La Correlazione Kh - PH - Co2 - Acquario Chimica E Tecnica

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La correlazione Kh – pH – Co2

Poche sono le certezze della vita, ma una di queste è che chiunque abbia tra le mani un impianto di anidride carbonica per l’acquario per la prima volta, chieda in giro “ma quante bolle devo erogare?” La domanda, in realtà, non ha una risposta precisa, o meglio, la risposta precisa esiste ma varia di vasca in vasca. Ma perchè?

Perché la CO2 è per nostra fortuna o sfortuna un gas (no, il “carbonio liquido” non è CO2), e in quanto tale tenderà nel tempo a passare dall’acqua dove è in soluzione, all’atmosfera, per quanta ne possiamo continuare a dare. La velocità con cui avverrà lo scambio tra liquido e aria è diversa e dipende da una varietà di fattori:

• Acquario aperto o chiuso;
• Superficie dell’acqua mossa o ferma e in che proporzione;
• Dimensione delle bolle di CO2 in uscita dal micronizzatore.

Non conoscendo nè potendo misurare con precisione ognuna di queste singole variabili, è impossibile dire con esattezza, guardando l’acquario, di quante bolle di CO2 ha bisogno. Abbiamo la necessità di procedere per via empirica. Ovvero?

Ovvero sappiamo, e se non lo sappiamo stiamo per imparare, che la quantità di CO2 disciolta può essere calcolata con buona approssimazione a partire dai valori del pH e del KH della vasca. Ma cosa sono questi due valori?

• pH: questo valore misura l’acidità dell’acqua. In questa breve guida non tratteremo del cosa sia l’acidità, ma ci basterà sapere che mantenere questo valore in un determinato range è essenziale per la vita degli esseri viventi (in primo luogo dei batteri) e anche che è in grado di influenzare la velocità con cui le piante riescono a nutrirsi. Per poter calcolare esattamente la quantità di anidride carbonica in acqua, supponiamo che l’unico responsabile del valore del pH sia solo l’acido carbonico (prodotto della solubilizzazione della CO2 in acqua). Se in vasca abbiamo inserito delle foglie di quercia, della catappa in abbondanza, o un decotto di essi per ambrare l’acqua, purtroppo anche i nostri calcoli non saranno attendibili al 100%.
• dkH: il kH, sinonimo durezza carbonatica o temporanea, corrisponde al contenuto di carbonati (CO32-) e bicarbonati (HCO3–) dissolti in acqua. Questi ioni sono i responsabili della stabilizzazione del pH a determinati valori in condizioni di quiete, e anche della capacità tampone dell’acqua: se non ci fossero carbonati e bicarbonati, l’aggiunta di una goccia di aceto in un litro d’acqua farebbe precipitare il valore del pH a livelli in cui i batteri non potrebbero vivere! È bene che il valore sia compreso tra 3 e 6: se dovesse essere inferiore rischieremo di avere sbalzi troppo forti verso valori bassi, mentre se il valore sarà superiore a 6, la capacità di resistere ai cambiamenti inizierà ad essere troppo forte e dovremo immettere in vasca troppa CO2 per ottenere dei cambiamenti apprezzabili.  Purtroppo i normali test misurano l’alcalinità dell’acqua (non la durezza carbonatica), che invece corrisponde alla capacità totale (e non solo data dai carbonati) dell’acqua di resistere ai cambiamenti di pH. Con nostra fortuna, comunque, nelle acque naturali i valori di alcalinità e KH coincidono nella stragrande maggioranza delle volte.

Ora che sappiamo questo, come possiamo calcolare la quantità di anidride carbonica che abbiamo disciolta in acqua prima di cominciare? Semplice! Basterà effettuare questo calcolo:

CO2 (mg/l) = 3*dKH*10(7-pH)

Fatto? No? Non trovate la calcolatrice scientifica? Mannaggia! Ma non disperate: esistono delle tabelle fatte proprio per aiutarci. I valori infatti sono costanti e, a meno che l’acqua non sia ambrata, uguali per ogni vasca. Basta effettuare una volta i calcoli in tutte le possibili combinazioni verosimili di pH e KH, metterli su una tabella, e il gioco è fatto.

Come leggere la tabella

Dunque non dobbiamo perdere tempo e farci venire il mal di testa, ma ci basterà leggere il valore in tabella per mettere in correlazione pH e KH e conoscere il valore di CO2 in vasca. Noterete che in ogni casella c’è un numero, e che le caselle sono divise per colore. Per avere un valore ottimale di CO2, quello che non causa nessun problema ai pesci (che potrebbero avere difficoltà a respirare ad alti valori di anidride carbonica in acqua), basterà che il valore sia compreso tra 20 e 40 mg/l (zona verde della tabella). Valori inferiori (zona blu) rallentano la crescita vegetale, mentre valori superiori (zona arancio-rossa) causeranno danni agli animali e anche alle piante .

Per conoscere la quantità di bolle da erogare, quindi, iniziamo col misurare il KH e il pH, vediamo a seconda dei valori ottenuti in che zona della tabella siamo, ed iniziamo ad aprire la valvola in maniera che eroghi circa 15 bolle al minuto. Attendiamo una trentina di minuti, affinchè il valore del pH si stabilizzi, e ripetiamo la misurazione solo del pH: il KH resterà costante. Vediamo in che zona ci troviamo con il nuovo valore ottenuto, ed eventualmente apriamo di poco ancora la valvola finchè non emette altre 5-10 bolle in più. Attendiamo mezz’ora, rimisuriamo il pH, e ripetiamo finchè non entreremo nella zona verde.

Ricordiamo che esistono dei casi limite in cui l’acidità (e quindi il pH) non è influenzata verso il basso solo dall’anidride carbonica, quindi la tabella non ha validità

I casi limite sono:

• acqua ambrate dove troviamo molti acidi organici che vanno a “falsare” il pH
• acque trattate con torba
• acque con kH zero (fondi allofani)

A questo vanno aggiunte un paio di considerazioni:

• accuratezza della misura dell’alcalinità: con i test a reagente si arriva al massimo a 0.5 gradi (utiizzando il doppio dell’acqua e dimezzando il valore trovato)
• accuratezza della lettura del pH: con i migliori test a reagente si arriva a 0.2 pH mentre con un pHmetro possiamo aspettarci uno 0.1 o anche meno.

La tabella va quindi presa come indicazione di massima ma non come valore assoluto della concentrazione di CO2

Nella speranza che possa essere utile a tutti!

Marino Varetto

Per approfondire l’argomento:

• Acqua di rete o di osmosi?
• TDS & EC, quale misuro
• Acqua di RO, (Reverse Osmosi), e sali
• I valori sono ok.
• La Co2 liquida in acquario
• Riciclare l’acqua di scarto dell’acquario

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Nb. Questo articolo è stato da me pubblicato nel periodo 2013 – 2014 sul forum ormai chiuso acquariodolce.it e re editato per acquarioct.it in data odierna.