El CO2 y el Kh o dureza de carbonatos

El uso de un tampón de carbonato puede ser bastante engañoso debido a una peculiaridad que no se encuentra en otros sistemas tampón. Normalmente uno gana o pierde el componente ácido en un tampón con un cambio en el pH. Pero el tampón de carbonato puede también ganar o perder el componente ácido (ácido carbónico) con un cambio en la concentración de CO2. La concentración de CO2 se ve afectada por la temperatura, la aireación o la presión del CO2 en el gas por encima del agua.

Un decrecimiento en el nivel de CO2 en el agua producirá un descenso del ácido carbónico en el agua. La concentración de ácido carbónico disminuye para hacer al sistema volver a su equilibrio con el nuevo nivel bajo de CO2. Cuando el nivel de ácido carbónico cae, el nivel de bicarbonato sube también lo que nos produce un Ph superior. De la misma manera, un incremento en el CO2 resultará en un incremento en el ácido carbónico, seguido de un incremento en bicarbonato lo cual produce un descenso del Ph.

Alcalinidad y Kh

La alcalinidad se puede entender, en términos coloquiales, como la capacidad del agua para resistir el descenso de pH con la adición de un ácido. Cuanto más grande sea el número, más grande será la alcalinidad. La alcalinidad se puede dar por cualquier número de compuestos (carbonato, bicarbonato, borato, fosfato, hidróxido). Además, una medida de alcalinidad no necesariamente indica la presencia de cualquiera de estos compuestos arriba indicados.

La dureza de carbonatos o Kh es una mediad de la cantidad de carbonato / bicarbonato en un volumen de agua dado. También recibe el nombre de temporal porque varía en función de la concentración de CO2 y los niveles de ácido pueden afectar rápidamente este valor. Esto es en contraste con la GH (dureza general) que no cambia apreciablemente a corto plazo.

Para comprender completamente cómo el CO2 y el Kh funcionan en un acuario con plantas debemos por lo menos conocer levemente las cuestiones tratadas anteriormente. Los átomos forman la molécula de bicarbonato que se mantiene unida por lazos de fuerza. Cuando se añade agua, la molécula se disolverá formando aniones y cationes que establecerán un equilibrio entre las formas de cabonato, bicarbonato y ácido carbónico.

Cambios en cualquiera de ellos, Ph, CO2, bicarbonato o cabonato influenciarán la concentración de los otros tres. En un acuario plantado, el empleo de un sistema de inyección de CO2 apropiadamente instalado, el Kh y el Ph deberían permanecer estables porque solo se añade el CO2 necesario que las plantas necesitan. En la práctica esto es lo que se consigue cuando se usa un sistema de inyección de CO2 con un sistema de medición de Ph.

Aunque raramente se tienen problemas de Ph/Kh usando este sistema, todavía hay una ruta química por la cual el Kh y el ph pueden caer y que no se puede remediar por un sistema de CO2. Esta posibilidad existe porque los acuarios con plantas producen muchos compuestos orgánicos acidificantes (por ejemplo tánicos, húmicos, y ácidos úricos) que reaccionarán con el Kh (bicarbonato/carbonato) presente.

Esta reacción convierte el bicarbonato en ácido carbónico. El ácido carbónico produce CO2 que puede ser utilizado, ser expulsado en forma de gas o reequilibrarse. La llamada de alarma ante esta situación es la caída rápida del Ph que ocurre cuando la concentración de bicarbonato cae por debajo de la concentración de CO2. Una vez que esto ocurre es químicamente imposible restaurar este Kh perdido manteniendo o incrementando el nivel de inyección de CO2.

Sin embargo, esta pérdida drástica de Kh no es algo que ocurra comúnmente porque recurrimos a realizar un cambio de agua mucho antes de que esta situación pudiera suceder. Por eso es importante no descuidarse y obviar hacer cambios de agua durante varios meses.

La rapidez de este proceso está relacionada con la limpieza general del sistema. (por ejemplo, la eliminación efectiva de residuos) y el Kh inicial. En un acuario bien plantado sin inyección de CO2 las plantan usarán el CO2 disponible, causando que los carbonatos presentes reequilibren y produzcan por lo tanto más CO2. Los agentes acidificantes mencionados arriba tenderán a conducir el equilibrio de bicarbonato para producir más CO2.

En este tipo de ajuste, la presencia de agentes acidificantes puede tener un efecto beneficioso; ayuda a mantener un nivel de CO2 más alto que el que hubiera sido si la utilización hubiera sido la única fuerza conductora de la formación de CO2 adicional. Con este sistema uno debe mantener activamente el Kh añadiendo periódicamente solución tampón basada en bicarbonato. Las plantas están en esencia “comiendo” la solución tampón.

El uso de las plantas de CO2 y la presencia de agentes acidificantes en el agua conducen al equilibrio del bicarbonato para mantener un nivel constante de CO2. En la mayoría de los casos la cantidad de CO2 producido es adecuada para niveles de crecimiento de moderados a buenos, sin embargo, si las planta son capaces de consumir CO2 más rápidamente que lo que el reequilibramiento puede producir, entonces el paso de la reequilibración se convertirá en un factor limitante del crecimiento de las plantas (asumiendo que todos los demás nutrientes están en niveles suficientes para no limitar el crecimiento).

Cuadro de relación de cantidad de CO2 a aportar en función del Kh y el Ph.

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