Le dioxyde de carbone, ou dioxyde de carbone, ou CO 2 est l'une des substances gazeuses les plus courantes sur Terre. Il nous entoure tout au long de notre vie. Le dioxyde de carbone est incolore, insipide et inodore et ne peut en aucun cas être ressenti par les humains.

C'est un acteur important dans le métabolisme des organismes vivants. Le gaz lui-même n’est pas toxique, mais ne favorise pas la respiration, donc un excès de concentration entraîne une détérioration de l’apport d’oxygène aux tissus du corps et une suffocation. Le dioxyde de carbone est largement utilisé dans la vie quotidienne et dans l'industrie.

Qu'est-ce que le dioxyde de carbone

À pression atmosphérique et à température ambiante, le dioxyde de carbone est à l’état gazeux. C'est sa forme la plus courante, dans laquelle il participe aux processus de respiration, de photosynthèse et de métabolisme des organismes vivants.

Lorsqu'elle est refroidie à -78 °C, elle cristallise, contournant la phase liquide, et forme ce que l'on appelle la « glace carbonique », qui est largement utilisée comme réfrigérant sûr dans les industries alimentaires et chimiques, ainsi que dans le commerce de rue et le transport réfrigéré.

À conditions spéciales- pression de dizaines d'atmosphères - le dioxyde de carbone se transforme en un état d'agrégation liquide. Cela se produit le fond marin, à une profondeur de plus de 600 m.

Propriétés du dioxyde de carbone

Au XVIIe siècle, le Flandre Jean-Baptiste Van Helmont découvre le dioxyde de carbone et en détermine la formule. Une étude et une description détaillées furent réalisées un siècle plus tard par l'Écossais Joseph Black. Il a étudié les propriétés gaz carbonique et a mené une série d'expériences dans lesquelles il a prouvé qu'il est libéré lors de la respiration des animaux.

La molécule de substance contient un atome de carbone et deux atomes d'oxygène. Formule chimique le dioxyde de carbone s'écrit CO 2

Dans des conditions normales, il n’a ni goût, ni couleur, ni odeur. Ce n'est qu'en inhalant une grande quantité qu'une personne ressent un goût aigre. Il est produit par l'acide carbonique, qui se forme à petites doses lorsque le dioxyde de carbone est dissous dans la salive. Cette fonctionnalité est utilisée pour préparer des boissons gazeuses. Les bulles de champagne, de prosecco, de bière et de limonade sont du dioxyde de carbone formé à la suite de processus de fermentation naturels ou ajouté artificiellement à la boisson.

Le dioxyde de carbone est plus dense que l'air, donc en l'absence de ventilation, il s'accumule en dessous. Il ne supporte pas les processus oxydatifs tels que la respiration et la combustion.

C’est pourquoi le dioxyde de carbone est utilisé dans les extincteurs. Cette propriété du dioxyde de carbone est illustrée à l'aide d'une astuce : une bougie allumée est descendue dans un verre « vide », où elle s'éteint. En réalité le verre est rempli de CO 2 .

Dioxyde de carbone dans la nature sources naturelles

Ces sources comprennent des processus oxydatifs d'intensité variable :

• Respiration des organismes vivants. Dès le cours scolaire de chimie et de botanique, tout le monde se souvient que lors de la photosynthèse, les plantes absorbent du dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène. Mais tout le monde ne se souvient pas que cela se produit uniquement pendant la journée, lorsque niveau suffisantéclairage. Dans l’obscurité, les plantes absorbent au contraire de l’oxygène et libèrent du dioxyde de carbone. Alors essayer d'améliorer la qualité de l'air dans une pièce en la transformant en bosquets de ficus et de géraniums peut être une blague cruelle.
• Éruptions et autres activités volcaniques. Le CO 2 est émis depuis les profondeurs du manteau terrestre avec les gaz volcaniques. Dans les vallées proches des sources des éruptions, il y a tellement de gaz que, s'accumulant dans les basses terres, il provoque l'étouffement des animaux et même des personnes. Il existe plusieurs cas connus en Afrique où des villages entiers ont été étouffés.
• Combustion et pourriture de la matière organique. La combustion et la pourriture sont la même réaction d'oxydation, mais se produisant avec à des vitesses différentes. Les matières organiques en décomposition riches en carbone provenant des plantes et des animaux, les incendies de forêt et les tourbières en combustion lente sont autant de sources de dioxyde de carbone.
• Le plus grand réservoir naturel de CO 2 est constitué par les eaux des océans du monde, dans lesquelles il est dissous.

Au cours des millions d’années d’évolution de la vie basée sur le carbone sur Terre, plusieurs milliards de tonnes de dioxyde de carbone se sont accumulées dans diverses sources. Sa libération immédiate dans l’atmosphère entraînera la mort de toute vie sur la planète en raison de l’impossibilité de respirer. C’est bien que la probabilité d’une telle sortie ponctuelle tende vers zéro.

ET sources artificielles de dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone pénètre également dans l’atmosphère en raison de l’activité humaine. Les sources les plus actives à notre époque sont considérées comme :

• Émissions industrielles résultant de la combustion de combustibles dans les centrales électriques et les installations technologiques
• Gaz d'échappement des moteurs à combustion interne des véhicules : voitures, trains, avions et navires.
• Déchets agricoles - fumier pourri dans les grands complexes d'élevage

Outre les émissions directes, il existe également un impact humain indirect sur la teneur en CO 2 de l'atmosphère. Il s’agit d’une déforestation massive dans les zones tropicales et subtropicales, principalement dans le bassin amazonien.

Bien que l'atmosphère terrestre contienne moins d'un pour cent de dioxyde de carbone, celle-ci a un effet croissant sur le climat et phénomène naturel. Le dioxyde de carbone contribue à ce que l'on appelle l'effet de serre en absorbant le rayonnement thermique de la planète et en retenant cette chaleur dans l'atmosphère. Cela entraîne une augmentation progressive mais très menaçante de la température annuelle moyenne de la planète, la fonte des glaciers de montagne et des calottes glaciaires polaires, l'élévation du niveau de la mer, l'inondation des régions côtières et la détérioration du climat dans les pays éloignés de la mer.

Il est significatif que dans le contexte du réchauffement général de la planète, il y ait une redistribution significative des masses d'air et des courants marins, et que dans certaines régions, la température annuelle moyenne n'augmente pas, mais diminue. Cela donne un atout aux critiques de la théorie le réchauffement climatique accusant ses partisans de falsifier les faits et de manipuler l'opinion publique en faveur de certains centres d'influence politiques et d'intérêts financiers et économiques

L'humanité tente de contrôler la teneur en dioxyde de carbone de l'air ; les protocoles de Kyoto et de Paris ont été signés, imposant économies nationales certaines obligations. En outre, de nombreux grands constructeurs automobiles ont annoncé qu’ils élimineraient progressivement les modèles équipés de moteurs à combustion interne d’ici 2020-25 et passeraient aux véhicules hybrides et électriques. Cependant, certaines des plus grandes économies mondiales, comme la Chine et les États-Unis, ne sont pas pressées de remplir leurs anciennes obligations et d'en assumer de nouvelles, invoquant une menace pour le niveau de vie de leur pays.

Le dioxyde de carbone et nous : pourquoi le CO 2 est dangereux

Le dioxyde de carbone est l'un des produits métaboliques du corps humain. Il joue un rôle important dans le contrôle de la respiration et de l’apport sanguin aux organes. Une augmentation de la teneur en CO 2 dans le sang provoque la dilatation des vaisseaux sanguins, pouvant ainsi transporter plus d'oxygène vers les tissus et les organes. De même, le système respiratoire est obligé de devenir plus actif si la concentration de dioxyde de carbone dans le corps augmente. Cette propriété est utilisée dans les ventilateurs pour stimuler les organes respiratoires du patient à une plus grande activité.

En plus des bienfaits évoqués, un dépassement de la concentration en CO 2 peut également nuire à l'organisme. Des niveaux accrus dans l'air inhalé entraînent des nausées, des maux de tête, une suffocation et même une perte de conscience. Le corps proteste contre le dioxyde de carbone et envoie des signaux à la personne. Avec une nouvelle augmentation de la concentration, un manque d'oxygène ou une hypoxie se développe. Le Co 2 empêche l'oxygène de rejoindre les molécules d'hémoglobine, qui déplacent les gaz liés dans le système circulatoire. Le manque d'oxygène entraîne une diminution des performances, des réactions affaiblies et des capacités à analyser la situation et à prendre des décisions, à l'apathie et peut conduire à la mort.

