Spis treści
Czym jest WAPŃ (Ca)?
Wapń jest piątym pierwiastkiem pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej, występuje w postaci licznych krzemianów i glinokrzemianów. Pod względem chemicznym wapń należy do grupy berylowców układu okresowego (tablica Mendelejewa). Wolny wapń prawie nie występuje w przyrodzie, ponieważ jest wysoce reaktywny.
W wodzie wapń (Ca) występuje głównie w postaci jonów wapnia (Ca2+).
Znaczenie wapnia w wodzie morskiej
Wapń (Ca) jest jednym z najważniejszych, jeśli nie najważniejszym minerałem w wodzie morskiej. Odgrywa istotną rolę w budowie wielu organizmów morskich, w tym koralowców, małży, makroglonów oraz biofilmów bakteryjnych.
Wapń jest istotną częścią systemu odpowiedzialnego za wzrost koralowców. Koral łączy jony wapnia z węglanami, tworząc węglan wapnia (główny składnik budulcowy szkieletu koralowca). Proces tworzenia węglanu wapnia (reakcja chemiczna) została przedstawiona poniżej.
Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓
reakcja chemiczna tworzenia węglanu wapnia
Węglan wapnia jest głównym elementem szkieletu koralowców i innych bezkręgowców, występuje w różnych formach i tworzy szkielet koralowy lub muszle małży. Do produkcji tkanek twardych organizmy żywe wykorzystują głównie: dwutlenek krzemu, węglan wapnia, fosforan wapnia, szczawian wapnia, tlenki żelaza oraz siarczki i halogenki. Najpowszechniej występującymi związkami budulcowymi tkanek są węglan (CaCO3) i fosforan wapnia (Ca3(PO4)2); wapń występuje w budowie chemicznej obu tych związków.
Węglan wapnia działa również jako system buforowy, a także wspomaga wzrost alg wapiennych. Ponadto, wapń tworzy związki kompleksowe z różnymi białkami i jest stabilizatorem błon komórkowych.
Problemy związane z nadmiarem lub niedoborem wapnia w wodzie morskiej
Zbyt niskie wartości wapnia w wodzie morskiej hamują wzrost koralowców i zmniejszają stabilność pierwiastków odpowiedzialnych za prawidłowy poziom zasolenia. Wraz ze spadkiem stężenia wapnia znacznie wzrasta wartość twardości węglanowej.
Za wysokie wartości wapnia w wodzie morskiej są przyczyną niestabilnych wartości twardości węglanowej oraz odrywania się tkanek koralowców. Węglan wapnia (CaCO3) jest wysoko nasycony w wodzie morskiej i ma skłonność do wytrącania (zauważalny osad) po przekroczeniu swojej granicy rozpuszczalności (13-16 mg/L).
Poniższa tabela przedstawia aniony (zaznaczone na czerwono) i kationy (zaznaczone na zielono), które w połączeniu ze sobą tworzą sole o różnej rozpuszczalności w wodzie.
Rozpuszczalność soli w wodzie w temp. 25°C
| Cl– | Br– | I– | NO3– | CH3COO– | S2- | SO32- | CO32- | SiO32- | CrO42- | PO43- | |
| Na+ | R | R | R | R | R | R | R | R | R | R | R |
| K+ | R | R | R | R | R | R | R | R | R | R | R |
| NH4+ | R | R | R | R | R | R | R | R | x | R | R |
| Cu2+ | R | R | x | R | R | N | N | x | N | N | N |
| Ag+ | N | N | N | R | R | N | N | N | N | N | N |
| Mg2+ | R | R | R | R | R | R | R | N | N | R | N |
| Ca2+ | R | R | R | R | R | T | N | N | N | T | N |
| Ba2+ | R | R | R | R | R | R | N | N | N | N | N |
| Zn2+ | R | R | R | R | R | N | T | N | N | T | N |
| Al3+ | R | R | R | R | R | x | x | x | N | N | N |
R – substancja rozpuszczalna T – substancja trudno rozpuszczalna x – substancja albo się rozkłada w wodzie, albo nie została otrzymana
N – substancja nierozpuszczalna (każda substancja ma swoją granicę rozpuszczalności)
źródło: W. Mizerski, Tablice Chemiczne, Adamantan, 2004
Jak chronić akwarium?
