Chemické procesy v akváriu

Ché­mie sa netre­ba báť, má svo­je pev­né záko­ni­tos­ti, ale bez jej aspoň malých vedo­mos­tí sa dá len veľ­mi ťaž­ko zaobísť pri úspeš­nom cho­ve, ale­bo pes­to­va­ní rast­lín. Bio­lo­gic­ké pro­ce­sy úzko súvi­sia aj s fyzi­kál­ny­mi zákon­mi. V prí­ro­de sa len veľ­mi málo látok v kva­pal­nom ale­bo plyn­nom sta­ve nachá­dza v stá­lom, neut­rál­nom sta­ve. Drvi­vá väč­ši­na látok je diso­ci­ova­ná na ióny. Schop­nosť via­zať sa na lát­ky, prv­ky je špe­ci­fic­ká, závi­sí od množ­stva che­mic­kých, ale aj fyzi­kál­nych fak­to­rov. Aj samot­ná voda sa vyzna­ču­je ioni­zá­ci­ou – veď kaž­dý z nás vie, že je vodi­čom elek­tric­ké­ho prú­du. O pH počul asi kaž­dý akva­ris­ta. Čo popi­su­je pH? Roz­diel­nu kon­cen­trá­ciu che­mic­ky čis­tých zlo­žiek vody – jed­not­li­vých “zlo­žiek” tvo­ria­cich vodu. Voda posky­tu­je mož­nos­ti pre množ­stvo che­mic­kých reak­cií. Pre tie­to reak­cie je mož­né opí­sať rov­no­váž­ne kon­štan­ty. Nie je to nič nenor­mál­ne, nič ťaž­ko pocho­pi­teľ­né. Keď pou­ži­jem ana­ló­giu, je to pres­ne ako medzi ľuď­mi, aj tam exis­tu­je medzi nami urči­tá rov­no­vá­ha, urči­té napä­tie (tlak), kto­ré sa raz pri­klo­ní na jed­nu stra­nu, ino­ke­dy na opač­nú. A k pod­mien­kam, kto­ré urču­jú ten­to stav rov­na­ko pat­rí aj taká malič­kosť, ako “odkiaľ fúka vie­tor”. Spo­meň­me si na osmó­zu, ale aj na to, čo sa sta­ne, keď uvoľ­ní­me ven­til na pneuma­ti­ke – časom sa vyrov­ná tlak. Che­mic­ká väz­ba je kreh­ká vec, podob­ne ako vzťa­hy medzi ľuď­mi. Aj medzi nami exis­tu­jú kata­ly­zá­to­ry, enzý­my podob­ne ako sa popi­su­jú v ché­mii a bio­ló­gii, kto­ré dovo­ľu­jú usku­toč­niť neja­ký pro­ces, neja­kú reak­ciu. Samoz­rej­me aj spo­ma­ľo­va­če – inhi­bí­to­ry.

Prí­ro­da má jed­not­ný základ, Aris­to­te­les ju chá­pe ako vznik, pod­sta­tu a vývoj vecí, a ja to vidím rov­na­ko. Ak sa k tomu posta­ví­me spo­loč­ne, máme väč­šiu šan­cu poro­zu­mieť aj akva­ris­ti­ke. Pocho­pe­nie súvis­los­tí rôz­nych ved­ných odbo­rov popi­su­je ter­mín kon­zi­lien­cia. Základ­ným sta­veb­ným prv­kov živých sústav je uhlík. Uhlík pat­rí spo­lu s vodí­kom, kys­lí­kom, dusí­kom, fos­fo­rom, sírou ku bio­gén­nym prv­kom. Ché­mia uhlí­ka tvo­rí samos­tat­ne sto­ja­cu dis­cip­lí­nu – orga­nic­kú ché­miu (neza­obe­rá sa len oxid­mi uhlí­ka). Uhlík tvo­rí naj­väč­šiu časť suši­ny rýb, rast­lín, aj mik­ro­or­ga­niz­mov. Asi kaž­dý z vás sa v živo­te stre­tol s poj­mom foto­syn­té­za. Aj táto reak­cia, kto­rá aj nám, ľuďom dovo­ľu­je exis­to­vať, sa točí oko­lo uhlí­ka. V akvá­riu sa uhlík vysky­tu­je naj­mä vo for­me oxi­du uhli­či­té­ho, uhli­či­ta­nov, hyd­ro­ge­nuh­li­či­ta­nov a kyse­li­ny uhli­či­tej. V akom pome­re závi­sí naj­mä od pH. Uhlík sa nachá­dza aj vo for­me biel­ko­vín v potra­ve, v dre­ve kde postup­ným roz­kla­dom dochá­dza ku štie­pe­niu biel­ko­vín na ami­no­ky­se­li­ny a násled­ne ku nit­ri­fi­ká­cii a denit­ri­fi­ká­cii, čo posú­va pH sme­rom dole – pro­stre­die sa okys­ľu­je. V denit­ri­fi­ká­cii a nit­ri­fi­ká­cii hrá naj­dô­le­ži­tej­šiu úlo­hu dusík. V akvá­riu dochá­dza najprv ku nit­ri­fi­ká­cii. Najprv oxi­du­je amo­niak na dusi­ta­ny a dusič­na­ny pôso­be­ním nit­ri­fi­kač­ných bak­té­rií Nit­ro­so­mo­nas. Ako nám už naho­vá­ra pred­chá­dza­jú­ca veta, ten­to pro­ces je aerób­ny (za prí­stu­pu vzdu­chu). V ana­e­rób­nych pod­mien­kach dochá­dza k opač­né­mu pro­ce­su (redukč­né­mu) – ku denit­ri­fi­ká­cii. Dochá­dza ku reduk­cii zlú­če­nín dusí­ka na oxi­dy dusí­ka – N₂O, NO, prí­pad­ne na až N₂ pri pH vyš­šom ako 6 pôso­be­ním bak­té­rií Nit­ro­bac­ter. Keď­že ide o ply­ny, denit­ri­fi­ká­cia doká­že odstrá­niť z vody (akvá­ria) zlú­če­ni­ny dusí­ka. Tie­to pro­ce­sy sú pre akva­ris­ti­ku veľ­mi dôle­ži­té a v zása­de pozi­tív­ne naklo­ne­né. Toxi­ci­ta pro­duk­tov látok cyk­lu dusí­ka kle­sá v tom­to rade: NH₃ – NO₂ – NO₃. Vyš­ší obsah dusič­na­nov nezná­ša­jú nie­kto­ré cit­li­vej­šie dru­hy – napr. ame­ric­ké Apis­to­gram­my. Toxi­ci­ta amo­nia­ku je vyš­šia pri vyš­šom pH. Viac amo­nia­ku sa nachá­dza vo vode s vyš­ším pH a vyš­šou tep­lo­tou.

Dusík pochá­dza zo štie­pe­nia biel­ko­vín, kto­ré dodá­va­me potra­vou. Najprv sa tvo­ria ami­no­ky­se­li­ny, neskôr amo­niak. Dusič­na­ny je mož­né účin­ne eli­mi­no­vať rast­li­na­mi, prí­pad­ne reverz­nou osmó­zou v zdro­jo­vej vode , ale­bo selek­tív­ny­mi ion­to­me­nič­mi. Fos­fo­reč­na­ny ( PO₄) a ťaž­ké kovy ako napr. olo­vo, zinok sú takis­to toxic­ké. Nie­kto­ré kovy sú v sto­po­vom množ­stve žia­du­ce, ale vo vyš­šej kon­cen­trá­cií pôso­bia ako jedy. V prí­pa­de, že pri roz­kla­de hmo­ty je kys­lí­ko­vý defi­cit, pro­duk­ty hni­tia sú metán ( CH₄), amo­niak, sul­fán ( H₂S), kyse­li­na mlieč­na. Dru­hy nezná­ša­jú­ce prí­liš mäk­kú vodu čas­to trpia na vod­na­teľ­nosť. To je spô­so­be­né osmo­tic­kým tla­kom – z ich tela sa soli vypla­vu­jú a viac čis­tej vody pre­ni­ká do ich tela ako je únos­né. Oxid uhli­či­tý je nevy­hnut­ná anor­ga­nic­ká lát­ka, kto­rá však pri vyso­kej kon­cen­trá­cii pôso­bí ako nar­ko­ti­kum a ryby dusí. Nie­ke­dy sa tie­to účin­ky dajú využiť. Ak chce­me napr. ryby humán­ne usmr­tiť, sta­čí na to mine­rál­ka – tá by mala obsa­ho­vať viac ako 5% roz­pus­te­né­ho CO₂. Medzi uhli­či­ta­no­vou tvrdo­s­ťou, pH a oxi­dom uhli­či­tým je závis­losť. Obsah CO₂ je nepria­mo úmer­ný ku pH a tep­lo­te a pria­mo úmer­ný ku uhli­či­ta­no­vej tvrdosti.

Use Facebook to Comment on this Post