[這篇文章最後由ruderkwa在 2005/09/08 07:37pm 第 2 次編輯]
只要是進入水族領域，無論淡水或海水大家都聽過 KH
但是有多少人真正了解KH呢？
很多人每天都在測試KH，到底KH有多重要呢？
小弟從一些角度來簡單談一下KH，希望對海水新手有所幫助！
What is KH？
英文叫Alkalinity，中文有人翻成碳酸鹽硬度，有人說是鹼度
個人比較喜歡鹼度這個名詞，因為碳酸鹽硬度會讓人誤以回KH是酸的
先看看專家對KH的定義
"Alkalinity in a marine aquarium is simply a measure of the amount of acid (H+)
required to reduce the pH to about 4.5, where all bicarbonate is converted into carbonic acid"
我想很多人會看不懂這段定義
這段定義主要是測量KH的方式與基準
稍後再討論
先看看一般所定義的KH包括哪些東西
"HCO3- (bicarbonate) 重碳酸根離子
CO3-- (carbonate) 碳酸根離子
B(OH)4- (borate) 硼酸根離子
SiO(OH)3- (silicate) 矽酸根離子
MgOH+ (magnesium monohydroxylate) 氫氧化鎂離子
OH- (hydroxide) 氫氧根離子
HPO4-- and PO4--- (phosphate) 磷酸根離子 "
為什麼KH會是這些離子？
==>這些離子本身不一定為鹼性，但是這些離子在水中增加時相對的OH-離子就會增加
這就代表鹼度的增加
以PO4來說好了
PH由8.1提升到8.4時 H2PO4-與HPO4-- 會全部變成PO4---
H2PO4- + (OH)- ==> HPO4-- + H2O
HPO-- + (OH)- ==> PO4--- + H2O
由此可見這樣的離子對水的影響是會提高鹼度
因為KH中的含量以HCO3-及CO3--佔絕大多數
所以大部分的KH分析都是以這兩個離子為主
KH vs PH
一般人最常見的不外乎下列兩個問題
1.為什麼當KH提昇時PH也會跟著提昇？
2.為什麼KH提昇後缸中的PH變動便縮小了？
第一個問題，前面已經討論過了
也就是在其他條件不變下，提昇KH也會連帶提昇氫氧根離子(OH)-,所以PH是會上升的
第二個問題主要與二氧化碳CO2有關
CO2在水中會形成三種形式分別為
H2CO3,HCO3-,CO3--
H2CO3 在水中會解離成 2H+ + CO3-- 所以是酸的
CO2溶解在水中會與水達到反應平衡，也就是如果空氣中的CO2含量不變
水中這三種形式的CO2總量就會不變
當缸中KH比較低時，代表H2CO3含量多，白天缸中生物對CO2需求旺盛時H2CO3的含量快速減少
這便造成PH大幅提昇，夜間恢復平衡後H2CO3也回到原來的含量，PH值便回到原點
相反的當KH比較高時，H2CO3的含量少，HCO3-,CO3--的含量多
因此會因為H2CO3的日夜間含量變化的影響就少很多
當然KH本身也會被生物利用而減少，不過變化的幅度沒有H2CO3(游離碳酸)來的大
KH vs Ca
1.KH與Ca的關係為何？
2.Why Low KH High Ca?
3.Why High KH Low Ca?
要討論第一個問題前，必須先了解KH單位的定義
前面提及KH的定義中，其實就是一種酸鹼平衡的測量過程
也就是以酸(H+)來將上列的各項離子還原，如CO3-- ==>H2CO3
能完全還原的PH值為4.5，淡海水不太一樣
所以說KH的單位中1meq指的就是1莫爾的H+
而1meq(2.8dkh)相對的Ca有多少呢？
以Ca(HCO3)2來說就是20mg的Ca (Ca的分子量為40)
以CaCO3來說就是40mg的Ca
可見當海水中KH=3meq(8.4dkh)時，在KH中的Ca最多會有120ppm(通常不到一半)
其他形式的Ca則為CaCl2 or CaSO4
一般來說生物不太會直接使用CaCl2 or CaSO4而是KH中的Ca
第二個問題會發生的原因主要是因為HCO3-及CO3--消耗的比Ca快
常見的現象有：
1.添加氫氧化鈣水或氯化鈣的速度太快
2.缸中植物過多，包括低等藻，這些生物並不會消耗Ca
3.營養鹽導致珊瑚共生藻過多但鈣化很慢，導致消耗HCO3-及CO3--比Ca快
第三個問題正好與第二個相反
常見的現象有：
1.長期未適當添加氯化鈣導致Cl離子不足以Keep Ca
2.缸中無藻類
3.因養鹽導過低導致共生藻數量很少，但是鈣化速度卻很快
4.有其他導致Ca沉澱的因素，過高的KH本身就很容易導致Ca沉澱
5.海鹽配方不當
Important of KH
1.穩定的KH代表缸中的PH、Ca等含量大致上會維持穩定
2.KH是無脊椎生物與植物的命脈，實驗證明比天然海水稍高的KH有助於珊瑚的鈣化
3.低營養鹽的環境(包括Zeovit)不需要過高的KH，原因前面第三個問題已提到，
至於短缺的Ca不能以鈣反來補充，最好是不會提昇KH的CaCl2
FAQ
1.添加PH提昇劑後為什麼沒多久就掉下來？
Ans.許多PH提昇劑或鎖定劑所改變的只是OH-的濃度
OH-的平衡濃度其實很低(只佔 KH的0.1%)
就像在添加氫氧化鈣水一樣的情形
最好是採用KH的提昇方式來增加PH
大部分是採提昇HCO3-及CO3--
也有產品是提昇B(OH)4-據說比較穩定
2.PH7.5 KH=15 這個數據合理嗎？
Ans.不合理
會發生這種情形的狀況幾乎等於0
除非是直接將CO2打到海水中
一般來說都是測試儀器出錯所導致
3.PH8.5 KH=5 這個數據合理嗎？
Ans.合理
不過不常發生
如果KH=5無誤，則PH很少會昇到8.3以上
一般都是因為使用了PH提昇劑、鈣水之類的東西
才會短暫產生這樣的數據
4.如何做到穩定的KH？
Ans.以添加方式來說最方便的莫過於使用鈣反
有個鈣水添加的機器也不錯，不過速度一定要慢
缸中的任何變化都會影響到KH
就算沒做任何異動KH還是會變
因此如果是新設缸，建議要經常量測KH
如果缸子很穩定可以透過PH在一天中的變化來判斷KH的高低
例如有新進生物，新增的燈泡時一定會在隔天點燈前發現PH下降了
這時就得微微增加KH的input
另外任何的KH添加方式，包括鈣反，都會漸漸導致海水的離子失衡
因此適當的換水是必須的，如果在發現KH異常時才來換水
通常都已經太慢了
5.鈣反的出水PH在7.0以上對KH有幫助嗎？
Ans.有
鈣反的出水在7.0以下
輸出的是 H+ + Ca++ + CO3-- + HCO3-
鈣反的出水在7.0以上
輸出的是 H+ + HCO3-
一般來說在這種情形下KH會稍微提昇
但是水反而變酸了，因為少了Ca陽離子
簡單討論至此，有想到再補充...
引述文章為
http://www.advancedaquarist.com/issues/feb2002/chemistry.htm
只要是進入水族領域，無論淡水或海水大家都聽過 KH
但是有多少人真正了解KH呢？
很多人每天都在測試KH，到底KH有多重要呢？
小弟從一些角度來簡單談一下KH，希望對海水新手有所幫助！
What is KH？
英文叫Alkalinity，中文有人翻成碳酸鹽硬度，有人說是鹼度
個人比較喜歡鹼度這個名詞，因為碳酸鹽硬度會讓人誤以回KH是酸的
先看看專家對KH的定義
"Alkalinity in a marine aquarium is simply a measure of the amount of acid (H+)
required to reduce the pH to about 4.5, where all bicarbonate is converted into carbonic acid"
我想很多人會看不懂這段定義
這段定義主要是測量KH的方式與基準
稍後再討論
先看看一般所定義的KH包括哪些東西
"HCO3- (bicarbonate) 重碳酸根離子
CO3-- (carbonate) 碳酸根離子
B(OH)4- (borate) 硼酸根離子
SiO(OH)3- (silicate) 矽酸根離子
MgOH+ (magnesium monohydroxylate) 氫氧化鎂離子
OH- (hydroxide) 氫氧根離子
HPO4-- and PO4--- (phosphate) 磷酸根離子 "
為什麼KH會是這些離子？
==>這些離子本身不一定為鹼性，但是這些離子在水中增加時相對的OH-離子就會增加
這就代表鹼度的增加
以PO4來說好了
PH由8.1提升到8.4時 H2PO4-與HPO4-- 會全部變成PO4---
H2PO4- + (OH)- ==> HPO4-- + H2O
HPO-- + (OH)- ==> PO4--- + H2O
由此可見這樣的離子對水的影響是會提高鹼度
因為KH中的含量以HCO3-及CO3--佔絕大多數
所以大部分的KH分析都是以這兩個離子為主
KH vs PH
一般人最常見的不外乎下列兩個問題
1.為什麼當KH提昇時PH也會跟著提昇？
2.為什麼KH提昇後缸中的PH變動便縮小了？
第一個問題，前面已經討論過了
也就是在其他條件不變下，提昇KH也會連帶提昇氫氧根離子(OH)-,所以PH是會上升的
第二個問題主要與二氧化碳CO2有關
CO2在水中會形成三種形式分別為
H2CO3,HCO3-,CO3--
H2CO3 在水中會解離成 2H+ + CO3-- 所以是酸的
CO2溶解在水中會與水達到反應平衡，也就是如果空氣中的CO2含量不變
水中這三種形式的CO2總量就會不變
當缸中KH比較低時，代表H2CO3含量多，白天缸中生物對CO2需求旺盛時H2CO3的含量快速減少
這便造成PH大幅提昇，夜間恢復平衡後H2CO3也回到原來的含量，PH值便回到原點
相反的當KH比較高時，H2CO3的含量少，HCO3-,CO3--的含量多
因此會因為H2CO3的日夜間含量變化的影響就少很多
當然KH本身也會被生物利用而減少，不過變化的幅度沒有H2CO3(游離碳酸)來的大
KH vs Ca
1.KH與Ca的關係為何？
2.Why Low KH High Ca?