Należy regularnie kontrolować zawartość wapnia i utrzymywać go na właściwym poziomie. Zalecamy utrzymywanie poziomu wapnia w granicach 380-460 ppm, przy czym optymalna wartość wynosi 440 ppm. Taki poziom wapnia w wodzie morskiej zapewnia zwierzętom zdrowie i piękne wybarwienie.
Parametr Ca można kontrolować na kilka sposobów:
I sposób:
systematyczne wykonywanie testów zawartości wapnia w wodzie morskiej, w domowych warunkach, przy użyciu testów kropelkowych, takich jak Ca Smart test kit od Reef Factory.
II sposób:
wysłanie próbki wody morskiej do analizy ICP. Technika atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukowanej – ICP-OES (ang. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) jest najdokładniejszą metodą analizy składu pierwiastkowego wody morskiej.
Indykatory nieprawidłowego poziomu wapnia w akwarium morskim
Podczas obserwacji akwarium można dostrzec sygnały świadczące o nieprawidłowym poziomie wapnia w wodzie morskiej. Niepokoić mogą następujące zjawiska:
- wszystkie koralowce tracą kolory (m.in. Montipora, Stylophora pistillata var. “Milka”, Echinopora lamellosa)
- zauważalne zaburzenia wzrostu, widoczne głównie na nowych przyrostach i stożkach wzrostu
- wzrost poziomu KH
Wskazówki
Aby zapewnić odpowiedni poziom wapnia w akwarium, należy systematycznie kontrolować jego właściwy poziom.
W przypadku gdy poziom wapnia wynosi powyżej 480 ppm, należy przestać suplementować wodę morską preparatami zawierającymi wapń. Znajdź i wyeliminuj przyczynę problemu oraz obniż wartość tego parametru w wodzie. Sprawdź parametry dozowania na pompach dozujących, a następnie wykonaj do 6 podmian wody. Zalecane jest, aby podczas każdej podmiany wymienić około 15% objętości wody z akwarium, aż do momentu osiągnięcia zalecanej wartości parametru. Woda przygotowana do podmiany musi charakteryzować się odpowiednim poziomem zasolenia docelowego. Użyj soli o właściwych parametrach i składzie odpowiednim do przeprowadzenia testu ICP.
W przypadku gdy poziom wapnia wynosi poniżej 380 ppm, w celu wyrównania jego poziomu warto użyć produktów zawierających ten pierwiastek. Aby zapewnić stały poziom wapnia w akwarium morskim, rekomendujemy systematyczne uzupełnianie tego pierwiastka w zależności od obsady koralowców w Twoim akwarium.
O autorze
Magdalena Metzler
Prywatnie jestem mamą i miłośniczką natury oraz sportu. Moim głównym zainteresowaniem jest chemia kwantowa, która kryje w sobie ogrom nierozwikłanych tajemnic i powiązań, co z naukowego punktu widzenia jest niezwykle ekscytujące.
W swojej karierze naukowej prowadziłam międzynarodowe projekty, dotyczące innowacyjnych rozwiązań dla wielu gałęzi biznesu, m.in. motoryzacji, budownictwa, a teraz oczywiście akwarystyki morskiej.
Praca w Reef Factory zapoczątkowała u mnie pasję do akwarystyki morskiej, którą mogę rozwijać każdego dnia, budując dział chemii i tworząc produkty, które ułatwią akwarystom dbanie o zbiorniki i zapewnią najwyższe bezpieczeństwo zwierząt. Jednym z najbardziej ekscytujących wspomnień, związanych z pracą w Reef Factory, jest uruchomienie spektrometru ICP-OES, który analizuje skład pierwiastkowy wody morskiej. Metoda analizy w ICP oparta jest na technice analitycznej, która stanowi powiązanie mojego zamiłowania do chemii kwantowej i akwarystyki morskiej.
Mam nadzieję, że moje artykuły na ReefPedii będą dla Ciebie ciekawe i pomocne! Miłej lektury :))