Что такое pH?
«Водородный показатель (pH, от лат. pondus Hydrogenii — «вес водорода»; произносится «пэ-аш») — мера определения кислотности водных растворов. Ассоциирована с концентрацией ионов водорода, что эквивалентно активности ионов водорода в сильно разбавленных растворах.
Для водных растворов (при стандартных условиях), водородный показатель составляет:
pH < 7 соответствует кислотному раствору;
pH = 7 соответствует нейтральному раствору;
pH > 7 соответствует
основному раствору.
Водородный показатель может быть определён с помощью кислотно-основных индикаторов, измерен потенциометрическим pH-метром или вычислен по формуле как величина, противоположная по знаку и равная по модулю десятичному логарифму активности водородных ионов, выраженной в молях на литр:»
pH - это короткая форма для потенциальных ионов водорода.
Проще говоря, pH-это число, которое указывает на степень кислотности или щелочности раствора. pH измеряется по шкале 0-14. Значение 7 является нейтральным (чистая вода), а все, что меньше 7, является кислым, а выше 7-щелочным.
pH ниже 7 указывает на большее количество ионов H+ (ионов водорода), а pH выше 7 указывает на большее количество (OH-) ионов (гидроксильных ионов). Больше H+ означает, что он кислый, а больше OH - щелочной или основной. Просто помните это.
Здесь следует отметить, что шкала pH является логарифмической. Это просто означает, что pH 5 в 10 раз более кислый, чем pH 6, а не только на 1. Это также означает, что если 5 мл кислоты привели к pH от 7 до 6. Еще 5 мл не доведут его до 5. Это может занять pH до 3 или 4 или даже ниже. Имейте это в виду.
pH можно измерить с помощью различных средств - pH-метра, pH-тест-набора, pH-тест-полосок.
pH метр – Цифровой прибор, который измеряет pH раствора, в который вы его погружаете. Рекомендуется калибровать эти счетчики один раз в день работы. Как упоминалось выше, значение pH колеблется от 0 до 14. Значение pH 0 является самым кислым, а значение pH 14-самым щелочным.
Тест-полоски pH – это бумажные полоски, покрытые специальным составом, который при погружении в раствор меняет цвет в зависимости от кислотности или щелочности раствора. Сравнивая цвет полосы pH с цветовой диаграммой, прилагаемой к набору pH , можно определить значение pH раствора. Их можно найти в аквариумных магазинах.
pH тестовый набор – этот тестовый набор поставляется с индикатором pH. Несколько капель из этого набора добавляют в пробоотборник (в нашем случае гидропонный питательный раствор) и хорошо перемешивают встряхиванием. Основываясь на окраске раствора и сравнивая этот цвет с цветовой диаграммой pH, прилагаемой к набору, можно определить pH тестируемого раствора.
Почему pH питательного раствора необходимо учитывать в гидропонике?
pH питательного раствора определяет поглощение питательных веществ растениями и растворимость солей.
Например, если pH раствора превышает значение 5,5 - 6,5, железо хуже поглощается растениями, и из-за этого растения будут испытывать дефицит железа, хотя оно присутствует в растворе.
Еще одним распространенным дефицитным элементом для растений, является кальций. Более высокие значения pH приводят к осаждению кальция в растворе в нерастворимую форму.
Неопытные пользователи могут неправильно истолковать этот недостаток как отсутствие элемента в растворе и могут даже добавить больше из них, чтобы исправить симптом.
Какой диапазон pH оптимален?
Для большинства растений требуется, чтобы питательный раствор находился в диапазоне 5,5-6,5.
Таблица доступности питательных элементов на основе рН.
Как вы можете видеть, от 5,5 до 6,5 доступность всех питательных веществ довольно оптимальна. Изменение в любом направлении приведет к тому, что одно или другое важное питательное вещество не будет поглощено растениями. Итак, теперь вы знаете, какой рН лучше всего подходит для гидропоники.
Как регулировать рН в гидропонике
Регулировка рН означает увеличение или уменьшение текущего значения рН до оптимального для выращиваемых растений. Либо вы снижаете рН до нужного значения в пределах диапазона, либо повышаете рН.
Помните, что качество воды, используемой для приготовления питательных растворов, играет важную роль в регулировании рН.
Жесткая вода из-за присутствия карбонатов может противостоять изменениям рН в растворе. Эта характеристика называется щелочностью воды. Это также приводит к тому, что рН не слишком сильно отклоняется от текущего значения.
Жесткая вода обладает высокой буферной способностью из-за присутствия карбонатов, как упоминалось выше.
Мягкая вода, с другой стороны, практически не сопротивляется, так как в ней нет карбонатов, которые могли бы противостоять изменению рН. При использовании мягкой воды изменение рН будет резким. Необходимо постепенно увеличивать или уменьшать pH, чтобы получить правильное значение.
Если вы не уверены в качестве воды, лучше протестировать источник воды или использовать фильтр с обратным осмосом.
Добавление кислоты
рН раствора снижается при добавлении кислоты. Поэтому в мире гидропоники это называется “Понижением рН”. Добавляя подходящую кислоту, мы можем снизить рН питательного раствора до нужного диапазона.
Какую кислоту использовать в качестве раствора для снижения рН?
Кислоты, которые подходят для использования в качестве понижающих рН, являются
- Фосфорная кислота (наиболее предпочтительная)
- Азотная кислота
- Серная кислота
Это сильные кислоты, которые снижают рН в небольших количествах. Существуют также слабые кислоты, такие как уксусная кислота (уксус). Они не очень эффективны и не рекомендуются для гидропоники.
Хотя, с технической точки зрения, любая кислота должна работать, существует несколько соображений при выборе кислоты для использования в качестве понижающей рН.
- Безопасен для использования людьми (не вызывает коррозии, безопасен в обращении)
- Безопасен для растений (элементы, содержащиеся в кислоте, безопасны для растений)
- Экономический.
Учитывая все это, фосфорная кислота широко используется в качестве понижающего рН раствора. Фосфорная кислота выпускается в концентрированной форме, которую необходимо разбавить перед использованием в гидропонных системах.
Обычно для снижения рН используется 2-5% раствор фосфорной кислоты. Дополнительным преимуществом использования фосфорной кислоты является то, что она обеспечивает растения необходимым фосфором.
Добавление щелочи.
рН раствора повышается при добавлении щелочи. Гидроксид калия широко используется в качестве раствора для повышения рН.
Дополнительным преимуществом использования гидроксида калия является то, что он также обеспечивает растения необходимым калием.
Что вызывает колебания рН питательного раствора?
В гидропонной системе, которая спроектирована и работает хорошо, колебания pH являются нормальными. Колебания обычно выше, когда растения растут энергично или размер питательного резервуара меньше, чем требуется исходя из количества растений.
В таких случаях необходима более частая регулировка уровня для поддержания или стабилизации pH в гидропонике до желаемого значения.
Почему pH увеличивается?
По мере роста растений они поглощают различные элементы в питательных веществах с разной скоростью. Было замечено, что pH имеет тенденцию расти в гидропонике во время быстрого роста растений.
Когда растения растут, они поглощают питательные вещества, такие как азот (в форме нитрат-иона NO3). Нитрат - это анион, который отрицательно заряжен. Во время поглощения аниона корни выделяют другой отрицательно заряженный ион (OH -), чтобы поддерживать равновесие анионов и катионов в корневой зоне. Это непрерывное высвобождение OH - ионов приводит к увеличению pH. Больше (OH -) приводит к щелочному раствору.
Растения не просто принимают нитрат в одиночку, они принимают различные элементы в соотношении, необходимом для их роста.
Почему pH уменьшается?
Когда растения поглощают катионы в питательном растворе, такие как калий, кальций и магний ( K+, Ca2+ и Mg+), корни уравновешивают равновесие анионов и катионов, высвобождая ион H+. Это приводит к падению pH питательного раствора, что делает его более кислым.
Основываясь на направлении изменения - повышении или падении pH, можно понять, что происходит в корневой зоне растения, и при необходимости можно предпринять корректирующие действия для поддержания баланса pH в гидропонике и поддержания стабильного pH.