. Для простоты Y 4-".  Теперь по сути вопроса. Н4Y имеет очень низкую растворимость, поэтому в аналитической практике, или для иных целей, когда требуется значительная концентрация реагента, используют Na2H2Y.   Трилон Б, конечно, попробовать можно, но я не думаю, что это кардинальное решение проблемы по следующим причинам. Имеющиеся в воде ионы Ca2+ ( Mg2+ ) он свяжет:
Са2+ + Н2Y2- <-->CaY 2- + 2Н+Но поскольку в аквариуме масса карбонат содержащих предметов концентрация свободного Са2+ вновь восстановится:
СаСО3 + СО2 +Н2О <--> Ca2+ + 2HCO3 -  
а Трилон уже закончился, т.е. добавление любых реагентов никак не повлияет на равновесные концентрации ионов в буферной системе: Са2+ - Н2СО3  - НСО3 - – СО32- до тех пор пока весь СаСО3, имеющийся  в грунте и декорациях не растворится.  

 Получается что Трилон Б надо добавлять постоянно, каждый день, и, все равно,- это не выход.   В свое время я занимался по хоздоговорам несколько другими веществами, препятствующими образованию карбонатных отложений, которые используются в нефтегазодобыче, в замкнутых системах охлаждения с водооборотным циклом и т.д. Это вещества класса фосфорсодержащих комплексонов. 
Не пугайтесь слова фосфор. Это не из серии карбофос, дихлофос и прочей гадости, а совершенно невинные, в плане токсичности, соединения. Наиболее подходящее -это ОЭДФК (оксиэтилидендифосфоновая кислота). Я с ней достаточно плотно работал. Суть эффекта не в термодинамике, которая руководит равновесиями концентрациями, а в кинетике. ОЭДФК добавляется не в стехиометрическом количестве, нужном для связывания свободных ионов Са2+, а в 1000 или 10000 раз меньшем. Когда мы изучали природу этого эффекта, то пересыщенные растворы СаСО3 оставались стабильными при 200С (осадок не выпадал), вопреки законам термодинамики, как минимум, 6-8 месяцев. Если добивались выпадения осадка за счет повышения температуры до 80-900С, то СаСО3 кристаллизовался не в форме кальцита, как в обычных условиях, а в виде арагонита или ватерита, что подтверждено рентгенографией. Возможно, это одна из причин того, что в присутствии ОЭДФК образуются не плотные отложения СаСО3, забивающие трубопроводы, а рыхлые (аморфные) осадки.   
Здесь я вижу перспективу. Но аквариум есть аквариум. Надо пробовать. Поскольку пытаюсь ответить оперативно, то точных цифр назвать не могу. При необходимости надо порыться в институтской библиотеке, поднять старые отчеты. Я тоже давно не работаю в институте, но друзья, приятели остались...    
Попутно биологическая тема. Всепроникающая способность «водорослей» и «грибов» хорошо известна химикам. В студенческих учебных лабораториях широко используется дистиллированная вода. Так вот пока она действительно расходуется, все нормально. Когда студенты уходят на летние каникулы, в сосудах с дистиллированной водой, изначально стерильной, через месяц, два на стенках начинают расти зеленые водоросли. При длительном хранении растворов солей, некоторых органических кислот (винной, янтарной), формируются слизеобразные комки. Я полагаю, грибковой природы. Существует старый, но верный способ борьбы с этим безобразием...  Это борьба с помощью отбеливателей, но я не верю в силу того, что используемые там вещества очень реакционноспособны  и не устойчивы. Они дают только кратковременный эффект. Можно предположить, что то явление, которое Вы описываете все таки имеет биологическую природу. Наверное, чтобы выяснить истину надо взять фрагмент декораций, покрытых отложениями, и поместить их в слабый   раствор уксусной кислоты. Если отложения состоят из СаСО3 (МgСО3), они быстро растворятся с выделением СО2. 
С уважением, Бородин Виктор»    
                                                                                             
В заключении хочу сказать, что я последовал этим советам и впервые, весьма успешно, применил  препарат оксиэтилидендифосфоновой кислоты  в аквариуме.  Больше никаких осадков на поверхности аквариумых декораций, судя по всему, не выпадало, так как меня перестали вызывать для консультаций по этому вопросу.  Ну и Слава Богу! Как раньше писали : «Знание – сила».

Иллюстрации:

Лекция по аквариумной химии в клубе Нептун

Все первые мини-аквариумы для комплектации со светильниками ADA были также изготовлены в Иваново.



Во время мастер-класса Такаси Амано работал с аквариумом, изготовленным компанией Виктора Бородина в Иваново.

Этот же аквариум на выставочной экспозиции японского фарфора, проходившей в ЦДХ в Москве (осень 2003).



С. М. Кочетов



Категория: Из первых рук – вопросы, консультации и помощь | Добавил: Kochetov (30.11.2011) | Автор: Сергей Кочетов E
Просмотров: 3381 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: