About Ph

Come modificare il Ph

Nella gestione del nostro acquario ci troviamo spesso nelle condizioni di correggere questo parametro e quindi nella necessità di alzarlo o di abbassarlo in base al valore che vogliamo ottenere in vasca. Vediamo di seguito come possiamo praticamente risolvere questo problema.

 

Per abbassare il valore del pH

Esistono diversi sistemi per ottenere questo scopo ma noi prendiamo in considerazione quelli più utilizzati il che non significa che siano tutti raccomandabili.

• Soluzioni già pronte a base di HCl (acido cloridrico) o citrico, spesso consigliate dai negozianti perché efficaci e pratici. Personalmente li sconsiglio innanzitutto perché si corre il rischio di provocare variazioni brusche del pH con gravi ripercussioni sui pesci e poi perché un sistema più naturale e più soft è sempre da preferire.
• Filtraggio attraverso la torba attiva, ricca di acidi umici e fulvici, questo materiale naturale presenta una miscela di composti diprotici (sono diprotici anche l’ acido solforico e l’ acido carbonico perché in grado di liberare due ioni idrogeno) che rilasciano in acqua ioni idrogeno e nel contempo abbassano il KH favorendo l’ abbassamento del Ph. Attenzione all’ uso della torba se avete un KH basso già di suo (si consiglia di tenerlo in un range compreso tra 4.0 e 8.0) perché rischiereste di acidificare troppo. Una caratteristica dell’ utilizzo della torba è la colorazione ambrata dell’ acqua. Questa metodica oggi è quasi abbandonata per la difesa delle torbiere ormai minacciate dall’ uso indiscriminato di estrazioni fatta nei decenni passati.
• Decotti di foglie di catappa o di pignette di ontano possono essere rimedi naturali in alternativa alla torba ma sono sistemi molto lenti, poco durevoli e poco controllabili salvo continue misurazioni del Ph.
• L’ utilizzo della anidride carbonica dispersa in acqua attraverso l’ uso di micronizzatori rappresenta il sistema più efficace e comodo per abbassare il Ph, tenerlo costante nel tempo o con minime fluttuazioni tra il giorno e la notte, sfruttando nel contempo anche l’ effetto di questo gas sulla crescita e lo stato di salute delle piante. Va posta attenzione, fatto salvo per chi possiede un sistema di controllo con sonda Phmetro collegata all’ elettrovalvola, nel regolare con molta pazienza il flusso di erogazione della CO2 per mantenere una concentrazione compresa tra i 20 ed i 30 mg/L. In questo range le piante godranno di grossi vantaggi senza effetti negativi sui pesci. Concentrazioni superiori ai 40 mg/L. diventano pericolose per i pesci che cominciano a mostrare asfissia portandosi in superficie per prendere più ossigeno. Oltre i 100 mg/L succede quello che nessuno vorrebbe vedere nella propria vasca ….. Per questo tipo di applicazione merita un discorso a parte l’ azione tampone svolta dal KH di cui raccomando vivamente la lettura collegandovi a questo link

 

Per alzare il valore del pH

Anche in questo caso come nel precedente abbiamo:

• Esistono in commercio ottimi prodotti su cui si può puntare come Alkaline Buffer di Seachem per citarne uno. Sono comunque raccomandabili tutti i prodotti che agiscono sul pH indirettamente ovvero quelli che aumentano il KH perché c’è una stretta relazione tra la durezza temporanea ed il Ph. A parità di CO₂ in acqua ad un aumento del KH corrisponde un aumento del Ph e viceversa.
• DIY (do it yourself). Mai usare soluzioni saline che contengono sodio come il NaHCO₃ (bicarbonato) la cui tossicità su molte piante è nota già a concentrazioni di 40 mg/L. Altre resistono anche a valori sino a 100 mg/lt come i microsorum, l’ egeria, l’ elodea e tante altre che richiedono valori ben inferiori ai 40 mg/Lt. Molti pesci resistono bene a queste concentrazioni altri no ed i discus sono tra i più sensibili. Chi vuole far uscire la sua anima di piccolo chimico potrà puntare su una soluzione preparata con il KHCO₃
• CO₂ – Per questo sistema sarà sufficiente ridurre la portata di gas se lo usate esclusivamente per controllare il Ph ma molti puntano anche alla fertilizzazione ed allora si corre il rischio di scendere a concentrazioni di CO₂ tali da non avere più effetto benefico sulle piante che rallentano la crescita. Quindi se il Ph è basso è volete salire di valore sarà sufficiente prefissare sulla tabella Ph – KH – CO2 il valore Ph desiderato e modificare il range di KH atto a garantire una concentrazione di CO₂ ottimale.
  

 

Supponiamo che abbiamo in vasca Ph 6.6 e KH 4.0 ma vogliamo alzare il Ph a 7.0 . Sarà sufficiente alzare il KH nel range 7.0 – 9.0 ed il gioco è fatto. Questo è un esempio della stretta relazione tra Ph e KH di cui sfruttiamo l’ effetto tampone dei bicarbonati presenti in acqua.

 

 

 

Stabilizzare il Ph

Uno degli obiettivi che molti acquariofili si pongono è quello di stabilizzare il Ph.

Se facciamo un cambio di acqua tendiamo a destabilizzarlo e lo stesso avviene se usiamo un impianto di CO2, se lo usiamo in continuo o legato al fotoperiodo ci saranno sempre variazioni nell’ arco delle 24H, se introduciamo troppo cibo (i batteri aerobici nel filtro operando il processo di nitrificazione producono CO2), le piante stesse attraverso la fotosintesi nelle fasi giorno/notte sono in grado di provocare delle variazioni di Ph.

Per ridurre al minimo queste variazioni di Ph possiamo sfruttare l’ effetto tampone di alcune sostanze che si oppongono alle modifiche di Ph a seguito di aggiunta di piccole quantità di acidi o basi forti.

In chimica i sistemi tampone sono tutti quelli formati da un acido debole e dalla sua base coniugata (p. es. coppia H₂CO₃/HCO₃^– – acido carbonico/bicarbonato – sali di anioni derivanti da acidi deboli poliprotici come la coppia H₂PO₄^–/HPO₄^2- – diidrogenofosfato/idrogenofosfato, etc.).

Per descrivere il concetto consideriamo il nostro sistema tampone H₂CO₃ e la sua base coniugata HCO₃^– e HCO₃^– e la sua base coniugata CO₃^2-

 La reazione completa è H₂CO₃ <-> H⁺ + HCO₃^–  <-> H⁺ + CO₃^2-       ricordate il concetto di reazione reversibile accennato all’ inizio ?

 

Se aggiungiamo dell’ acido ovvero H⁺ abbiamo la seguente semi coppia di reazione

H₂CO₃ <— H⁺ + HCO₃^–   (1)

HCO₃^– <– H⁺ + CO₃^2- (2)

L’ aggiunta di una sostanza acida, ovvero l’ aggiunta di ioni H, tende ad abbassare il Ph verso valori più acidi. L’ aumento della concentrazione degli ioni H dovuta all’ aggiunta di una sostanza acida sposterà le reazioni verso sinistra ovvero verso la formazione di H₂CO₃ sino a disponibilità di HCO₃^– per la reazione (1) e di HCO₃^– sino a disponibilità di CO₃^2- per la reazione (2) ,  quindi la concentrazione di ioni H complessivamente tende a diminuire rispetto a quelli aggiunti e di conseguenza il Ph subirà una abbassamento minore rispetto a quello che ci saremmo aspettati di avere … questo è l’ effetto tampone

 

Non dimenticate che il valore del pH è legato alla concentrazione di ioni idrogeno (H⁺) liberi in soluzione

Se invece aggiungiamo una base ovvero ioni OH^– abbiamo:

H₂CO₃ + OH^–  –> HCO₃^– + H₂O

H₂CO₃ + OH^– –> CO₃^2– + H₂O

L’ aggiunta di una sostanza basica, ovvero l’ aggiunta di ioni OH^– tende ad alzare il Ph verso valori meno acidi o alcalini. L’ aggiunta della concentrazione degli ioni OH^– dovuta all’ aggiunta di una sostanza alcalina sposterà le reazioni verso destra ovvero verso la formazione di HCO₃^– sino a disponibilità di H₂CO₃  e alla formazione di CO₃^2- sino a disponibilità di  HCO₃^– . In queste due semi coppie di reazione vedete ioni H⁺ ? In queste semi reazioni non compaiono ma in realtà quello che succede è che mano mano che aggiungiamo una sostanza alcalina gli ioni H liberi si combineranno con gli ioni OH per formare H₂O. La riduzione della concentrazione di ioni H ad opera della base OH alzerà il Ph ma con valori più bassi rispetto a quelli che ci saremmo aspettati

 

Coppia KH e CO₂ per una regolazione ottimale del pH in acquario.

La somministrazione della CO₂ rappresenta il sistema più pratico per mantenere il Ph ad un valore scelto fatto salve quelle piccole fluttuazioni che si hanno nell’ arco delle 24 H per i motivi già precedentemente esposti.

Abbiamo due modalità per regolare il Ph con la CO2.

Possiamo aumentare/diminuire l’ erogazione in modo da aumentare o diminuire la quantità di ioni idrogeno in soluzione oppure possiamo agire sfruttando l’ azione del tampone  bicarbonato HCO₃^–. Ugualmente se vogliamo mantenere costante la concentrazione di CO2 ad un valore compreso tra i 20 – 30 mg/L per fertilizzare le piante possiamo ancora una volta agire su entrambe le componenti pH (aumentare/diminuire la CO2) e KH (aumentare o diminuire l’ effetto tampone).

Se abbiamo bisogno di aumentare la CO2 non significa dare necessariamente più gas ma possiamo semplicemente abbassare il KH dell’ acqua per ridurre la sua azione tampone, insomma possiamo giocare sulla variabile KH in modo da consumare meno gas.

Considerato che i parametri chimici che possono influire sullo stato di salute dei pesci sono essenzialmente il pH ed il GH ma quest’ ultimo è fuori gioco dalla diatriba, è sempre preferibile quando si fornisce CO_2,  soprattutto quando vogliamo fertilizzare, fissare il punto pH  desiderato.

Successivamente scegliere il valore corrispondente KH sulla famosa tabella pH- KH- CO_{2 .} Correggere il KH sulla base del valore stimato sulla tabella e solo successivamente regolare la somministrazione della CO2 in modo da raggiungere il pH fissato.

Questa metodica ci permette di mantenere il pH desiderato e la giusta fertilizzazione con CO₂  con la minima somministrazione del gas…alias ottenere la massima efficacia con la minima spesa.

Per ritornare alla chimica quello che succede è questo:

H₂O + CO_{2 (gas)} <–> H₂CO₃ <–>  H⁺ + HCO₃^–  <–> H⁺ + CO₃^2-

Senza entrare nel merito delle costanti di dissociazione e della legge che regola la solubilità dei gas possiamo semplicemente dire che quando micronizziamo la CO₂ in acqua una piccola quantità di gas reagisce con l’ acqua formando l’ acido carbonico H₂CO₃. L’ ac. carbonico in acqua si dissocia completamente in H⁺ + HCO₃^–  . Se ci fermiamo a questo step possiamo scrivere la reazione definitiva:

H₂O + CO_{2 (gas)} <–> H⁺ + HCO₃^–          Gli ioni H⁺  sono quelli responsabili del pH

 

Siamo arrivati alla fine della guida About Ph e vi sarete resi conto di quanto una semplice sigla come pH sia nella semplicità della sua scrittura qualcosa di più complesso, che interagisce con altri parametri e che, come un cavallo selvatico, ognuno di noi cerca quotidianamente di domare con tutti gli artifici ed i mezzi che ha a disposizione.

Vi lascio con questo semplice e facilmente intuibile schema ringraziandovi per avermi seguito in questo viaggio.

 

 

 

NB: alcune foto di About Ph sono state prese dal web , qualora il proprietario le riconoscesse come proprie e ne vuole la rimozione basta comunicarcelo e provvederemo immediatamente alla rimozione.

In conclusione: About Ph è una guida scritta utilizzando un linguaggio semplice in modo da essere facilmente comprensibile e quindi trasmettere concetti relativi alla chimica dell’ acquario, altre guide simili ad About Ph stanno per essere pubblicate sul nostro portale in modo da avere un punto di riferimento per consultazioni più rapide.

 E’ vietato copiare anche parzialmente questo articolo About Ph e relative immagini senza l’autorizzazione dello staff di acquariofili e del proprietario.

 

Guida About Ph impaginata da Marco Ferrara

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