De telles concentrations de dioxyde de carbone sont malheureusement possibles non seulement dans les mines exiguës, mais aussi dans les salles de classe mal ventilées, salles de concert, locaux de bureaux et véhicules - partout où dans un espace confiné sans échange d'air suffisant avec l'environnement s'accumule un grand nombre de de personnes.

Application principale

Le CO 2 est largement utilisé dans l'industrie et dans la vie quotidienne - dans les extincteurs et pour la production de soude, pour refroidir les produits et pour créer un environnement inerte pendant le soudage.

L'utilisation de dioxyde de carbone est constatée dans des industries telles que :

• pour nettoyer les surfaces avec de la neige carbonique.

Médicaments

• pour la synthèse chimique des composants de médicaments ;
• créer une atmosphère inerte ;
• normalisation de l'indice pH des déchets de production.

Industrie alimentaire

• production de boissons gazeuses;
• emballer les aliments dans une atmosphère inerte pour prolonger la durée de conservation ;
• décaféination des grains de café;
• congeler ou réfrigérer des aliments.

Médecine, tests et écologie

• Création d'une atmosphère protectrice lors des opérations abdominales.
• Inclusion dans les mélanges respiratoires comme stimulant respiratoire.
• Dans les analyses chromatographiques.
• Maintien du niveau de pH dans les déchets industriels liquides.

Électronique

• Refroidissement des composants et appareils électroniques lors des tests de résistance à la température.
• Nettoyage abrasif en microélectronique (en phase solide).
• Agent nettoyant pour la production de cristaux de silicium.

Industrie chimique

Largement utilisé en synthèse chimique comme réactif et comme régulateur de température dans un réacteur. Le CO 2 est excellent pour désinfecter les déchets liquides à faible indice de pH.

Il est également utilisé pour sécher des substances polymères, des matériaux fibreux végétaux ou animaux, dans la production de pâte à papier afin de normaliser le niveau de pH des composants du processus principal et de ses déchets.

Industrie métallurgique

En métallurgie, le CO 2 sert principalement la cause de l'écologie, protégeant la nature des émissions nocives en les neutralisant :

• Dans la métallurgie ferreuse - pour neutraliser les gaz de fusion et pour le mélange par le bas de la masse fondue.
• Dans la métallurgie des non ferreux dans la production de plomb, de cuivre, de nickel et de zinc - pour neutraliser les gaz lors du transport d'une poche de fusion ou de lingots chauds.
• Comme agent réducteur lors de l'organisation de la circulation des eaux de mine acides.

Soudage au dioxyde de carbone

Un type de soudage à l’arc submergé consiste à souder dans un environnement de dioxyde de carbone. Opérations travaux de soudure avec du dioxyde de carbone est réalisé avec une électrode consommable et est courant dans le processus de travaux d'installation, éliminant les défauts et réparant les pièces à parois minces.

Le dioxyde de carbone (dioxyde de carbone, dioxyde de carbone, CO 2) est formé par l'interaction de deux éléments : l'oxygène et le carbone. Le dioxyde de carbone est produit par la combustion de composés d'hydrocarbures ou de charbon, par la fermentation de liquides, ainsi que par la respiration animale et humaine. On le trouve dans l'atmosphère en petites quantités. Les plantes absorbent le dioxyde de carbone de l’atmosphère et le transforment en composés organiques. Lorsque ce gaz disparaîtra de l’atmosphère, il n’y aura pratiquement plus de pluie sur Terre et la température deviendra sensiblement plus fraîche.

Propriétés du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone est plus lourd que l'air. Il gèle à -78 °C. Lorsque le dioxyde de carbone gèle, il forme de la neige. En solution, le dioxyde de carbone forme de l'acide carbonique. En raison de certaines propriétés, le dioxyde de carbone est parfois appelé la « couverture » de la Terre. Il laisse passer facilement les rayons ultraviolets. Les rayons infrarouges sont émis par la surface du dioxyde de carbone dans espace.

Le dioxyde de carbone est libéré sous forme liquide à basse température, sous forme liquide à haute pression et sous forme gazeuse. La forme gazeuse du dioxyde de carbone est obtenue à partir des gaz résiduaires lors de la production d'alcools, d'ammoniac et également à la suite de la combustion de carburants. Le dioxyde de carbone est un gaz non toxique et non explosif, inodore et incolore. Sous forme liquide, le dioxyde de carbone est un liquide incolore et inodore. Lorsque la teneur est supérieure à 5 %, le dioxyde de carbone s'accumule au sol dans les zones mal ventilées. Une diminution de la fraction volumique d'oxygène dans l'air peut entraîner un manque d'oxygène et une suffocation. Les embryologistes ont découvert que les cellules humaines et animales ont besoin d’environ 7 % de dioxyde de carbone et de seulement 2 % d’oxygène. Le dioxyde de carbone est un tranquillisant système nerveux et une excellente anesthésie. Le gaz présent dans le corps humain participe à la synthèse des acides aminés et a un effet vasodilatateur. Le manque de dioxyde de carbone dans le sang entraîne des spasmes des vaisseaux sanguins et des muscles lisses de tous les organes, une augmentation de la sécrétion dans les voies nasales, les bronches et le développement de polypes et de végétations adénoïdes, ainsi qu'un épaississement des membranes dû aux dépôts de cholestérol.

Production de dioxyde de carbone

Il existe plusieurs façons de produire du dioxyde de carbone. Dans l'industrie, le dioxyde de carbone est obtenu à partir de la dolomite, du calcaire - produits de la décomposition des carbonates naturels, ainsi que des gaz de four. Le mélange gazeux est lavé avec une solution de carbonate de potassium. Le mélange absorbe le dioxyde de carbone et se transforme en bicarbonate. La solution de bicarbonate est chauffée et se décompose, libérant du dioxyde de carbone. Dans la méthode de production industrielle, le dioxyde de carbone est pompé dans des cylindres.

Dans les laboratoires, la production de dioxyde de carbone repose sur l'interaction des bicarbonates et des carbonates avec des acides.

Applications du dioxyde de carbone

Dans la pratique quotidienne, le dioxyde de carbone est utilisé assez souvent. Dans l’industrie alimentaire, le dioxyde de carbone est utilisé comme agent levant pour la pâte et également comme conservateur. Il est indiqué sur l'emballage du produit sous le code E290. Les propriétés du dioxyde de carbone sont également utilisées dans la production d’eau gazeuse.

Les biochimistes ont découvert que pour augmenter la productivité différentes cultures Il est très efficace de fertiliser l’air avec du dioxyde de carbone. Cependant cette méthode Les engrais ne peuvent être utilisés que dans les serres. DANS agriculture le gaz est utilisé pour créer de la pluie artificielle. Lors de la neutralisation environnement alcalin le dioxyde de carbone remplace les acides minéraux forts. Dans les installations de stockage de légumes, le dioxyde de carbone est utilisé pour créer un environnement gazeux.

Dans l’industrie du parfum, le dioxyde de carbone est utilisé dans la fabrication des parfums. En médecine, le dioxyde de carbone est utilisé pour ses effets antiseptiques lors d'opérations ouvertes.

Une fois refroidi, le dioxyde de carbone se transforme en « neige carbonique ». Le dioxyde de carbone liquéfié est conditionné dans des cylindres et envoyé aux consommateurs. Le dioxyde de carbone sous forme de « glace carbonique » est utilisé pour préserver produits alimentaires. Lorsqu'elle est chauffée, cette glace s'évapore sans laisser de résidus.

Le dioxyde de carbone est utilisé comme milieu actif dans le soudage au fil. Lors du soudage, le dioxyde de carbone se décompose en oxygène et monoxyde de carbone. L'oxygène interagit avec le métal liquide et l'oxyde.

Dans la modélisation aéronautique, le dioxyde de carbone est utilisé comme source d’énergie pour les moteurs. Les cartouches de dioxyde de carbone sont utilisées dans les pistolets à air comprimé.

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Il ne convient pas pour supporter la vie. Or, c’est de cela que les plantes se « nourrissent » et le transforment en substances organiques. De plus, c'est une sorte de « couverture » pour la Terre. Si ce gaz disparaissait soudainement de l’atmosphère, la Terre deviendrait beaucoup plus froide et la pluie disparaîtrait virtuellement.

"Couverture de la Terre"

(dioxyde de carbone, dioxyde de carbone, CO 2) se forme lorsque deux éléments se combinent : le carbone et l'oxygène. Il se forme lors de la combustion de charbon ou de composés d'hydrocarbures, lors de la fermentation de liquides, ainsi que comme produit de la respiration des personnes et des animaux. On le trouve également en petites quantités dans l’atmosphère, d’où il est assimilé par les plantes qui, à leur tour, produisent de l’oxygène.

Le dioxyde de carbone est incolore et plus lourd que l'air. Gèle à −78,5°C pour former de la neige composée de dioxyde de carbone. Comme solution aqueuse il forme de l'acide carbonique, mais il n'est pas suffisamment stable pour être facilement isolé.

Le dioxyde de carbone constitue la couverture terrestre. Il transmet facilement les rayons ultraviolets qui chauffent notre planète et réfléchit les rayons infrarouges émis depuis sa surface vers l’espace. Et si le dioxyde de carbone disparaît soudainement de l’atmosphère, cela affectera avant tout le climat. Il fera beaucoup plus frais sur Terre et il pleuvra très rarement. Il n’est pas difficile de deviner où cela mènera finalement.

Il est vrai qu’une telle catastrophe ne nous menace pas encore. Bien au contraire. Brûlant matière organique: pétrole, charbon, gaz naturel, bois - augmente progressivement la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cela signifie qu’avec le temps, nous devons nous attendre à un réchauffement et à une humidification importants du climat terrestre. D'ailleurs, les anciens pensent qu'il fait déjà nettement plus chaud qu'au temps de leur jeunesse...

Le dioxyde de carbone est libéré liquide à basse température, liquide à haute pression Et gazeux. Il est obtenu à partir des gaz résiduaires provenant de la production d'ammoniac et d'alcool, ainsi que de la combustion de combustibles spéciaux et d'autres industries. Le dioxyde de carbone gazeux est un gaz incolore et inodore à une température de 20°C et une pression de 101,3 kPa (760 mm Hg), densité - 1,839 kg/m 3. Le dioxyde de carbone liquide est simplement un liquide incolore et inodore.

Non toxique et non explosif. À des concentrations supérieures à 5 % (92 g/m3), le dioxyde de carbone a un effet nocif sur la santé humaine : il est plus lourd que l'air et peut s'accumuler dans les zones mal ventilées proches du sol. Cela réduit la fraction volumique d’oxygène dans l’air, ce qui peut provoquer un manque d’oxygène et une suffocation.

Produire du dioxyde de carbone

Dans l'industrie, le dioxyde de carbone est obtenu à partir de gaz de fournaise, depuis produits de décomposition des carbonates naturels(calcaire, dolomite). Le mélange de gaz est lavé avec une solution de carbonate de potassium, qui absorbe le dioxyde de carbone et se transforme en bicarbonate. Lorsqu'elle est chauffée, la solution de bicarbonate se décompose, libérant du dioxyde de carbone. À production industrielle le gaz est pompé dans des bouteilles.

Dans des conditions de laboratoire, de petites quantités sont obtenues interaction des carbonates et des bicarbonates avec des acides, par exemple, le marbre avec de l'acide chlorhydrique.

"Glace carbonique" et autres propriétés bénéfiques du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone est largement utilisé dans la pratique quotidienne. Par exemple, Eau gazeuse avec l'ajout d'essences aromatiques - une merveilleuse boisson rafraîchissante. DANS Industrie alimentaire le dioxyde de carbone est également utilisé comme conservateur - il est indiqué sur l'emballage sous le code E290, et également comme agent de levage de la pâte.

Extincteurs à dioxyde de carbone utilisé dans les incendies. Les biochimistes ont découvert que fertilisation... de l'air avec du dioxyde de carbone très recours efficace pour augmenter le rendement de diverses cultures. Cet engrais présente peut-être un inconvénient unique, mais important : il ne peut être utilisé que dans les serres. Dans les usines qui produisent du dioxyde de carbone, le gaz liquéfié est conditionné dans des bouteilles en acier et envoyé aux consommateurs. Si vous ouvrez la valve, la neige sort avec un sifflement. Quel genre de miracle ?

Tout est expliqué simplement. Le travail nécessaire à la compression du gaz est nettement inférieur à celui nécessaire à sa détente. Et afin de compenser d'une manière ou d'une autre le déficit qui en résulte, le dioxyde de carbone se refroidit fortement, se transformant en "glace carbonique". Il est largement utilisé pour la conservation et la conservation des aliments glace ordinaire présente des avantages significatifs : d'une part, sa « capacité de refroidissement » est deux fois plus élevée par unité de poids ; deuxièmement, il s'évapore sans laisser de trace.

Le dioxyde de carbone est utilisé comme milieu actif dans soudage au fil, car à la température de l'arc, le dioxyde de carbone se décompose en monoxyde de carbone CO et en oxygène, qui, à leur tour, interagissent avec le métal liquide en l'oxydant.

Le dioxyde de carbone contenu dans les canettes est utilisé dans pistolets à air et comme source d'énergie pour les moteurs en modélisation aéronautique.

Le dioxyde de carbone, ou dioxyde de carbone (CO 2), est vital pour les plantes. Les plantes obtiennent du carbone à partir du CO 2, pendant le processus de photosynthèse, et les atomes de carbone sont les principaux Matériau de construction pour les molécules organiques. Et les plantes d’aquarium ne font pas exception. Avec une carence en dioxyde de carbone, ils n'auront tout simplement rien pour construire leurs tissus, ce qui ralentira considérablement ou arrêtera complètement leur croissance. D’un autre côté, s’il y a un excès de dioxyde de carbone dans l’eau de l’aquarium, les poissons commencent à suffoquer même lorsque la teneur en oxygène est élevée. Cela est dû à deux effets très désagréables : le bore et le ruta, qui sont causés par des modifications des propriétés de l'hémoglobine du poisson à des niveaux élevés de dioxyde de carbone. Par conséquent, si un aquariophile veut admirer des plantes et des poissons vivants, et non en plastique, il doit être capable de maintenir la concentration de CO 2 dans l'eau de son aquarium dans la plage optimale - de manière à ce que les plantes puissent bien pousser et les poissons peut respirer normalement. Comment procéder sera discuté dans cet article.

Pour ceux qui ne veulent pas entrer dans le vif du sujet, mais souhaitent obtenir immédiatement une réponse : La teneur optimale en dioxyde de carbone dans l'eau d'aquarium est de 15 à 20 mg/l. Et la quantité de CO 2 dissoute dans l'eau de votre aquarium peut être calculée à partir des valeurs de et - KN. Pour ne rien compter soi-même, mais remplacez simplement les valeurs pH et KH déterminées à l'aide de tests dans les cases requises et obtenez la réponse, utilisez .
Un aquariophile a-t-il même besoin de mesurer quelque chose puis de calculer quelque chose ? Est-il vraiment nécessaire de « vérifier l’harmonie avec l’algèbre » ? Après tout, tout dans la nature est capable de s’autoréguler. Un aquarium est aussi essentiellement un petit « morceau » de nature et une harmonie naturelle peut s’y établir par elle-même. Dans un aquarium aux proportions normales (classiques) avec un nombre de poissons suffisant, mais pas excessif, cela se produit naturellement. Pour qu'il reste stable, il faut environ un cinquième du volume d'eau régulièrement et au moins une fois par semaine. Et cela garantira véritablement un biobalance stable. Dans un tel aquarium, au cours de leur vie, les poissons émettront autant de dioxyde de carbone, d'ammoniac et d'autres substances que nécessaire pour que les plantes reçoivent la nutrition minérale nécessaire et ne souffrent pas de pauvreté. À leur tour, des plantes performantes fourniront aux poissons suffisamment d’oxygène. À partir du dernier quart du XIXe siècle (depuis l'époque de N.F. Zolotnitsky) et pendant la majeure partie du XXe siècle, presque tous les aquariophiles possédaient de tels aquariums et tout allait bien pour eux. Et beaucoup d’entre eux ne savaient même pas ce que c’était…L'entretien d'un aquarium moderne sans l'utilisation de moyens permettant de déterminer les paramètres de l'eau d'aquarium (sans tests) est tout simplement impensable.
Qu'est ce qui a changé? Capacités techniques ! Avec l’aide d’équipements spéciaux, nous avons commencé à tromper la nature. Dans une petite boîte en verre, qui est essentiellement un aquarium d'intérieur typique (et même un volume solide de 200 à 300 litres pour un étang d'intérieur est très petit comparé à un réservoir naturel), il est devenu possible de contenir un certain nombre d'organismes vivants qui sont en aucun cas comparable aux ressources naturelles disponibles. Prenons l’exemple de l’oxygène : comment ses réserves se reconstituent-elles naturellement dans l’eau ? Nous avons déjà évoqué la photosynthèse, mais est-ce de jour et de nuit ? Sans mélanger ni aérer l'eau à l'aide d'appareils techniques, la reconstitution de l'oxygène dans l'eau se fait très lentement. Ainsi, dans l'eau complètement calme d'un aquarium, à la surface même - à une profondeur de 0,5 à 1 mm - la quantité d'oxygène peut être deux fois plus élevée qu'à une profondeur de quelques centimètres seulement. La transition de l'oxygène de l'air à l'eau elle-même se produit extrêmement lentement. Selon les calculs de certains chercheurs, une molécule d'oxygène, du fait de la seule diffusion, ne peut pas s'approfondir de plus de 2 cm par jour ! Par conséquent, sans pompes et aérateurs, qui n'existaient pas dans l'Antiquité, il était tout simplement impossible pour l'aquariophile de peupler l'aquarium de poissons « supplémentaires » - ils étoufferaient. Les équipements modernes permettent de garder un nombre de poissons inimaginable autrefois, et des lampes lumineuses permettent de planter l'aquarium de manière très dense et même de recouvrir tout son fond de plantes couvre-sol !

Photo 1. Il s'agit d'un fragment du fond d'un aquarium moderne. Il est densément planté de plantes couvre-sol : glossostigma (Glossostigma elatinoides), mousse de Java (Vesicularia dubyana) et Riccia fluitans. Ce dernier flotte généralement près de la surface, mais il peut être réalisé (et ceci est mis en œuvre ici) pour qu'il se développe au fond. Pour ce faire, l'aquarium doit être bien éclairé et ajouter du dioxyde de carbone - CO 2 - à l'eau. Crevettes Amano Ce n'est pas non plus par hasard qu'elle est entrée dans le cadre, quelqu'un doit sélectionner soigneusement les restes de nourriture dans l'épaisseur des bagels.

Mais il ne faut pas oublier que la nature trompée dès le moment où nous les organismes vivants ne sont plus responsables de rien ! La viabilité durable d’un tel système n’est aujourd’hui en aucun cas garantie. Pour le chaos environnemental que l'aquariophile a créé dans son aquarium, lui et lui seul sera responsable. Même une erreur mineure entraînera un désastre environnemental. Et pour ne pas se tromper, il faut savoir de quoi les plantes et les poissons ont besoin et quels paramètres hydrochimiques de l'eau leur conviennent. Surveillance en temps opportun , pH, KN, teneur en eau , , potassium et ions fer, vous pouvez intervenir rapidement dans le fonctionnement d'un système surpeuplé et donc instable, en lui fournissant les ressources manquantes et en éliminant les déchets excédentaires que la « biocénose » de l'aquarium elle-même n'est pas en mesure d'utiliser.L'une des ressources les plus importantes et nécessaires pour un aquarium contenant des plantes vivantes est le dioxyde de carbone - CO 2.

Photo 2. La photo a été prise le . Ceci est une vue arrière de l'aquarium. Artificiel l'arrière-plan non fourni ici. Il sera créé par des plantes plantées de manière extrêmement dense le long du mur du fond. Afin qu’ils grandissent sans « s’étouffer », plusieurs astuces basées sur les hautes technologies d’aquariophilie ont été utilisées. Il s'agit d'un sol multicouche spécial, non acidifiant, riche en minéraux disponibles pour les plantes, d'une source de lumière très brillante au spectre spécialement sélectionné, et bien sûr d'un dispositif qui enrichit l'eau en CO 2 : un cylindre avec un réducteur, un un compteur de bulles, un atomiseur de dioxyde de carbone (réacteur) - tous produits par la société ADA.

Photo 3. Fait partie d'un système qui enrichit l'eau de l'aquarium en CO 2, fermer. Un dispositif est fixé à l'extérieur qui vous permet de contrôler visuellement l'alimentation en gaz de l'aquarium - un compteur de bulles. Il y a un diffuseur à l'intérieur. Pour plus de clarté, les organisateurs du séminaire ont libéré le gaz très fortement et toute une colonne de bulles s'est élevée du diffuseur. Les plantes d’aquarium n’ont pas besoin d’autant de dioxyde de carbone. En fonctionnement normal, beaucoup moins de gaz est fourni. Ainsi, la végétation luxuriante de l’aquarium « naturel » de Takashi Amano ne pousse pas d’elle-même – cela nécessite un équipement spécial. Cet aquarium n’est donc pas si « naturel », il est plutôt artificiel !

Il y a très peu de CO 2 dans l'atmosphère terrestre – seulement 0,038 %. Dans l'air atmosphérique sec à pression barométrique standard (760 mm Hg), sa pression partielle n'est que de 0,23 mm. art. Art. (0,038% de 760). Mais même cette très petite quantité est suffisante pour que le dioxyde de carbone indique sa présence de manière importante pour l'aquariophile. Par exemple, l'eau distillée ou bien dessalée, après avoir séjourné dans un récipient ouvert pendant un temps suffisant pour que les gaz du mélange qui constitue cet air se dissolvent et s'équilibrent avec l'air atmosphérique, deviendra légèrement acide. Cela se produira parce que le dioxyde de carbone s’y dissoudra.
À la pression partielle de dioxyde de carbone ci-dessus, sa concentration dans l'eau peut atteindre 0,6 mg par l, ce qui entraînera une diminution du pH à des valeurs proches de 5,6. Pourquoi? Le fait est que certaines molécules de dioxyde de carbone (pas plus de 0,6%, mais cela suffit pour faire baisser le pH) interagissent avec les molécules d'eau pour former de l'acide carbonique :

CO 2 +H 2 O<->H2CO3

L'acide carbonique se dissocie en un ion hydrogène et un ion bicarbonate :

H2CO3<->H + + HCO 3 -

C'est pourquoi l'eau distillée devient acide. Rappelons que cela reflète précisément la teneur en ions hydrogène de l'eau. C'est le logarithme négatif de leur concentration.
C’est exactement la même chose dans la nature. Par conséquent, même dans les régions écologiquement propres où l'eau de pluie ne contient pas d'acide sulfurique et nitrique, elle reste légèrement acide. Puis, en passant par le sol, où la teneur en dioxyde de carbone est plusieurs fois supérieure à celle de l'atmosphère, l'eau en est encore plus saturée. Interagissant ensuite avec les roches contenant du calcaire, cette eau convertit le carbonate de calcium peu soluble en bicarbonate hautement soluble :

CaCO 3 + H 2 O + CO 2<->Ca(HCO3)2

Cette réaction est réversible. Il peut être décalé vers la droite ou vers la gauche en fonction de la concentration de dioxyde de carbone. Si la teneur en CO 2 reste stable pendant une période suffisamment longue, alors dans une telle eau équilibre dioxyde de carbone-chaux: aucun nouvel ion hydrocarbonate n’est formé.
Bilan dioxyde de carbone-chaux peut être plié à différentes significations pH et rapport des concentrations d'ions présents dans l'eauCO 3 2-,HCO3 -et du dioxyde de carbone libre (CO2)cela dépendra du pH de la solution aqueuse (dans notre cas, du pH de l'eau de l'aquarium) et la température. Cette dépendance à l'indice d'hydrogène à une température de 25 o C est présentée dans la Fig. 1.

