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弱酸性の軟水を求めて イオンと pH

2014.12.07.Sun.17:59
さて、続きです。

今日がお誕生日ですって。時差を考えたら、日本時間では明日? w
Sara Bareilles / "Brave"


こんな帽子が似合うような大人になりたかった・・・





"Bar 月人"へようこそ

こちらも、続きです
「樹脂」って単語まで書きました。

そして、私の目的は、「足すのではなく、不要な物を引いてpHを下げたい」のです。なんてエラそうに書きましたが、実は、水槽の中に何が入ってて、何が不要なのかもわかっていないので、難しくなりそうな話は避けてきたのです。
でもいいかげん、いったい私がどこでこんがらがってるのかを整理する意味で、カタカナとかアルファベットとかを頑張って書きます!

でも、私がわかるように、書けるところまで書くだけです。最後まで書けるのか、また、こんな記事でも読んでくださる心優しい皆さんに理解していただけるのか、は別問題です。
せっかく読んであげたのに、わからんかった!ってことになっても、どうかお許しを。


それと、大切なお話ですが、頭の悪いド素人が書くので、間違っていることがあると思います。また、pHがアルカリ性を示していても、お魚さん達が元気に泳いでいるなら下手に触らない方が良いに決まっています。水質を変えるということは、生体に対して相当な負担をかけますので、「やってみてー」なんてお勧めするつもりはまったくありません。これを読んで、もしやってみようと思っていただけたとしても、あくまで「自己責任」ってやつでよろしくお願いします。

あ、それと、「淡水」のことしか頭にないこともご了承くださいませ...m(_ _;)m





「イオン交換」とは読んで字のごとく、何かのイオンを捕まえたら何かのイオンを離す、という仕組みです。その何を捕まえるか、何を離すかによって、樹脂にもいろいろ種類があるようです。

でも、家庭用の「軟水器」にも樹脂は使われているので、普通に使う限りでは何も恐ろしいものではありません。そして、2-3種類と書きましたが、私が「手っ取り早く入手できる樹脂」といえば、「ADA」と「WPW」というところが販売している2種類です。

ADAの樹脂は、主にカルシウムイオンとマグネシウムイオンを捕まえて、水素イオンやナトリウムイオンを離すだけです。

(あぁ、、、とうとうイオンの名前が出てきてしまいました)

一方、WPWの樹脂は、2種類の樹脂がブレンドされており、いろんなイオンを捕まえます。そして、2種類の樹脂からペッと吐き出されるたもの同士が合体したりして、最後にはH2Oになるらしく、ROだけでは作り切れない「本物の純水」ができあがります。

そして、どちらの樹脂も永遠に交換し続けてくれるわけではなく、交換しきったらヘロヘロになってしまって仕事をしなくなるのです。
ADAの樹脂は、取り出して疲れた体に塩水を入れてあげると、何回かは元気を取り戻してくれます。
WPWの樹脂は使い捨てです。再生できることはできるらしいのですが、特殊な装置やこわーい薬が必要なので、使う分には問題ありませんが、再生させるのは恐ろしいのです。それだけ難しい樹脂だけあって、WPWの樹脂を使って純水を作ると、理論上はテレビを沈めてもついたままです。

だからといって、ためしにスマホを入れたら、きっと壊れますw





んじゃ、どっちを選ぶんだ?って話ですね。pHを下げたいので、純水管理する必要はありません。再生もできるらしいし、下がるならADAで良いじゃん!って話です。


下がる・・・気がするのですが・・・





ここで、とうとう逃げられないなと・・・





これまで避けてきた「水質」、観念して整理します。まぁ、検索すればたくさんの方がすでに書かれているので今更なんですが、こんがらがるたびにアッチャコッチャのページを読んで頭が痛くなるので、自分の頭を整理する意味で、私がいつも混乱するところを中心にして書きます。

ハイ、長いのです。





イオン
なんとなく習いましたよねー。物を水に溶かしたら、プラスとかマイナスとかになるから電気を通す・・・とかいうやつです。すっかり忘れましたけど。


いきなり脱線しますが、お砂糖! 化学では「ショ糖」と呼ぶのが正しいそうですが、これ、溶けてもイオンになりません。化学式はもちろんあるのですが、この化学式が単純にばらばらになって水の中に溶けていくだけです。こういう、水には溶けるけどプラスとかマイナスとかにならない物を、非電解質というグループに入れられます。


