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pH, alcalinita' e CO₂

Un altro aspetto fondamentale è la correlazione tra pH, alcalinità e CO2 in acquario.
Come abbiamo appena detto l'aggiunta di CO2 modifica il pH. Ma anche il pH regola la CO₂. In particolare il pH determina le relative concentrazioni di CO₂, bicarbonato e carbonato. infatti sopra certi valori di pH la CO₂ smetterà praticamente di solubilizzarsi in acqua.
riconsideriamo la formula vista in precedenza quando abbiamo parlato di pH:

CO₂ + H₂O → H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^- ↔ 2H⁺ + CO₃^2-

prima giustamente ci eravamo fermati alla formazione del bicarbonato. in relatà quest'ultimo si dissocia in carbonato (CO₃²⁺) e due ioni idrogeno tanto più il pH è basico.
Osserviamo il grafico sottostante (sicuramente lo avete già incontrato):

In ascissa (la linea in basso) abbiamo i valori che il pH può assumere, in ordinata (la linea verticale) la percentuale di carbonio inorganico disciolto. è corretto precisare la natura del carbonio disciolto che stiamo considerando, appunto inorganico. infatti sono disciolte altre sostanze ricche di carbonio ma che sono di natura organica e in quanto tali non registrano tale fenomeno. Si nota che ad un pH superiore a 8,5 circa non è più presente CO₂ ma tutto il carbonio è presente sottoforma di bicarbonati. Per valori di pH compresi tra 6 e 7 invece si ha che la percentuale di CO₂ disciolta è pari circa a quella di HCO₃^-. Per pH superiore ai 10 gran parte dei bicarbonati iniziano a trovarsi sottoforma di carbonati. è quindi evidente come pH e carbonio inorganico disciolto siano in netta correlazione. è altrettanto evidente come pH che si aggirano tra 6,5 e 7,0 siano ottimi per la nutrizione delle piante per via del loro alto contenuto di CO₂ che garantisce di conseguenza il massimo apporto di carbonio.

In acquario per determinare la quantità di CO₂ disciolta si possono utilizzare delle apposite tabelle grazie alle quali avendo i valori di pH e KH si può determinare la CO2 disicolta (si considerano pressioni di 1atm a cui i nostri acquari comunemente si trovano alla temperatura di 25 gradi). tali valori sono trovati mediante una precisa formula matematica che non è nel nostro interesse sapere.

come sempre, e come abbiamo visto in precedenza, tali tabelle sono un caso ideale. un caso puro, estrapolato matematicamente che si avvicinano molto alla reatlà ma che non sono la realtà. la solubilità di un gas in un fluido è un fenomeno estremamente complesso regolato da molte variabili. non è detto quindi che incrociando i dati di pH e KH abbiamo esattamente la quantità di CO₂ disciolta in vasca. tuttavia ci si avvicina di parecchio e per i nostri scopi è più che sufficiente.

un altro errore (e chi non c'ha mai pensato??) è quello di usare il numero di bolle erogate per avere una misura della quantità in ppm o in mg/L della CO₂ che immettiamo in acquario. ebbene è impossibile determinare una tale quantità. essa dipende da un immensità di variabili che rendono matematicamente impossibile stabilire a priori una quantità fissa, valida per tutte le persone in possesso di un impianto di CO₂, di anidiride carbonica contenuta in una bolla. si potrebbe costruire un modello statistico, ma tale modello ad oggi non esiste...
pertanto ragionare nel senso: 20 bolle = 20ppm, è errato. con questo non voglio dire che contare le bolle e confrontarsi con gli altri in base al numero di bolle sia un eresia. soprattutto per chi è alle prime armi il numero di bolle è la via maestra per approcciarsi ad un impianto di CO₂ (essendo l'unica misura veramente diretta che uno può effettuare, reagenti a parte). tuttavia sta ad ognuno di noi tramite dei buoni test per pH e KH e una buona tabella a regolarci a seconda del nostro obbiettivo.

è di estrema importanza tenere sotto controllo i valori di CO₂, infatti non è affatto vero che tanto maggiore è la quantità di CO₂ tanto meglio sono nutrite le piante nell'acquario. è stato stabilito che valori di CO₂ maggiori di 50 ppm (parti per milione, 1ppm=1mg/L) risultano tossici alla stra grande maggioranza delle piante. Comunque già valori più bassi, intorno ai 40 ppm, risultano essere tossici per i pesci. Per questo motivo è sempre consigliato controllare la quantità di CO₂ presente in acqua. sul web si trovano moltissime tabelle che stranamente riportano valori leggermente diversi l'una dall'altra. è buffo pensare che fino ad ora non abbia mai trovato due tabelle del tutto coincidenti. credo che queste discrepanze siano dovute alle approssimazioni e ai fattori considerati durante le misurazioni. vi propongo questa. personalmente non me la sento di consigliarvi ciecamente una tabella in particolare. certo, all'inizio è un ottimo appoggio per regolarsi, ma ad acquario avviato è sempre meglio osservare che in vasca non vi siano comportamenti anomali nè da parte delle piante nè per quanto riguarda i pesci.

blu=CO₂ troppo bassa, verde=CO₂ corretta, rosso=CO₂ troppo alta. i valori riportati sono in ppm (1ppm = 1mg/L)

come possiamo osserave a parità di pH la CO₂ disciolta aumenta all'aumentare del KH. mentre a parità di KH la CO₂ disciolta aumenta al diminuire del pH.