Fig. 1. Rapport CO 3 2-,CO2EtHCO3 -à une température de 25 o C. On voit que dioxyde de carbone en tant que tel (dioxyde de carbone libre, ou CO2) peut être présent dans l’eau seulement si le pH<8,4 , et à des valeurs de pH inférieures à 4,3, tout le dioxyde de carbone dissous dans l'eau estalimenté uniquement en dioxyde de carbone gratuit. À pH>8,4, il n'y a pas de dioxyde de carbone libre dans l'eau.L'ion hydrocarbure (dioxyde de carbone semi-lié) est présent dans l'eau dont le pH est supérieur à 4,3 ; à pH = 8,4, tout le dioxyde de carbone est sous forme semi-liée ( HCO3 -). À pH>8,4, des ions apparaissent dans l'eau CO3 2-(dioxyde de carbone fixe), dont la concentration augmente avec l'augmentation du pH. Basé sur des matériaux

Si du dioxyde de carbone est ajouté à un système d’équilibre, alorséquilibre acide glycique-calcairesera perturbé, entraînant la dissolution des carbonates de calcium et de magnésium. En ce qui concerne les conditions de l'aquarium, cela signifie que les coquilles d'escargots commenceront à se dissoudre, ainsi que le sol calcaire, les pierres et les décorations - dans de tels cas, disent les aquariophiles - le sol "". En anticipant un peu, je constaterai que les sols et décors « phonants » sont inadaptés aux aquariums avec un apport supplémentaire de CO 2 à l'eau. Et pourquoi il en est ainsi sera expliqué ci-dessous.

E Si le CO 2 est éliminé du système d'équilibre d'une manière ou d'une autre, le carbonate de calcium précipitera de la solution contenant des bicarbonates. Cela se produit, par exemple, lorsque l'on fait bouillir de l'eau (il s'agit d'un moyen connu pour réduire la dureté carbonatée, c'est-à-dire la concentration dans l'eau). Ca(HCO3)2 Et Mg(HCO3)2. Le même processus est observé lors d'une simple décantation de l'eau artésienne, qui était sous haute pression sous terre et où beaucoup de CO 2 y était dissoute. Comme une soude dans une bouteille ouverte, une fois à la surface, cette eau libère un excès de dioxyde de carbone jusqu'à ce que sa concentration corresponde à la pression partielle du CO 2 de l'air ambiant. Dans le même temps, une turbidité blanchâtre peut y apparaître, constituée de particules de calcaire - CaCO 3. Les stalactites et les stalagmites se forment selon exactement le même principe : l'eau suintant des couches souterraines est débarrassée de l'excès de dioxyde de carbone et en même temps des carbonates de calcium et de magnésium, qui précipitent, augmentant la taille de la stalactite. Et, en fait, la même réaction se produit sur les feuilles de nombreuses plantes d’aquarium, lorsqu’elles photosynthétisent activement sous une lumière vive et absorbent tout le dioxyde de carbone dissous dans l’eau de l’aquarium. C’est là que leurs feuilles commencent à « griser », à mesure qu’elles se couvrent de sédiments de carbonate de calcium (vous pouvez voir à quoi cela ressemble). Mais une fois que tout le dioxyde de carbone est éliminé de l’eau, elle ne contient plus d’acide carbonique. S'il n'y a pas d'autres acides dans l'eau en quantités significatives, le pH devrait augmenter. C’est exactement ce qui se passe. Les plantes activement photosynthétiques, ayant consommé tout le CO2 disponible dans l'eau, peuvent élever le pH de l'eau de l'aquarium à 8,4. Avec un tel indicateur de la réaction active de l'eau, il n'y a plus de molécules libres de dioxyde de carbone et d'acide carbonique, de sorte que les plantes, afin de continuer la photosynthèse, sont obligées d'extraire le dioxyde de carbone des bicarbonates.Cependant, tous les types de plantes d’aquarium ne peuvent pas le faire, même si beaucoup le peuvent.

Ca(HCO 3) 2 -> CO 2 ( absorbé par la plante) + CaCO 3 + H 2 O

En règle générale, ils ne peuvent pas augmenter sensiblement le pH encore plus, car une nouvelle augmentation de cet indicateur aggrave considérablement l'état fonctionnel des plantes elles-mêmes : la photosynthèse, et donc l'élimination du CO 2 de l'eau de l'aquarium, ralentit et le dioxyde de carbone dans l'air, se dissolvant dans l'eau, stabilise le pH . Les plantes d’aquarium peuvent ainsi littéralement s’étouffer. Les espèces qui extraient mieux le dioxyde de carbone des bicarbonates en bénéficient, tandis que celles qui ne peuvent pas le faire en souffrent, par exemple les rotals, les pogostemons et les aponogetons. Ces plantes sont considérées comme les plus délicates par les aquariophiles.

Photo 4. Les plantes aquatiques de cet aquarium ne sont pas dans les meilleures conditions. Il a longtemps existé dans des conditions de carence aiguë en dioxyde de carbone, puis son approvisionnement s'est organisé. Les résultats sont évidents. La verdure fraîche des sommets parle d'elle-même. L'effet de l'apport de CO 2 est particulièrement visible sur les rotala macrandra. Privés de dioxyde de carbone libre, ils ont failli mourir, comme en témoignent les sections nues des tiges, mais ils ont repris vie et ont donné de belles feuilles rougeâtres, qui ont poussé très rapidement même lorsque du dioxyde de carbone était apporté.

Les plantes capables d'extraire le CO 2 des bicarbonates sont plus tenaces. Ceux-ci comprennent le potamot, la vallisneria, l'échinodorus, le nayas et la hornwort. Cependant, des fourrés denses d'élodées peuvent également les étouffer. Et tout cela parce que l’élodée peut extraire encore plus efficacement le dioxyde de carbone lié aux bicarbonates :

Ca(HCO 3) 2 -> 2СО 2 ( absorbé par la plante) + Ca(OH)2

E Ce processus peut conduire à une augmentation dangereuse du pH de l'eau d'aquarium jusqu'à 10, non seulement pour d'autres plantes, mais aussi pour la grande majorité des poissons d'aquarium.
Il est impossible de cultiver toute une gamme de plantes dans une eau d'aquarium au pH élevé, et de nombreuses espèces de poissons d'aquarium n'aiment absolument pas l'eau alcaline : elles peuvent également y développer une branchiomycose. Il existe même une maladie spéciale non contagieuse des poissons, causée par l'eau alcaline. Les fortes fluctuations quotidiennes des valeurs de pH, qui se produisent sous une lumière vive et sont causées par l'activité des plantes qui extraient le dioxyde de carbone des bicarbonates, sont particulièrement destructrices.
Est-il possible de corriger la situation en augmentant l'aération de l'aquarium, dans l'espoir qu'en raison de la forte solubilité du dioxyde de carbone, l'eau de l'aquarium s'enrichisse en CO 2 ? En effet, à pression atmosphérique normale et à une température de 20°C, 1,7 g de dioxyde de carbone pourraient se dissoudre dans un litre d'eau. Mais cela ne se produirait que si la phase gazeuse avec laquelle cette eau entre en contact était entièrement constituée de CO 2, c'est-à-dire que la pression partielle du dioxyde de carbone serait de 760 mm Hg. Et au contact de l'air atmosphérique, qui ne contient que 0,038 % de CO 2, seuls 0,6 mg peuvent passer de cet air dans 1 litre d'eau - c'est la concentration d'équilibre correspondant à la pression partielle de dioxyde de carbone dans l'atmosphère au niveau de la mer. Si la concentration de CO 2 dans l'eau de l'aquarium est inférieure, alors l'aération la portera à 0,6 mg/l, Mais pas plus! Cependant, la teneur en dioxyde de carbone dans l'eau de l'aquarium reste généralement supérieure à la valeur spécifiée et l'aération n'entraîne qu'une perte de CO 2.
Le problème de la carence en dioxyde de carbone peut être résolu en l'apportant à l'aquarium, d'autant plus que ce n'est pas du tout difficile. Dans ce domaine, vous pouvez même vous passer d'équipements de marque coûteux, mais simplement utiliser les processus de fermentation alcoolique dans une solution sucrée avec de la levure et quelques autres appareils extrêmement simples.
Mais ici, nous devons être conscients qu’en agissant ainsi, nous trompons une fois de plus la nature. Saturer inconsidérément l'eau de l'aquarium avec du dioxyde de carbone ne mènera à rien de bon. De cette façon, vous pouvez rapidement tuer les poissons puis les plantes. Le processus d'approvisionnement en dioxyde de carbone doit être strictement contrôlé. Il a été établi que pour les poissons, la concentration de CO 2 dans l'eau de l'aquarium ne doit pas dépasser 30 mg/l. Et dans certains cas, cette valeur devrait être réduite d'au moins un tiers. Rappelons que les fluctuations du pH sont nocives pour les poissons et les plantes, et qu'un fort apport de dioxyde de carbone acidifie rapidement l'eau.
Comment évaluer la teneur en CO 2 et s'assurer que lorsque ce gaz est fourni à l'aquarium, les valeurs de pH fluctuent légèrement et restent dans une plage acceptable tant pour les poissons que pour les plantes ? Ici, on ne peut pas se passer de formules et de calculs mathématiques : l'hydrochimie de l'eau d'aquarium est, hélas, un sujet plutôt « aride ».
La relation entre les concentrations de dioxyde de carbone, d'ions hydrogène et d'ions bicarbonate dans l'eau d'aquarium d'eau douce dans la plage de pH de 5 à 8,4 est reflétée par l'équationHenderson-Hasselbach, qui dans notre cas ressemblera à :

/ = K1 (1)

Où K1 est la constante de dissociation apparente de l'acide carbonique dans la première étape, en tenant compte de l'équilibre des ions avec la quantité totale de dioxyde de carbone dans l'eau - dioxyde de carbone total déterminé analytiquement (c'est-à-dire à la fois les molécules de CO 2 simplement dissoutes et les molécules hydratées sous forme d'acide carbonique - H 2 CO 3). Pour une température de 25°C, cette constante est égale à 4,45*10 -7. Les crochets indiquent .
En réorganisant la formule, on obtient :

(2)

Les valeurs de pH peuvent être déterminées à l'aide de tests standard de pH et de KH pour aquarium. dans l'eau d'aquarium détermine le test de dureté carbonatée : test KH. A noter que le mot « rigidité » dans son nom n'est qu'un hommage à la tradition. Elle n'est pas directement liée à la détermination des concentrations d'ions calcium et magnésium. En fait, le test KN détermine alcalinité l'eau (plus d'informations à ce sujet sont discutées dans). Dans un aquarium ordinaire, si des solutions tampons telles que KH+ et pH+ et des hummates n'étaient pas ajoutées à l'eau, la principale contribution à l'alcalinité est apportée parions hydrocarbonés, le test KH est donc tout à fait adapté à nos besoins. Le seul inconvénient de son utilisation est lié à la nécessité de convertir les degrés dans lesquels il produit le résultat en concentrations molaires (M), ce qui n'est cependant pas du tout difficile. A cet effet, la valeur de la dureté carbonatée est suffisante en degrés , obtenu après avoir effectué la procédure de test, divisez par 2,804. La concentration en ions hydrogène, exprimée en valeur du pH, doit également être convertie en M ; pour cela, il faut élever 10 à une puissance égale à la valeur du pH avec un signe négatif :

Traduire calculé à l'aide de la formule (2) quantités de M à mg/l CO2 vous devez le multiplier par 44 000.
Il ne faut pas oublier que À l'aide de l'équation de Henderson-Hasselbach, vous pouvez calculer la concentration de dioxyde de carbone total déterminé analytiquement dans un aquarium si l'aquariophile n'a pas utilisé de réactifs spéciaux pour stabiliser le pH et si la teneur en acides humiques et autres acides organiques dans son aquarium est modérée.(avec un degré de précision suffisant pour un amateur, cela peut être jugé par la couleur de l'eau de l'aquarium : si elle ne ressemble pas à l'Amazonie, c'est-à-dire incolore ou peu colorée, alors il n'y en a pas beaucoup) .
Ceux qui sont familiers avec un ordinateur, en particulier avec des feuilles de calcul Excel, peuvent, à partir de la formule ci-dessus et de la valeur K1, créer des tableaux détaillés reflétant la teneur en dioxyde de carbone en fonction de la dureté carbonatée et du pH. Nous présenterons ici une version abrégée, mais espérons-le utile pour les aquariophiles amateurs, d'un tel tableau et qui permet de calculer automatiquement la teneur en dioxyde de carbone dans l'eau :

Valeurs minimales du pH de l'eau d'un aquarium pour une dureté carbonatée donnée, à laquelle la teneur en dioxyde de carbone n'est pas encore dangereuse pour les poissons ( chiffres rouges dans les colonnes), et les valeurs de pH maximales admissibles auxquelles les plantes qui ne peuvent pas extraire le CO 2 des bicarbonates, bien que lentement, poussent quand même ( nombres verts en colonnes). Pour 25°C.

Glucides. dur KH	0,5	1	2	3	4	5	6-7	8-9	10-11	12-13
Mole/l	0,18	0,36	0,71	1,07	1,43	1,78	2,14-2,5	2,85-3,21	3,57-3,92	4,28-5,35
pH minimum pour le poisson (25-28 mg/l CO2)	5,8	6,1	6,4	6,6	6,7	6,8	6,9	7,0	7,1	7,2
pH maximum pour les plantes (6-7 mg/l CO2)	6,4	6,7	7,0	7,2	7,3	7,4	7,5	7,6	7,7	7,8
pH "naturel" (2-3 mg/l CO2)	6,8	7,1	7,4	7,6	7,7	7,8	7,9	8,0	8,1	8,2
pH correspondant à la pression partielle de dioxyde de carbone dans l'atmosphère (0,6 mg/l CO2)	7,4	7,7	8,0	8,2	8,3	8,4	_	_	_	_

Si vous décidez de donner du dioxyde de carbone, utilisez ce tableau pour déterminer la valeur de pH optimale. Sélectionnez une colonnecorrespondantdureté carbonatée de l'eau dansVotre aquarium.Ajustez l'apport de CO 2 de manière à ce que la valeur du pH se situe entre les chiffres rouge et vert. Par exemple, si KN dans un aquarium est égal à 4, alors l'intervalle les valeurs de pH acceptables seront 6,7 - 7,3 . À pH= 6,7 la concentration de dioxyde de carbone dans l'eau sera d'environ 28 mg/l - c'est presque la valeur maximale pour les poissons et très confortable pour les plantes. Si la concentration de CO 2 augmentez-le un peu plus (la valeur du pH deviendra inférieure au chiffre « rouge »), le poisson risque alors de mourir. A pH = 7,3, les poissons, même les plus délicats, ne risquent pas d'être empoisonnés par le dioxyde de carbone, puisque sa teneursera absolument sans danger pour eux : seulement environ 7 mg/l. Cette concentration est suffisante pour la survie des plantes, mais celles-ci ne connaîtront pas une croissance rapide. Mais à des valeurs de pH situées au milieu de la plage acceptable, par exemple à 6,9 (la concentration de CO2 sera d'environ 17 mg/l), les poissons et les plantes se sentiront bien. C’est exactement ce que nous devrions nous efforcer de maintenir. Pour ça réduire apport de CO 2 si la valeur du pH tend vers la limite inférieure et augmenter s'il s'approche du sommet.Pendant la journée, la réaction active de l'eau change généralement progressivement, car la quantité de dioxyde de carbone fournie correspond rarement exactement aux besoins des plantes : la concentration de gaz augmente ou diminue lentement. Le réglage initial au milieu de l'intervalle permettra de garantir que la valeur du pH ne dépasse pas ses limites. Si apport de CO 2 est régulé par un contrôleur de pH qui coupe automatiquement l'alimentation en dioxyde de carbone lorsque le pH descend à un niveau prédéterminé, ce niveau doit alors être réglé de manière à ce qu'il ne soit pas inférieur au niveau acceptable pour les poissons (chiffres rouges dans le tableau). L'utilisation d'un contrôleur de pH est la méthode la plus efficace et la plus sûre, mais elle est relativement coûteuse et l'électrode de pH incluse nécessite un étalonnage mensuel.

Vous pouvez organiser l'approvisionnement en CO 2 de l'aquarium non seulement à l'aide d'un cylindre rempli de CO 2, mais également à l'aide de comprimés spéciaux placés dans l'aquarium dans un appareil spécial (fabriqué par SERA), à l'aide d'un générateur d'infusion, à l'aide d'un appareil électronique qui produit du dioxyde de carbone à partir d'une cartouche de charbon et d'un autre appareil simple. Dans la version la plus simple, afin de saturer l'eau en dioxyde de carbone, vous pouvez ajouter de l'eau gazeuse peu minéralisée dans l'aquarium au début du jour (bien sûr, sans additifs alimentaires !). Dans les petits aquariums, cela peut avoir un effet positif visible.