でも、水槽でよく出るカタカナは、あまりこーゆーのありません。そりゃそうですよね。カルシウムはまだしも、マグネシウムなんて金属ですもんね。堅いまま溶けてたら、飲んだら痛そうです。
で、これらは水に溶けたらイオンになって電気を通すから、電解質と呼ばれます。そして、イオンが結合してできてるので、「イオン結晶」と呼びます。


また話がそれますが、ここでもわからなくなりませんか?「イオン結晶」と「電解質」って同じことじゃないの?事実、高校の化学でも、「水に溶けてイオン化する物は電解質」と定義づけています。
そう、イヤらしいことに「イオン結晶なのに、非電解質」ってグループの物質があるんです。胃の検査で飲むバリウムです。あれ、硫酸バリウムといって、BaSO4って書いてイオンが結合してる物なのですが、水にほとんど溶けません。最悪です。
まぁこの先、「硫酸バリウムをじゃんじゃん水に溶かすのに成功!」とか新聞に載って、電解質となるのか、はたまた、すでに「水には溶けない! QっEっDっ♪」 と証明されていて、「非電解質のイオン結晶」の立場を確立してるのか、ぜんぜん知りませんが、バリウム、ますます嫌いになりました。



話を戻して・・・
とりあえずイオンはこれくらいにしといて、pHいきましょpH!





pH 
「ペーハー」「ぴーえぃち」とか呼ばれます。ワイルドのグッピーならアルカリ性とか云いますが、多くの熱帯魚や水草は、弱酸性が良いって言われています。えぇ、そう本に書いてありましたから。だから、何でかは知りません。

で、「カルシウムとマグネシウムが多いからアルカリ性」とかよく見るんです。
で、私の頭は混乱するんです。

なので、書きます! 長いのだ、、。



pHとは、ものが水に溶けた、「水溶液」の酸性・アルカリ性の程度、をあらわす単位です。

つまり、カルシウムとかマグネシウム自体のpHってのは計れません。

「純水の中に、カルシウムやマグネシウムなどを溶かした水溶液は、アルカリ性を示します」
・・・学者じゃないのでパーフェクトな表現ではないと思いますが、ニュアンスはわかっていただけるかと思います。



そして、pHとは?ってのをもう少し書くと、

・中性は、水素イオン(H+) と水酸化物イオン(OH-) の濃度が同じ。+と-が同じ数なので、プラマイゼロ
・酸性は H+ が OH- より多い水溶液
・アルカリ性は OH- が多い水溶液


ということなので、カルシウムやマグネシウムが純水に溶けると、イオン化して、なんじゃかんじゃが起きて、OH- の数が H+ より多くなるから、結果的にアルカリ性を示すってことです。

なので、水に溶けてもイオン化しない物、つまり純水にお砂糖を溶かしても、直接、pHには影響しません。でも、水槽にお砂糖を入れることで、お砂糖を栄養にするほにゃららが増えて、お砂糖は消化され、そのほにゃららのせいで他のイオンに影響が出たら、、、そのイオンのせいでpHが変わることは考えられます。お気をつけ遊ばせ♪



さて、このpHの基準である、「多い!、少ない!」って所もこんがらがるので、書きます。長くなるけど、書かせてください!今書かないとまた忘れちゃいます!!


私、「OH- の数が H+ より多くなる」って書きました。そうなんです。OH- をどぼどぼ入れればアルカリ性になるって理屈ならわかるのですが、カルシウムはCa、マグネシウムはMgで表され、O も H も1文字も出てきません。



カルシウムが水に溶けたときの式、wikiに書いてあります。

純水の中にぃー
カルシウム1個をドボン♪   → 溶けたら →   こんなんでましたー
Ca + 2H2O          → 溶けたら →   Ca (OH)2 + H2




あー、見るだけで頭痛いですね。てか、読むの跳ばしますよねコレ。
普通、私はいつもここで挫折します。
なので、なぜ挫折するのかを考えながら、一個ずつ解読してみました。


まず左の式、H2O に「2」ってついてるのが理解できません。

でも、「水に溶ける式」だから仕方ないんです。
だって式って、左右は同じでないといけませんから。
しかも、右側では溶けちゃってます。
つまり、左の式は、
「カルシウム1個を溶かすために、水を2個用意します♪」 という意味です。



んじゃ、溶けた状態の右側の式、Ca (OH)2 って書いてますが、OH は、さっき「OH- が多いとアルカリ性」と書いた OH みたいな気がします。気がするだけで、本当にOH- のことなのか自信がありません。

そして、ここで挫折してしまいます。
だって、これだけイオンの話してるのに、Ca とか OH とかだけで、プラスとマイナスが無いの、意味わかんないし!



だから、イオンのまま書き直します。
OH とは、やっぱり OH- であってます。
それが2個あるってことは、Ca が+を2個持ってるってことです。

つまり、
Ca++ と OH- と OH- になります。

おぉ、OH- が2個でてきました。


でも油断できません。右側、まだ式が残ってましたね。 H2 です。
酸性の時は、H+ が多い って書きました。その H で間違いありません。
んじゃー H+ が2個じゃん!ってなるのですが、、。

ちょうど都合良くマイナスが2個漂っていたので、H+ が1個ずつ捕まえて H が2個できたのです。んじゃ、マイナスが漂ってるってなんだよ!? ってことですが、先ほど少し上で 「Ca が+ を2個持ってるってことです」 と書きました。「持ってる」というより、水に溶けるときに - を2個放り出すらしいのです。その Ca が放り出した2個の - を、H+ が捕まえたと理解して良いかと。

そして、H は2個がくっついて、 H2 ってのが、居心地良いようです。
水素ガスのことです。
でもこれ、行き場所ないですよね。だって他の物が溶けていたら何とかなるかも知れませんが、もとは純水なんですから、他にくっついたりとかゴチャゴチャしようがありません。
しかも、居心地はよさげです。
なので、このまま水素ガスは泡になって水から消えてもらいましょう。



結局、残ったのはさっきのイオンのやつ。
イメージとしては、H2O がワシャワシャいるなかに、こそっと Ca++ と OH- と OH- がばらけて潜んでいるのが正しく美しい姿です。(化学的には正しくない表現です)

やっぱり、OH- が単体で2個残りました!
しかもここに、 H+ は存在していません。

OH- をドボドボ入れてないけど、H+ を2個追い出したから、OH- の方が多くなったのです。
やっとこれで、アルカリ性の水溶液ってことがわかりました♪




私がpHって何だっけ?って、よく混乱する理由がこれです。OH- が多いって聞くと、増えるって思っちゃうんです。

でも、OH- は 「多く」なっただけで、必ずしも、「増える」のではないってことですね。
酸性の、H+ が多くなるバージョンも、これと同じようなことです。





ちなみに、ってもう一度イオンに戻りますが、カルシウムイオンは、Ca++ って書きましたが、プラスが2個、はみ出てると理解した方が良いかもしれません。
先ほども少し書きましたが、「Ca」単体では20個の陽子(+)と20個の陰子(-)を持っていてプラマイゼロです。これが水に溶けると、なぜか - を2個放り出してしまうらしいのです。

ホント、良い迷惑です。
でもしょうがないので、水に溶けたカルシウムイオンは、Ca2+ とも書かれます。



ついでに、またまた話が跳んで、このカルシウムイオンを Ca++ とか Ca2+ とか書きましたが、水草でよく使われる、メネデールが、fe++ って書いて、「二価鉄」とか書いてますよね?鉄は三価とかにもなりますが、「価」とはこのはみ出たプラスとかマイナスのことです。
カルシウムイオンはプラスがはみ出ているので、メネデールと同じで、「二価の陽イオン」というグループに入るようです。










あー、、、ここまで復習するの、ものすごい疲れました。

続ける気力があるか知らんけど、つぎは GH と KH のことが書けたら良いなぁ・・・
でも、続けられなかったらコソッと消して、樹脂の話をします(。・_・。)ノ



おしまい   ε=ε=ε=ε=ε=┏( :・_・)┛



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追記です。

「・中性は、水素イオン(H+) と水酸化物イオン(OH-) の濃度が同じ。+と-が同じ数なので、プラマイゼロ 」と書きましたが、これはあくまで水素イオンと水酸化物イオンの「数」がプラマイゼロって意味なので、電気を通すとか通さないとかの意味ではありません。食塩水は中性ですが、水の中にイオンがうじゃうじゃいるので電気を通します。書き方が悪くてすみません m(_ _;)m スマヌ

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コメント
はじめましてー。すごい細かくかいてありますねー(。・∀・。)ノ私も読んでその辺は理解はしてはいるんですが、いざ言葉でかくと悩みます。きっとちゃんとわかってないからなんだとおもいます(笑)

GH、KHはなおのことわかりません
まぁーこんな感じ?くらいの漠然としたものです(笑)
できれば、よろしくおがいします!!
こんにちは
お久しぶりです。
こんなにいいお天気なのに、高校の時の担任、
おデブで細目で薄毛で嫌味の化学の先生を思いだし、
読んでるうちに、気がつけば眉間にシワがよってました…
ま、理解できないからだってのもありますけど、はい。

むずかしい水草には手をださないようにします。キッパリ。

できるかなのノッポさんの帽子なんてどうかしらん
>Moominさん
はじめまして!
ようこそおいでくださいました。ささっ!お茶どうぞ( ^-^)_旦~

私がわからなかったところを、私自身がわかるように書いただけなので、理解しにくい部分もあったかと思います。てか、今読み返してみるとやっぱり書き切れていない & あらたな疑問とか出てきますw

仲良くしてくださるのはぜひよろしくお願いしたいのですが、、、そのよろしくじゃなくて? w
うーん、頑張って書けるだけ書いてみますが、いつになるやら。年が明けるまでには、、、が、がんばります!

ぜひぜひ、「仲良く」の方もよろしくお願いします!!
>Balloon_mollyさん
こんばんはーっ!

私を教えてくれていた、、、はずの化学の先生は、細の色白でひ弱そうでしたねー。イシバシ先生とおっしゃるんですが、「イシバシをたたいて泣かせ」なんてひどいこと言ってましたから アセアセ

帽子、のっぽさん!そうか、チューリップハット!!

(ーー;) ウーン


本文、わかりにくいですよねー。しかも抜けてることとかもあって、もう少し追記しようとは思っているのですがめんどくさくてw
でもこの記事で一番伝えたかった、「作者の意図」ってやつを40字でまとめると、「私はバリウムが嫌いだということを改めて、それはもうものすごく強く認識しました。」となるのです。



No title
とりあえず、pHは、pは小文字でHは大文字で書くんだなってことは判りました。。(^^ゞ

GHと、KH、楽しみに待っています♪

両方とも、大文字で書くんだよね??
>babyさん
こんばんはーっ!
読み方は「ぴぃえいち」が良いとかなんとかかんとか、、。私はぺーはーって読んでいますが、はてさて。
いやー、、、なんか読み直してみると、かなり怪しい所ありますねー。でも、うまく修正できる自信もないです。

GHとKHねぇ・・・勢いに任せて書くことが多いのですが、その勢い、すでに廃れたともwww

あ、大文字で良かったと思いますよ。
ま、忘れられた頃に書くと思うので、その時は「忘れときゃ良いのに」って、ニヤって笑ってやってください。
No title
とりあえず下げたいときはイオン交換で・・・
カルマグ足しつつ下げたいときはどうすればいいのでしょう?
>MARON さん
こんばんはーっ!
マロさんの水槽も、pHは高めなんですか?

マロさんの水槽を詳しく知らないのですが(知ったところで的確なアドバイスをする自信もありませんがw)、pHをあげる原因を取り除いてくださいとしか、、。
というか、マロさんの場合は、ずっとそそのかされている「RO」を導入なさることが解決の早道かと。

オウ!私マデ ソレヲ イッテ シマッタwww

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