Het evenwicht tussen pH, KH en CO2

Wanneer je wat langer bezig bent met aquariumhouden merk je al snel dat er een verband bestaat tussen de pH (zuurgraad), de KH (carbonaathardheid) en het CO2 (Kooldioxide) gehalte. Maar voor we aan die zware kost beginnen eerst even wat begrippen, als je tenminste het geduld ervoor op kunt brengen…..

Een paar begrippen…

pH

De pH geeft aan hoeveel waterstof ionen (H+) in het water opgelost zijn.
In het water komen die voor als H3O+. Maar om de vergelijkingen simpel te houden schrijven we H+.

Hoe lager de pH des te groter het aantal H+ ionen.
De pH schaal loopt van 0 tot en met 14.

• Bij een pH van 0 t/m 7 zijn er zeer veel H+ ionen. Het water is zuur.
• Bij een pH van 7 zijn er evenveel H+ als OH- (z’n tegenhanger). Het water is neutraal.
• Bij een pH groter als 7 zijn de OH- ionen in de meerderheid. Het water is basisch.

KH

De KH oftwel de karbonaathardheid geeft aan hoeveel HCO3- en CO32- ionen aanwezig zijn. De KH zoals we die met testsetjes meten wordt in de chemie ook wel zuurbindend vermogen genoemd. De KH wordt meestal aangegeven in graden duitse hardheid (dKH) 1 dKH komt overeen met 21,8 mg/ltr of 0,357 mmol/ltr HCO3-.

• 0-3 dKH Zeer lage alkaliteit
• 3-8 dKH Lage alkaliniteit
• 8-10 dKH Middelmatige alkaliniteit
• 10-15 dKH Hoge alkaliniteit
• > 15 dKH zeer hoge alkaliniteit

[blockquote]Hoe hoger de KH des te moeilijker is het om door toedienen van zuren de pH omlaag te krijgen of door toedienen van basen de pH te verhogen. Dus hoe hoger de KH des te stabieler is de pH in een aquarium.[/blockquote]

Relatie pH, KH, CO2 even gemakkelijk voorgesteld

Na het korte intro komen we eindelijk toe aan de kern van het verhaal. Hoe zit nu de relatie tussen pH, KH en CO2 in elkaar? Nou het gemakkelijkste is om de relatie voor te stellen als een weegschaal. Aan de ene kant de CO2 aan de andere kant de KH (HCO3- of CO32-).

Verhogen we het CO2 gehalte dan gaat de weegschaal links omlaag. De pH wijzer gaat richting de 5. Meer CO2 betekent dus een lagere pH. Verhogen we de KH (meer HCO3- of CO32-) dan daalt de weegschaal aan de rechterkant. De pH wijzer gaat richting de 9. Een hogere KH betekent dus een hogere pH.

Meer CO2 geeft geen verandering in het KH bakje. Andersom, een hogere KH veranderd de hoeveelheid CO2 in het linker bakje niet. Kortom CO2 heeft geen invloed op de KH en andersom geldt dus hetzelfde, de KH heeft geen invloed op de CO2. We zullen nog zien dat er toch wel iets invloed is. Maar wij aquarianen merken daar niks van. Tenminste als we geen kalk in ons filter of bodem hebben. Want dan beinvloed het CO2 gehalte wel degelijk de inhoud van het KH bakje. Over kalk en CO2 daar gaan we zometeen ook even over hebben.

Een tandje lastiger, de CO2, HCO3-, CO32- grafiek

We voeren na het weegschaal voorbeeld de moeilijkheidsgraad nog een beetje op, want het blijft lastige kost. Daarvoor hebben we de onderstaande grafiek in elkaar gezet.

In deze grafiek is bij verschillende pH’s de verhouding weergegeven tussen:

• Koolzuur (H2CO3)
• Kooldioxide (CO2)
• Bicarbonaat (HCO3-)
• Carbonaat (CO32-)

Van het weegschaal voorbeeld wisten we al dat HCO3- en CO32- samen de KH vormen.

Op de verticale-as staan de verhoudingen tussen de verschillende stoffen, horizontaal staat de zuurgraad, de pH. In de grafiek zien we duidelijk dat de pH van ons aquariumwater grote invloed heeft op de verhouding hoe koolzuur, kooldioxide, bicarbonaat en carbonaat in het water voorkomen.

• Bij superlage pH’s zien we dat er veel koolzuur en CO2 aanwezig is, hoe lager de pH des te meer koolzuur.
• Bij een pH van rond de 4 is het meeste als CO2 aanwezig. Als koolzuur (H2CO3) is er niet veel meer aanwezig
• Bij een pH van 6,4 is er 50% als CO2 en 50% als HCO3- aanwezig
• Bij een pH van rond de 8,5 is er in verhouding nog maar weinig CO2 aanwezig. Het meeste is aanwezig als HCO3-
• Bij een pH van 10,3 is er 50% als HCO3- en 50% als carbonaat (CO32-) aanwezig. CO2 zul je er zeeeeer minimaal (zeg maar niet) in kunnen vinden.

Als je dan deze grafiek ziet dan denk je al gauw ahh!! dan zit er bij pH’s van rond de 8 bijna geen CO2 meer in het water! Nou dat hoeft echt niet zo te wezen. De grafiek geeft hier verhoudingen weer en geen absolute waarden! Maar dat laten we zo meteen even zien.

In het gebied waarin wij onze vissen houden (pH tussen 5,0 – 9,0) zien we dat hierbij vooral het evenwicht tussen CO2 en HCO3- van belang is. Het evenwicht tussen HCO3- en CO32- is vooral van belang bij de hogere pH’s die we niet zo vaak in onze bakken tegenkomen. Dat gaat pas spelen bij zeewater en in wat mindere mate bij Malawi en Tanganyika aquaria.