|
二氧化碳在水族箱之重要性与使用方法
碳元素—————是生物界最重要的养份组成元素之一，而绿色水生植物就是利用碳来制造养份，这也是水族生态中极为复杂的生物反应之一，本文主要在探讨何谓二氧化碳，及利用人工方式来促进碳化合物生成的复杂过程。 众所皆知CO2是由碳元素及氧元素化合而成。 然而何谓CO2呢？
在工业用途上它被定义为以下三种形态
1 。碳酸水 --液态碳酸.苏打水 2 。冷凝碳酸--气化冷藏 3 。干冰固态碳酸
二氧化碳的化学特性非常稳定，在常温20度时，成气态形式，在20度的水中溶解量为1.68克/升，无色、无味、无嗅。
碳酸是二氧化碳和水的化合物，（H2O+CO2=H2CO3）属中性酸度，其溶解于水中时对水中PH值亦大有影响。但是二氧化碳和水反应是一个可逆反应，即反应两边同时进行，达到“动态平衡”，碳酸不稳定而分解：H2CO3 === H2O + CO2↑当二氧化碳不断溶于水后生成碳酸，碳酸也要分解来“弥补”失去的二氧化碳，但由于不断通入弥补了反应掉的二氧化碳，所以才能不断溶解。 碳元素是植物的养分吗？ 动植物在生存状态下于生理循环及新陈代谢的过程中，势必会吸收养分及排泄废物，而“呼吸”即是明显的循环作用之一。无论动物或植物均需要呼吸，而且呼吸现象不分昼夜。一般人都以为，植物在白天是吸入二氧化碳、释出氧气，至夜间才吸入氧气，而释出二氧化碳，此时为一大讹传。
植物和动物一样需要呼吸，且不分昼夜的吸入氧气，只不过白天当植物行呼吸作用的同时，也在进行光合作用—即是吸入二氧化碳并释放出氧气。（从生物角度来看：光合作用，即光能合成作用，是植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，利用光合色素，将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程。
相关的反应式：
CO2+H2O（ 光照、酶、 叶绿体）==(CH2O)+O2 （CH2O）表示糖类）
如此一来，植物便可透过光合作用来补充自己呼吸时所需要的氧气。
二氧化碳在光合作用中扮演着一个重要的角色，它和水会一并被植物所吸收，在经由叶片中的叶绿素和阳光作用，最后变成糖分和氧气，所以对植物而言，二氧化碳是实在是制造自身氧分的一大来源及要素。 以二氧化碳来稳定水中PH值 二氧化碳在水中的功能实在是不胜枚举，当水中含有钙、钾、钠或其它苛性碱时，碳酸H2CO3可以结合它们，由其是水中含有上述强碱性的重碳酸盐类时，碳酸可以结合而使其沉淀，因此常被当作常被当作沉淀剂使用。在水族养殖领域内，碳酸是正规的重碳酸盐，化合物，沉淀清除剂。 生物脱钙作用 当水中游离的二氧化碳会含量降低时，水中植物为了寻求二氧化碳，会开始进行一种生物脱钙作用，它们会从水中的碳酸及重碳酸盐中剥夺走二氧化碳，而造成钙化合物这沉淀，称之为生物脱钙作用。此种作用往往会令水中PH值逐渐升高，甚至高达PH9，为水族箱带来严重不良影响。
重碳酸盐、碳酸系统方程式：Ca(HCO3)2<-->CaCO3(沉淀)+H2O+CO2，
当水中含有大量的重碳酸盐，也就是碳酸硬度很高时，如果CO2溶解度不足以维持方程式是的平衡，方程式将向右移动，产生碳酸钙沉淀，并释放出CO2逸与大气中。相反的，增加水中CO2的溶解度，会是PH值下降（前面已经明确的原因，CO2溶于水产生碳酸，呈弱酸性），并使方程式向左移动，是碳酸钙形成钙离子溶解于水中，增加强度。
