Буферная емкость и Буферное опрокидывание.
Буферностью называют способность раствора (а аквариумная вода — это слабый раствор) сохранять величину водородного показателя при добавлении щелочи или кислоты. Буферность аквариумной воды не измеряют, ее лишь характеризуют словами “слабая” или “сильная”. Бывают растворы со слабой буферностью, когда каждая добавленная капля кислоты или щелочи изменяет рН, бывают сильно буферные растворы, способные поддерживать постоянную величину рН, несмотря на существенные добавки химических веществ. Конечно, в определенных условиях даже вода с сильной буферностью начинает изменять рН, однако важно ориентироваться в особенностях этого свойства и правильно использовать его там, где это необходимо.
Любые изменения в уровне рН должны производиться плавно и постепенно! Скудно буферизованная вода будет более подвержена резким колебаниям уровня pH, нежели хорошо буферизованная. Буфером может считаться грунт, имеющий в своем составе много известняка — для поддержания высокой жесткости воды. Аквариумный гравий часто состоит из кальцийсодержащего материала, который повышает жесткость воды и рН. Также буфером может являться кусок дерева, коряга, которая подкисляет воду и понижает pH. Заметим, что буферизация и щелочность тесно связаны, т.к. фактически, щелочность является буфером, замедляющим изменение pH в воде. Как правило, жёсткая вода обычно имеет щелочной состав (pH более 7) и является хорошим буфером. В то же время мягкая вода (pH ниже 7) – несколько кислее и в качестве буфера не годится.
Карбонатная жесткость — это концентрация в воде анионов гидрокарбоната и карбоната. KH и pH взаимосвязаны между собой, и потому будет логичным рассмотреть их совместно. Связь же этих параметров очень проста. Чем выше содержание гидрокарбоната в воде, то есть значение KH, тем выше, а самое главное, стабильнее, значение pH, так, например, гидрокарбонат кальция является прекрасным буфером воды. Обратите внимание на слово “стабильнее”. В данном контексте оно означает, что вода с высокой, более 12 градусов карбонатной жесткостью, имеет щелочную реакцию. Вода средней жесткости (6-12 градусов) скорее всего, будет близка к нейтральной реакции (pH ~7.0), а вот вода с карбонатной жесткостью менее 6 градусов KH, по большому счету может быть какой угодно, но, скорее всего, будет кислой.
Буферное опрокидывание — резкое изменение значения рН, наиболее вероятно в щелочной среде или в среде, близкой к щелочной, когда значение рН приближается к 7. При этом вследствие щелочной реакции безвредный аммоний переходит в аммиак, и рыбы, особенно молодые, быстро погибают. Такое явление обычно наблюдается в аквариумах, перегруженных рыбами, при добавлении свежей воды. В таких аквариумах на изменения рН влияют процессы окисления, вызываемые как белковыми соединениями, в избытке имеющимися в перегруженных аквариумах, так и накапливающимися продуктами обмена, видимыми и невидимыми (растворимыми). Добавку воды в такие аквариумы следует производить небольшими порциями, причем показатель pH добавляемой воды должен быть ниже 7. В слишком жесткой и щелочной (рН выше 9) воде, тоже все плохо.
Во-первых, при повышении щелочности воды все большее количество ионизированного аммония переходит в чистый аммиак, растворенный в воде. Аммиак во много раз токсичнее аммония, поэтому при незначительных, казалось бы, увеличениях концентрации аммония неожиданно может произойти тяжелое отравление всего аквариума. Не допускать этого просто — нужно чаще подменивать воду. Либо пользуйтесь специальными кондиционерами воды. Во-вторых, по мере повышения щелочности среды у рыб ухудшается усваивание кислорода. В щелочной среде рыба может задохнуться при вполне, вроде бы, достаточном его содержании в воде. Ну и, конечно, сама по себе (особенно при резком повышении рН) щелочная вода вызывает ожоги и повреждения внешних органов рыб.
В пресноводных аквариумах, уровень буферизации зависит от уровня карбонатов и бикарбонатов в воде. Таким образом, термины карбонатная жесткость воды и Буферная емкость воды используется попеременно. Хотя теоретически это не одно и тоже, но они эквивалентны практически в плане содержания рыб. Буферная емкость относится к способности воды сохранить уровень pH устойчивым при добавлении, как кислоты, так и щелочи в воду. Если вода имеет достаточный уровень буферизации, то буферная емкость воды может поглощать и нейтрализовать добавленную кислоту, без значительного изменения уровня pH. Образно говоря буфер действует, подобно большой губке. Так при добавлении кислоты, губка поглощает кислоту и не дает измениться уровню pH. Емкость губки не безгранична, и как только буферная емкость исчерпывается, pH начинает сильно изменяться при дальнейшем добавлении кислоты.
Буферная емкость имеет, и положительные и отрицательные качества. Положительная сторона, когда при функционировании цикла азота появляется нитрат, он подкисляет воду. Без буферизации, показатель pH аквариума понизился бы через некоторое время, (это плохо). С достаточной буферизацией, уровень pH остается устойчивым (это хорошо). С другой стороны, вода (особенно жесткая), имеет высокий уровень буферизации. И если показатель pH воды слишком высок, для Вашей рыбы, то буферная емкость воды, препятствует снижению уровня pH при попытке это сделать. Если не учитывать буферную емкость воды, то попытки изменить показатель pH в аквариуме обречены на неудачу.
Какой уровень буферизации необходим для аквариума? В большинстве случаев тестовые наборы, предназначенные для измерения буферизации, фактически измеряют KH воды. Чем выше KH, тем более стойкой будет вода к изменению pH. KH воды в аквариуме должна быть достаточно высока, чтобы предотвратить большие колебания pH, в течение некоторого времени. Если KH воды — ниже 4,5° dH, Вы должны постоянно контролировать уровень pH в аквариуме, для того что бы быть уверенным, что он не изменяется в опасных пределах. Это особенно важно, если Вы не производите регулярных подмен воды. В частности цикл азота, создает тенденцию для уменьшения уровня pH в течение некоторого времени.
Насколько точно понизится уровень pH, зависит от количества произведенных нитратов, также как и от жесткости воды. Если pH снижается больше чем на 0,2 пункта в месяц, необходимо позаботиться о повышении жесткости воды, либо более часто производить ее подмену. К тому же следует учесть важную особенность воды – ее способность к самовосстановлению. В особенности это касается жесткой воды. Так, например, разбавив на 50% водопроводную воду с рН = 7,5 дистиллированной водой и опустив тем самым рН до 6,5 или еще ниже, можете быть уверены, что через несколько часов рН станет близко к первоначальному 7,5. KH воды непосредственно не влияет на рыб, и обычно нет никакой необходимости точно выдерживать фиксированный уровень жесткости для специфических рыб.
В аквариуме с озерными цихлидами необходимо обеспечить достаточную буферизацию воды солями кальция и магния, так как нечаянный перекорм рыбок может запросто привести к самым печальным последствиям. Речные африканские виды легко выдерживают подкисление воды ниже уровня 7,0, но все же лучше себя чувствуют в щелочной воде. Нужно поддерживать идеальную чистоту и стабильный хим. состав воды.
Влияние показателя рН на жизнь рыбок и растений.
Равновесие рН – КН – Со2. Определение показателя активной реакции воды. 