Le tableau montre également les valeurs de pH qu'acquiert, à une dureté carbonatée donnée, l'eau bien aérée d'un aquarium d'ambiance (le niveau de pH « naturel »), si elle est modérément peuplée de poissons et si l'oxydation de l'eau dans ce n'est pas élevé. En d'autres termes, si l'alimentation en dioxyde de carbone de l'aquarium est soudainement interrompue et que l'aération est activée « au maximum », nous pouvons alors nous attendre à ce que le pH de l'eau augmente jusqu'à approximativement ces valeurs en quelques heures. Comme le montre le tableau, la différence entre la limite inférieure de la plage admissible et le niveau de pH « naturel » est approximativement égale à 1. Pour les espèces délicates de crevettes, de poissons et de plantes, elle peut être trop forte et, si elle ne provoque pas leur mort, cela aura un effet déprimant. Un contrôleur de pH automatique ne permet pas de tels changements, mais s'il n'y a pas de contrôleur, ils sont fort probables. Par conséquent, si vous arrêtez de fournir du CO 2 à l'aquarium la nuit et activez l'aération, soyez prudent : le pH peut augmenter trop fortement. Pour éviter cela, n'ajustez pas l'apport de dioxyde de carbone de manière à ce que la valeur du pH soit proche de la limite inférieure (« rouge ») de l'intervalle admissible, car il suffit amplement de rester au milieu et ensuite la différence entre le jour et la nuit Les valeurs de pH ne dépasseront pas 0,5, ce qui est absolument sûr. Une forte aération la nuit n’est pas non plus toujours nécessaire. Mais seules les observations de l'aquarium permettront de déterminer si cela est nécessaire (dans de nombreux cas, le débit d'eau de la pompe filtrante est largement suffisant pour assurer un échange gazeux suffisant).
Les chiffres de la dernière rangée de ce tableau correspondent au pH de l'eau d'une dureté carbonatée donnée, qui est en équilibre avec la pression partielle de CO 2 dans l'atmosphère. On voit qu'ils sont encore plus élevés. Dans les réservoirs naturels, dans les rapides des rivières propres, où l'eau bout et libère tout l'excès de dioxyde de carbone (hors équilibre) dans l'atmosphère, de telles valeurs de pH se produisent réellement. Dans les pièces, la pression partielle du dioxyde de carbone dans l'air est plus élevée que dans en plein air, et les processus se produisant dans le sol et le filtre de l'aquarium conduisent à la formation de dioxyde de carbone. Cela garantit une teneur en CO 2 plus élevée dans l'eau de l'aquarium que dans des conditions naturelles, et l'eau qu'elle contient, avec la même dureté carbonatée, s'avère plus acide.
Examinons maintenant une autre question importante : à quelles valeurs initiales du pH de l’eau de l’aquarium le dioxyde de carbone peut-il lui être apporté ? Pour ce faire, revenons à la figure 1 et à notre tableau utile. Rappelons-nous queL'acide holique, qui se forme lorsque le dioxyde de carbone atmosphérique est dissous dans l'eau, réduit le pH de l'eau distillée, dont le pH est proche de 0, à 5,6, et de l'eau dont la dureté carbonatée, par exemple, est égale à 5 kH, étant en équilibre avec gaz atmosphériques, a une réaction active 8.4. Le schéma suivant s’observe facilement : plus la dureté carbonatée de l’eau est élevée, plus elle est alcaline.Comme le montre la figure, à des valeurs de pH supérieures à 8,4, des ions carbonate sont présents dans l'eau (CO3 2-), qui, réagissant avec le dioxyde de carbone libre, va convertir sa forme semi-liée (HCO3 -), inaccessible aux espèces délicates de plantes d'aquarium. Nous gaspillerons du dioxyde de carbone. Pour la même raison, les sols ne conviennent pas à un aquarium à base de plantes. En fournissant du dioxyde de carbone à un aquarium avec un tel sol, nous le dépenserons à nouveau pour la formation d'ions hydrocarbonés -HCO3 -. De plus, des valeurs de pH élevées inhibent en principe l'activité vitale de nombreux types de plantes d'aquarium, mais elles les favorisent également parfaitement. Si vous avez chez vous de l'eau du robinet avec un pH élevé et, par conséquent, une dureté carbonatée élevée, elle ne convient pas à un aquarium d'herbes aromatiques avec un apport supplémentaire de dioxyde de carbone. Vous devrez utiliser une installation d'osmose inverse pour réduire sa minéralisation et comment faire.

Ainsi, une eau avec un pH élevé ne convient pas. Qu'en est-il du niveau bas ? Ne convient pas non plus, car la dureté carbonatée est également trop faible. Expliquons pourquoi c'est mauvais. On peut voir sur la figure qu'à pH = 6,4, les concentrations de dioxyde de carbone libre et d'ions bicarbonate sont à peu près égales et qu'à de faibles « niveaux de carbonate », elles sont très faibles - cela se voit clairement sur la plaque : KH = 0,5, pH = 6.4, et la teneur en CO 2 n'est que de 6 mg/l - cela suffit juste pour la survie des plantes délicates. La saturation de l'eau en dioxyde de carbone jusqu'à une concentration confortable de 28 mg/l entraînera une baisse du pH à 5,8. Pour de nombreux poissons, cette valeur de pH constitue une limite dangereuse : il n'est plus possible de la descendre en dessous, sinon le poisson commencera à manquer d'oxygène et mourra. Mais le fait est qu'avec une faible dureté carbonatée, il est extrêmement facile de descendre en dessous de cette limite : une légère surdose de CO 2 et c'est tout !
La théorie nous dit donc que La plage de valeurs de dureté carbonatée la plus appropriée pour un aquarium à base de plantes avec un apport supplémentaire de dioxyde de carbone se situe entre 2 et 4 o KN. Ceci est également confirmé par l'expérience pratique des aquariophiles. La théorie et la pratique sont unanimes sur cette question. En effet, aux concentrations optimales de CO 2 pour les poissons et les plantes (soit 15 - 20 mg/l), les valeurs de pH seront comprises entre 6,6 et 6,7, si vous vous souciez plus des plantes que des poissons, alors vous pouvez abaisser le pH jusqu'à 6,4. Cette valeur de pH ne provoque pas d'empoisonnement () chez les poissons adaptés à l'herborisation avec du CO 2, est inconfortable pour les algues et est bonne pour de nombreuses plantes d'aquarium.

Vidéo 1. Un exemple de la vie d'un aquarium. Un aquarium de 300 litres avec des néons rouges, des otocinclus, des crevettes cerises et des « Amanks », il y a aussi des apistogrammes Widget (non inclus dans le cadre). La dureté carbonatée de l'eau de cet aquarium est inférieure à la dureté optimale pour l'apport de dioxyde de carbone, ce qui limite la concentration maximale admissible de CO 2 à 14 mg/l. Avec une dureté carbonatée KH = 1, je ne risque plus d'augmenter la teneur en CO2, car cela entraînerait une baisse du pH en dessous de 6,4. Les néons rouges pourraient facilement survivre à ce déclin, mais je n'ai pas une telle confiance envers les autres habitants de l'aquarium. Mais il faut admettre que même 14 mg/l favorisent très bien la croissance des plantes, même si seules les nymphées « font des bulles » ; sur le rotal « Vietnam », il n'y a presque pas de bulles. Pour qu’ils apparaissent, il faut ajouter un peu plus de gaz… mais c’est impossible. Si KH = 2, à pH = 6,4, la teneur en dioxyde de carbone serait déjà de 28 mg/l. À une telle concentration, les rotations bouillonneraient avec force et force. Le CO 2 dans cet aquarium est dissous à l'aide d'un flipper de Dennerle () - « échelle », qui fonctionne très efficacement.

Quel équipement est nécessaire pour fournir du dioxyde de carbone à un aquarium ? Ici, il est préférable de se tourner vers l'expérience pratique des membres de notre forum. Lire:

* À Les proportions classiques d'un aquarium sont les suivantes : la largeur est égale ou inférieure d'un quart à la hauteur. La hauteur ne dépasse pas 50 cm et la longueur, en principe, n'est pas limitée. Un exemple est un aquarium de 1 m de long, 40 cm de large et 50 cm de haut. L'équilibre biologique dans un tel bassin intérieur est relativement facile à établir. Vous pouvez en savoir plus sur des modèles spécifiques d'aquariums avec les proportions correctes.

