De pH-waarde in natuurlijk water
De pH-waarde of zuurgraad is sterk afhankelijk van de opgeloste zouten en stoffen in het water. Door de luchtvervuiling zijn veel koolzuur en stikstofoxid in de lucht. Regendruppels nemen deze stoffen op en zo ontstaat zure regen. Water uit de zwartwater rivieren in Zuid-Amerika tonen ook een zure pH-waarde. Zwartwater bevat namelijk veel humuszuren die uit de humuslaag in de oerwoud worden uit gewassen. Anders in het Tanganyika meer in Zuidoost-Afrika waar veel kalk uit het gesteente oplost. Daardoor stijgt de pH-waarde aan. Het water hier is alkalisch.
De vissen zijn afhankelijk van hun herkomst meer of minder aan verschillende pH-waardes aangepast. Dit is één reden, waarom men sommige soorten vissen niet bij elkaar kan houden. Het is belangrijk de situatie in de natuurlijke omgeving van de vissen te kennen, om deze te kunnen na botsen. Maar ook voor de groei van de aquariumplanten is de juiste pH-waarde belangrijk. Alleen in het juiste pH-bereik zijn sommige macro- en micronutriënten in voldoende mate voor de planten beschikbaar.
Theoretisch uitleg (gaag verder met het meten van de pH-waarde)
Zuiver water of gedemineraliseerd water is chemisch gezien een molecule uit twee waterstofatomen (H) en een zuurstofatoom (O). Onder normale omstandigheden splitst dit watermolecule altijd in kleine hoeveelheden OH- ionen en H+ ionen op. Door invloed van zuren en alkaliën, maar ook door de invloed van opgeloste zouten kan de hoeveelheid OH- en H+ in het water veranderen. Maar de som van beide ionen blijft constant, dit constant getal wordt het ionenproduct van het water genoemd.
Ionenproduct van water = Kw= [H+]+ [OH-] =1*10-14mol2/l2
In gedemineraliseerd water is de pH-waarde 7. Dit betekend dat 10-7 H+ mol/l in het water aanwezig zijn. Ook de hoeveelheid OH- ionen is dan 10-7 mol/l in het water.
Definitie:
De pH-waarde is de negatieve logaritmes van de waterstofionen concentratie.
pH-Waarde |
Concentratie H+ in mol/l |
Concentratie OH- in mol/l |
3 |
0.001 (10-3) |
0.00000000001(10-11) |
4 |
0.0001 (10-4) |
0.0000000001 (10-10) |
5 |
0.00001 (10-5) |
0.000000001(10-9) |
6 |
0.000001 |
0.00000001 |
7 |
0.0000001 |
0.0000001 |
8 |
0.00000001 |
0.000001 |
9 |
0.000000001 |
0.00001 |
10 |
0.0000000001 |
0.0001 |
11 |
0.00000000001 |
0.001 |
Tussen iedere pH-stap neemt de concentratie van de waterstofionen met een factor 10 toe of af. Wordt een zuur of een loog toegevoegd verschuift het evenwicht, zonder de som van beide ionen te veranderen. Dit kunnen wij vaststellen door de pH-waarde te meten. Bij pH=7 is het evenwicht tussen H+ en OH- bereikt. Het water is neutraal. Boven pH=7 is meer OH- in het water. Het water is alkalisch. Beneden pH=7 overweegt het H+ gehalte en het water is zuur.
De pH-waarde kan op verschillende manieren bepaald worden. Voor aquaria en vijvers worden uiteindelijk twee methodes gebruikt.
- Photometrische meting:
Sommige chemische stoffen, indicatoren, veranderen hun kleur afhankelijk van de pH-waarde. Een mengsel van deze stoffen kan aan een kleine hoeveelheid water worden toegevoegd en de ontstane kleur kan dan worden bekeken. Deze methode is niet nauwkeurig maar geeft een goede indicatie van de pH-waarde. Fouten kunnen bij deze methode niet worden gemaakt. Het is de ideale test voor beginners en voor mensen die snel een uitslag willen hebben.- De simpelste methode is de teststrip-methode. Op een klein teststripje is een wattenpad met de indicatoren opgebracht. Door het stripje in het water te dompelen reageren de indicatoren en men kan de ontstane kleur met de vergelijkingsschaal vergelijken. Nadeel bij deze methode is dat het stripje meestal in het aquarium rechtstreeks wordt toegepast, waardoor kleine hoeveelheden van de chemicaliën in het aquarium terecht kunnen komen. De meetnauwkeurigheid van deze strips is niet heel hoog, maar voldoende als regelmatige indicatiemeting.
- Bij de druppeltestmethode worden enkele druppels indicatorvloeistof aan een kleine hoeveelheid water toegevoegd en de kleur met een vergelijkingsschaal vergeleken. Hier vindt de reactie altijd in een apart reageerbuisje plaats, zodat geen chemicaliën in het water terecht komen. Deze testen zijn vaak in verschillende meetbereiken verkrijgbaar en daardoor nauwkeuriger als de teststrips. Omdat het aquariumwater een eigen kleur kan tonen, kan bij sommige testen met een tweede reageerbuis met aquariumwater de eigenkleur van het water gecompenseerd worden.
- De kleuren van beide voorgaande methodes kunnen ook elektronisch met een fotometer bepaald worden. Hier is niet de meting zelf nauwkeuriger maar wel het vergelijken van de ontstane kleur maakt deze methode tot een heel secure pH-meting.
- De tweede methode is de meting met een elektronisch pH-Meter. Hierbij wordt een elektrode in het water gedompeld. De elektrode geeft een spanning aan de meetapparatuur en in een digitaal display kan de pH-waarde heel nauwkeurig worden afgelezen. De elektrode dient echter aan het meetapparaat te worden aangepast door middel van een ijking. Dit gebeurt met een reeks ijkvloeistoffen (HS aqua pH-4 en HS pH-7 ijkvloeistof). De exactheid van de meting is dus afhankelijk van een nauwkeurige ijking. Ook verouderen elektroden, zodat de elektroden regelmatig dmv een ijking controleert en afgeregeld dienen te worden. Omdat dit vaak vergeten wordt, kan de meting met een elektronisch meetapparaat foutieve waardes weergeven. Problematisch is ook de meting van de pH-waarde in water wat weinig zouten bevat. Hier duurt het heel lang totdat stabiele waardes bereikt worden. Door toevoeging van pH-neutrale zouten kan dit fenomeen verholpen worden.
HS aqua producten om de pH-waarde te meten:
HS aqua Teststips 6 in 1
Het aanpassen van de pH-waarde
De pH-waarde kan in de meeste gevallen eenvoudig door toepassen van preparaten worden verandert. Er zijn pH-verhogende en pH-verlagende producten verkrijgbaar.
Verhogende producten uit het HS aqua assortiment zijn:
Verlagende producten uit het HS aqua assortiment zijn: