pH и EC: Основы и важность контроля

Собранная воедино статья, в которой объясняется "Что такое pH?", "Что такое EC?". Также, речь зайдёт о важности контроля и оптимальном уровне pH. Делимся мнениями и задаём вопросы в комментариях.

- Что такое pH и EC?

- Просто о pH

- Оптимальный pH

- Солёность раствора

- «ЕСть!» Что такое удельная электропроводность?

- В чём измеряют ЕС?

- Зачем измерять уровень минерализации?

Что такое pH и EC?

pH - показатель кислотности  раствора.  Точнее говоря, показатель соотношения кислоты и щёлочи, где 1- кислота, 14 – щёлочь. Определяет способность растения усваивать питательные вещества из раствора.

Получается, что при выращивании на гидропонике, все растения обитают в слегка кислотной pH среде. Самый высокодопустимый порог ph для выращивания с запасом – 6,8. Но в замкнутых системах лучше придерживаться ph ниже 6,5 (иначе возникнет недостаток Марганца).

Просто о pH

Потенциальный водород/  Potential Hydrogen / сила водорода/ pH – всё это об одном и том же. Правильно всё же писать маленькую «p» и большую «H».

pH - это водородный показатель, характеризующий концентрацию свободных ионов водорода в воде. 

Если упрощать понятие, то величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН-. Например: чем больше в воде H+, тем вода кислотнее. Чем больше OH- (то есть меньше H+), тем  более щелочная вода.

Важно: уровень pH склонен самостоятельно повышаться.

В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга. В таких случаях вода нейтральна и рН = 7. 

pH =7 называется НЕЙТРАЛЬНЫМ, менее 7 - это будет КИСЛОТНАЯ среда, более 7 - ЩЕЛОЧНАЯ.

При растворении в воде различных веществ этот баланс может быть нарушен, что и приводит к изменению уровня рН. 

При повышении H+ повышается кислотность.
 

При повышении OH- повышается щёлочность.

ВАЖНО! Не пытайтесь держать ваш pH в строгой цифре. Допустим pH раствора = 6.0, и вы при малейшем изменении в сторону, калибруете обратно в 6.0. ДЕЛАТЬ ЭТО НЕПРАВИЛЬНО! Поддерживайте только крайние значения  этого диапазона 5,5 – 6,5. Таким образом, ни одному элементу не отдаётся предпочтение. В этом промежутке растение будет само забирать необходимые ему элементы.

Частенько, показатель рН путают с кислотностью и щелочностью воды. Важно понимать разницу между ними.  рН - это показатель интенсивности, но не количества. То есть, рН отражает степень кислотности или щелочности среды, в то время как кислотность и щелочность характеризуют количественное содержание в воде веществ, способных нейтрализовывать соответственно щелочи и кислоты. Для наглядности вот аналогия с температурой, которая характеризует степень нагрева вещества, но не количество тепла. Например, опустив руку в воду, мы можем сказать какая вода - холодная или горячая, но при этом не сможем определить сколько в ней тепла (т.е. условно говоря, как долго эта вода будет остывать).   

Оптимальный pH

pH - один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде.
В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д.
 

Важно: Растения не любят резких перемен в корневой зоне. В их естественной среде обитания такого не бывает.

Оптимальная требуемая величина рН варьируется для различных систем водоочистки в соответствии с составом воды, характером материалов, применяемых в системе распределения, а также в зависимости от применяемых методов водообработки. Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. 
 

Для гидропоники оптимальный диапазон pH 5,5-6,5. Стабильный pH - основной фактор в выращивании.
 

Известно, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно поэтому для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9. Для растений - от 5.5 до 6.5.
 

ppm - eдиница измерения концентрации. Основной количественный показатель содержания удобрения в растворе.

Солёность раствора

«Три буквы: TDS и ppm»

Солёность раствора показывает общее количество растворенных в нем солей. Выражается в частях на миллион (ppm) или электропроводимостью (EC). Знаете как правильно и точно измерить содержание соли в жидкости? При помощи выпаривания и взвешивания сухого остатка. Так и поступают в научных лабораториях. Ну а мы с вами можем поступать иначе и интересней. С помощью непростых понятий и инструментов :)

TDS (Total Dissolved Solids) - это суммарный количественный показатель концентрации растворенных в воде веществ (солей) или же попросту «общее солесодержание».
 