从表面看，在一定的PH值下，欲提高水质的硬度时，必须增加co2含量，相当于CO2含量下，酸碱度会随着水质的硬度的增加而上升。
水草除了吸收二氧化碳制造养分外，二者之间还有一个绝妙的搭配功能，二氧化碳能使水中的重碳酸盐及碳酸盐的组成比例维持一个定值。当水中溶解的重碳酸盐愈多，水草对二氧化碳的需求也就愈大，因此会加速分解水中碳酸盐或重碳酸盐以求保持二氧化碳溶解之定数，这两者之间的关系可由一个曲线表上明显的看出来。 避免钙沉淀之要决 当水中含有大量的重碳酸盐时，就需要更多的游离态二氧化碳，若游离态的二氧化碳不足时，就会形成钙化合物的沉淀。如果您仔细观察过水族箱，就可以发现在水面、叶面、箱壁及箱底等处皆有钙的沉淀。 如果您比较一下三者在水族箱中的关系，就可以明显看出，在陆地干燥的环境下，三者的关系恒成定值，但如果在水中，则异常不稳定，图表也证明出三者的不定性，水中碳酸盐、二氧化碳的含量及PH值相互影响如此紊乱，有此看来，欲使水草获得充分的二氧化碳，而最好的方法乃是从外面灌气至水中。 万事起头难长久以来，许多生态专家一直在研究如何将二氧化碳灌进水中，或是在水中制造二氧化碳等方法，此项研究已约25年了，在此介绍几种方法，
一般最常用的方法是在水中加入碳酸苏打，酵母菌，再逐步地加入糖，以使二氧化碳逸出。不过这种方法实在太费周章，因为糖分添加太少或过量均无法得到所需的二氧化碳，而且计量工作十分麻烦，产生的二氧化碳又不纯，杂质也多。
另一派人士主张使用含有碳酸的矿泉水来提炼二氧化碳，不过这种方法仍属于拙劣的建议，因为提炼泉水中的二氧化碳将所费不赀，不合乎经济效益，而且水中尚含有其他的盐类，也可能干扰二氧化碳的生成。 最近还有人提议将碳酸浇注于大理石上以获得二氧化碳，对爱鱼者而言，是绝对不合适的，此法不但危险，而且把极为贵重的大理石破坏藉以取得二氧化碳，任何人均不会将此方法列入考虑的。 二氧化碳的水溶性及扩散性 二氧化碳本身具有渗透性及水溶性，在任何温度之下的水中均含有定量的二氧化碳，所以您可以利用吹管装置将二氧化碳吹入水中，使之溶解。吹管装置的管径愈大，对水中二氧化碳溶解度的影响也愈大。现今较常使用的是螺旋吹管，在此种吹管中，水滴和二氧化碳可以充分混杂，只要将之吹入水中，二氧化碳便能很快地溶解完成。一般而言，吹管装置的管径和口径都很小，所以只能在小型的水族箱内使用。 如何让二氧化碳顺利溶于水中 目前将气态二氧化碳直接注入水中最好也最经济的方法，就是将二氧化碳压缩再贮存至钢瓶内。钢瓶内压缩贮存的液态二氧化碳通可用数周，甚至达数月之久，经济方便。此种制作过程虽然十分繁复，但现今市面上已有公司研发成功，如DUPLA公司生产的CO2气瓶，采铝合金特制材质，耐用不腐蚀，有160公克、350公克、500公克、1500公克、2000公克等规格。 注意事项 利用压缩贮存钢瓶将二氧化碳注于水中，使之溶解，过程既省进又省力，危险性也降低许多，但仍须注意以下几点：通常贮存在钢瓶内的二氧化碳的压力，在正常状况下应为60巴，在室温（或外界温度）起伏时，瓶内压力也会有所增减，所以须留意微调阀的状况，以及压力显示表。 上述的情况也有另一种方法可以解决，即是在钢瓶和微调阀之间加装一个减压器，借以降低微调的受压程度，可以降低3~4巴，并维持恒压状况，如此一来，就算钢瓶内压力有所改变，释出的CO2气压仍能维持一定的压力。 就算是极少量的二氧化碳或碳酸盐，可释放出二氧化碳，也会影响到水的酸碱度，即指PH值。 |
|
|