** Par équilibre avec l'air atmosphérique, nous entendons un état de l'eau dans lequel les concentrations (tensions) des gaz dissous dans celle-ci correspondent aux pressions partielles de ces gaz dans l'atmosphère. Si la pression d’un gaz diminue, les molécules de ce gaz commenceront à quitter l’eau jusqu’à ce que la concentration d’équilibre soit à nouveau atteinte. À l’inverse, si la pression partielle d’un gaz au-dessus de l’eau augmente, une plus grande quantité de ce gaz se dissoudra dans l’eau.

. Ce Système CO2 pour aquariums jusqu'à 120 l. Comprend : une bouteille de réaction de CO2 à gel contrôlé, une capsule de démarrage, un récipient thermique, un réacteur CO2 Dennerle Mini-Flipper, un tuyau de CO2, un compteur de bulles, un ensemble système Dennerle PerfectPlant.

Incolore et inodore. Le régulateur le plus important de la circulation sanguine et de la respiration.

Non toxique. Sans cela, il n'y aurait pas de petits pains riches ni de boissons gazeuses agréablement acidulées.

À partir de cet article, vous apprendrez ce qu'est le dioxyde de carbone et comment il affecte le corps humain.

La plupart d'entre nous ne s'en souviennent pas bien cours scolaire physiciens et chimistes, mais ils le savent : les gaz sont invisibles et, en règle générale, intangibles, et donc insidieux. Par conséquent, avant de répondre à la question de savoir si le dioxyde de carbone est nocif pour le corps, rappelons-nous de quoi il s'agit.

Couverture de terre

- gaz carbonique. Il s'agit également du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone (IV) ou de l'anhydride carbonique. Dans des conditions normales, il s’agit d’un gaz incolore et inodore au goût aigre.

Sous la pression atmosphérique, le dioxyde de carbone a deux états d'agrégation : gazeux (le dioxyde de carbone est plus lourd que l'air, peu soluble dans l'eau) et solide (à -78 ºC, il se transforme en neige carbonique).

Le dioxyde de carbone est l'un des principaux composants environnement. On le trouve dans l’air et les eaux minérales souterraines, est libéré lors de la respiration des humains et des animaux et participe à la photosynthèse des plantes.

Le dioxyde de carbone influence activement le climat. Il régule les échanges thermiques de la planète : il transmet le rayonnement ultraviolet et bloque rayonnement infrarouge. À cet égard, le dioxyde de carbone est parfois appelé la couverture terrestre.

L'O2 est de l'énergie. CO2 - étincelle

Le dioxyde de carbone accompagne une personne tout au long de sa vie. En tant que régulateur naturel de la respiration et de la circulation sanguine, le dioxyde de carbone fait partie intégrante du métabolisme.

En inhalant, une personne remplit ses poumons d'oxygène.

Dans le même temps, un échange bidirectionnel se produit dans les alvéoles (« bulles » spéciales des poumons) : l'oxygène passe dans le sang et du dioxyde de carbone en est libéré.

L'homme expire. Le CO2 est l'un des produits finaux du métabolisme.

Au sens figuré, l’oxygène est de l’énergie et le dioxyde de carbone est l’étincelle qui l’enflamme.

En inhalant environ 30 litres d'oxygène par heure, une personne émet 20 à 25 litres de dioxyde de carbone.

Le dioxyde de carbone n'est pas moins important pour le corps que l'oxygène. C'est un stimulant physiologique de la respiration : il agit sur le cortex cérébral et stimule le centre respiratoire. Le signal de la prochaine respiration n’est pas un manque d’oxygène, mais un excès de dioxyde de carbone. Après tout, le métabolisme des cellules et des tissus est continu et ses produits finaux doivent être constamment éliminés.

De plus, le dioxyde de carbone affecte la sécrétion d'hormones, l'activité enzymatique et la vitesse des processus biochimiques.

Équilibre des échanges gazeux

Le dioxyde de carbone est non toxique, non explosif et absolument inoffensif pour l'homme. Cependant, l’équilibre entre le dioxyde de carbone et l’oxygène est extrêmement important pour une vie normale. Le manque et l’excès de dioxyde de carbone dans le corps entraînent respectivement une hypocapnie et une hypercapnie.

Hypocapnie- manque de CO2 dans le sang. Cela se produit à la suite d’une respiration profonde et rapide, lorsque plus d’oxygène pénètre dans le corps que nécessaire. Par exemple, lors de séances trop intenses activité physique. Les conséquences peuvent varier : de légers étourdissements à la perte de conscience.

Hypercapnie- un excès de CO2 dans le sang. Une personne (avec l'oxygène, l'azote, la vapeur d'eau et les gaz inertes) contient 0,04 % de dioxyde de carbone et en expire 4,4 %. Si vous êtes dans une petite pièce mal ventilée, la concentration de dioxyde de carbone peut dépasser la norme. En conséquence, des maux de tête, des nausées et une somnolence peuvent survenir. Mais le plus souvent l'hypercapnie accompagne situations extrêmes: dysfonctionnement de l'appareil respiratoire, rétention de souffle sous l'eau et autres.

Ainsi, contrairement à l’opinion de la plupart des gens, le dioxyde de carbone, dans les quantités fournies par la nature, est nécessaire à la vie et à la santé humaine. De plus, il a trouvé de nombreuses applications industrielles et apporte de nombreux avantages pratiques aux personnes.

Des bulles pétillantes au service des chefs

Le CO2 est utilisé dans de nombreux domaines. Mais c’est peut-être dans l’industrie alimentaire et la cuisine que le dioxyde de carbone est le plus demandé.

Le dioxyde de carbone se forme dans la pâte levée sous l'influence de la fermentation. Ce sont ses bulles qui détendent la pâte, la rendant aérée et augmentant son volume.

A l'aide du dioxyde de carbone, diverses boissons rafraîchissantes sont fabriquées : kvas, eau minérale et autres sodas appréciés des enfants et des adultes.

Ces boissons sont populaires auprès de millions de consommateurs à travers le monde, en grande partie grâce aux bulles pétillantes qui éclatent si drôlement dans le verre et « piquent » le nez si agréablement.

Le dioxyde de carbone contenu dans les boissons gazeuses peut-il contribuer à l'hypercapnie ou causer d'autres dommages à un corps sain ? Bien sûr que non!

Premièrement, le dioxyde de carbone utilisé dans la préparation des boissons gazeuses est spécialement préparé pour être utilisé dans l'industrie alimentaire. Dans les quantités dans lesquelles il est contenu dans la soude, il est absolument inoffensif pour le corps des personnes en bonne santé.

Deuxièmement, la majeure partie du dioxyde de carbone s’évapore immédiatement après l’ouverture de la bouteille. Les bulles restantes « s'évaporent » pendant le processus de consommation, ne laissant derrière elles qu'un sifflement caractéristique. En conséquence, une quantité négligeable de dioxyde de carbone pénètre dans l’organisme.

« Alors pourquoi les médecins interdisent-ils parfois de boire des boissons gazeuses ? - tu demandes. Selon la candidate en sciences médicales, la gastro-entérologue Alena Alexandrovna Tyazheva, cela est dû au fait qu'il existe un certain nombre de maladies du tractus gastro-intestinal pour lesquelles un régime strict spécial est prescrit. La liste des contre-indications comprend non seulement les boissons contenant des gaz, mais également de nombreux produits alimentaires.

Une personne en bonne santé peut facilement inclure une quantité modérée de boissons gazeuses dans son alimentation et s'autoriser un verre de cola de temps en temps.

Conclusion

Le dioxyde de carbone est nécessaire à la vie de la planète et de chaque organisme. Le CO2 affecte le climat en agissant comme une sorte de couverture. Sans cela, le métabolisme est impossible : les produits métaboliques quittent le corps avec du dioxyde de carbone. C’est également un composant indispensable des boissons gazeuses préférées de tous. C'est le dioxyde de carbone qui crée des bulles ludiques qui vous chatouillent le nez. De plus, pour personne en bonne santé c'est absolument sûr.