Для разных растений требуется правильный уровень ЕС/TDS и своя программа питания на каждый период жизни растения (вегетативный рост, цветение, плодоношение)

За единицу уровня минерализации (TDS) приняты миллиграмм на литр (мг/л). Это означает вес растворённых веществ в граммах, растворённых в 1 литре воды.
 

Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды - сокращенно ppm (parts per million - частиц на миллион). Такую аббревиатуру можно встретить в зарубежных источниках. 
Это означает количество частиц растворенных в 1 миллионе частиц воды.

«ЕСть!» Что такое удельная электропроводность?

КОНДУКТОМЕТРИЯ - (от англ. conductivity - электропроводность), электрохимический метод анализа, основанный на измерении электрической проводимости растворов - EC.
Применяют для определения концентрации растворенных в воде веществ.

Уровень электропроводности влияет на морфологию растения, и что не менее важно – на качество и количество конечного продукта.

Прибор для измерения электроповодности именуется кондуктометр. На большинстве кондуктометров есть показатели двух значений (EC и ppm).

Полезные факт: Чистая водица не проводит электричество. Вот эта самая идеально чистая водица обладает бесконечной электросопротивляемостью. Но, когда в нашу чистую водицу добавляют соли (а вы помните, что в любой добавке есть соль) начинает действовать электрический процесс, и электричество отныне может проходить сквозь нашу водицу. Соответственно: чем больше солей растворится в воде, тем больше электрический поток.

Но не все растворённые соли проводят электричество одинаково (не все ионы равны между собой). Это все простые разговоры. А вот как по-научному:

Удельная проводимость (или удельная электролитическая проводимость) - это способность вещества проводить электрический ток. Это величина, обратная удельному сопротивлению.

Электропроводимость обусловлена наличием ионов натрия, калия, кальция, сульфата (SO4,2-) и гидрокарбоната. Наличие же таких ионов как двух- и трехвалентного железа, марганца, алюминия, нитрата, и т.п. не оказывает сколько-нибудь серьезного влияния на электропроводность (если, конечно же, эти ионы не содержатся в воде в значительном количестве).

Важно: Чем выше проводимость, тем выше концентрация солей, тем труднее растениям впитывать воду.

Удельная проводимость легко может быть измерена электронными приборами. Широкий спектр соответствующего оборудования позволяет сейчас измерять проводимость любой воды, от сверхчистой (практически нулевая проводимость) до насыщенной химическими соединениями (высокая проводимость). Цена на Кондуктометр варьируется. От самых доступных карманных вариантов – до дорогущих лабораторных вариантов. Помните: все эти приборы, независимо от цены очень хрупкие, и обращаться с ними необходимо бережно. После покупки настоятельно рекомендуем прочесть инструкцию по применению. Даже те приборы, что используются правильно, нуждаются в регулярной калибровке!

В чём измеряют ЕС?

Вспомним школу: Основная единица измерения сопротивления - Ом. А удельная проводимость - величина обратная сопротивлению. Она измеряется в Сименсах (помните, раньше делали неплохие одноименные телефоны?).

Единицей данного типа измерений является Сименс/см. При измерении проводимости воды чаще используются более точные мкС/см (микросименс на см) и мС/см (миллисименс на см).

Рекомендации от GHE по электропроводности раствора (мС/см)

Черенки: 0.2 – 0.4

Молодые укоренившиеся растения: 0,8-1,2

Вегетация: 1.6 – 1.8

Цветение и плодоношение: 1.8 – 2,2

Зачем измерять уровень минерализации?

Согласно требованиям Управления по охране окружающей среды (EPA) максимально допустимый уровень загрязнения воды является 500 мг/литр или 500 частиц на миллион (parts per million, ppm) к общему количеству растворенных в воде твердых частиц.   

Когда уровень минерализации превышает 1000 мг/литр, считается, что такая вода не пригодна для потребления человеком. Высокий уровень минерализации является индикатором потенциальной опасности, а также подтверждает необходимость проведения лабораторных исследований. В большинстве случаев высокий уровень минерализации вызван содержанием калия, солей хлористоводородной кислоты и натрия, ионы которых имеют небольшой или краткосрочный эффект. Однако помимо этого в воде могут содержаться токсичные ионы (арсенат свинца, кадмий, нитрат и другие), представляющие опасность для живых организмов. 

Статья подготовлена при поддержке

магазина Гидропонист.

Обсудить на форуме