7.1. Карбонатные и бикарбонатные ионы

Карбонатные и бикарбонатные ионы, присутствующие в аквариумной воде, могут быть результатом реакции свободной углекислоты с водой, взаимодействия не органических карбонатов с водой и свободной углекислотой и микробиологических процессов.


Взаимодействие свободной углекислоты с водой. Свободная углекислота отличается высокой растворимостью, Она попадает в аквариумную воду из атмосферы через границу раздела вода — воздух, а также присутствует в растворе как побочный продукт обменных процессов. СО, взаимодействует с водой с образованием угольной Кислоты [уравнение (14)]. Угольная кислота затем диссоциирует с образованием ионов водорода и бикарбоната [уравнение (15) ]. Бикарбонатные ионы диссоциируют далее с образованием карбонатных ионов и дополни тельного количества ионов водорода [уравнение (16) ].
 
Эта многоступенчатая реакция очень чувствительна к pH и при повышении его уровня смещается вправо.


в жесткой пресной и морской воде, поскольку обе системы хорошо забуферены, преобладает диссоциация Молекул угольной кислоты до бикарбонатов. Это следует из преобладания бикарбонатных ионов в диапазоне рН от 7,1 до 8,3 (см. рис. 7.1).
Взаимодействие неорганических карбонатов со свободной углекислотой (Co.) и водой. Другим источником карбонатных и бикарбонатных ионов в аквариумной воде служит взаимодействие неорганических карбона тов с углекислым газом и водой. В жесткой пресной и морской воде большая часть карбонатных соединений, которые способны повлиять на pH, связаны с кальцием и магнием. Эти карбонаты служат потенциальным резервом для образования бикарбонатных ионов, которые, диссоциируя, способны нейтрализовать любое из
мененire pH.
Если в ходе биологических окислительных процессов кислотность аквариумной воды возрастает, неорганические карбонаты переходят в раствор, реагируя со сво бодной углекислотой и водой,
CaCO3 + CO, 4-Н,0 = Ca° + + 2HCO3. (17)


в морской воде одного лишь растворения минеральных карбонатов недостаточно для поддержания рН в оптимальном диапазоне (8,0—8,3). Эти вопросы рассмотрены в разделе 7.4.
Микробиологические процессы. В результате микро биологических процессов, особенно в ходе диссимиляции неорганического азота анаэробными бактериями, в аквариумной воде образуются карбонатные и бикарбонатные ноны. При слабой циркуляции воды в активных точках частиц детрита происходит локальное увеличение щелочности и рН возрастает. Это может произойти на поверхности сильно зайленных фильтров при малом рас ходе воды. Когда рН на поверхности фильтра достигает 9, выделяемый гетеротрофными бактериями аммиак вступает в реакцию с ионами кальция с образованием осадка карбоната кальция и аммония. По данным Бернера (Berner, 1968), реакция имеет следующий вид:


 
Если pH находится в оптимальных пределах , свободная углекислота, образующаяся при дыхании животных и аэробных бактерий, вступает в реакцию с водой и аммиаком с образованием карбонатных и бикарбонатных ионов. Реакция имеет вид (Berner, 1968):