3.Why High KH Low Ca?
要討論第一個問題前，必須先了解KH單位的定義
前面提及KH的定義中，其實就是一種酸鹼平衡的測量過程
也就是以酸(H+)來將上列的各項離子還原，如CO3-- ==>H2CO3
能完全還原的PH值為4.5，淡海水不太一樣
所以說KH的單位中1meq指的就是1莫爾的H+
而1meq(2.8dkh)相對的Ca有多少呢？
以Ca(HCO3)2來說就是20mg的Ca (Ca的分子量為40)
以CaCO3來說就是40mg的Ca
可見當海水中KH=3meq(8.4dkh)時，在KH中的Ca最多會有120ppm(通常不到一半)
其他形式的Ca則為CaCl2 or CaSO4
一般來說生物不太會直接使用CaCl2 or CaSO4而是KH中的Ca
第二個問題會發生的原因主要是因為HCO3-及CO3--消耗的比Ca快
常見的現象有：
1.添加氫氧化鈣水或氯化鈣的速度太快
2.缸中植物過多，包括低等藻，這些生物並不會消耗Ca
3.營養鹽導致珊瑚共生藻過多但鈣化很慢，導致消耗HCO3-及CO3--比Ca快
第三個問題正好與第二個相反
常見的現象有：
1.長期未適當添加氯化鈣導致Cl離子不足以Keep Ca
2.缸中無藻類
3.因養鹽導過低導致共生藻數量很少，但是鈣化速度卻很快
4.有其他導致Ca沉澱的因素，過高的KH本身就很容易導致Ca沉澱
5.海鹽配方不當
Important of KH
1.穩定的KH代表缸中的PH、Ca等含量大致上會維持穩定
2.KH是無脊椎生物與植物的命脈，實驗證明比天然海水稍高的KH有助於珊瑚的鈣化
3.低營養鹽的環境(包括Zeovit)不需要過高的KH，原因前面第三個問題已提到，
至於短缺的Ca不能以鈣反來補充，最好是不會提昇KH的CaCl2
FAQ
1.添加PH提昇劑後為什麼沒多久就掉下來？
Ans.許多PH提昇劑或鎖定劑所改變的只是OH-的濃度
OH-的平衡濃度其實很低(只佔 KH的0.1%)
就像在添加氫氧化鈣水一樣的情形
最好是採用KH的提昇方式來增加PH
大部分是採提昇HCO3-及CO3--
也有產品是提昇B(OH)4-據說比較穩定
2.PH7.5 KH=15 這個數據合理嗎？
Ans.不合理
會發生這種情形的狀況幾乎等於0
除非是直接將CO2打到海水中
一般來說都是測試儀器出錯所導致
3.PH8.5 KH=5 這個數據合理嗎？
Ans.合理
不過不常發生
如果KH=5無誤，則PH很少會昇到8.3以上
一般都是因為使用了PH提昇劑、鈣水之類的東西
才會短暫產生這樣的數據
4.如何做到穩定的KH？
Ans.以添加方式來說最方便的莫過於使用鈣反
有個鈣水添加的機器也不錯，不過速度一定要慢
缸中的任何變化都會影響到KH
就算沒做任何異動KH還是會變
因此如果是新設缸，建議要經常量測KH
如果缸子很穩定可以透過PH在一天中的變化來判斷KH的高低
例如有新進生物，新增的燈泡時一定會在隔天點燈前發現PH下降了
這時就得微微增加KH的input
另外任何的KH添加方式，包括鈣反，都會漸漸導致海水的離子失衡
因此適當的換水是必須的，如果在發現KH異常時才來換水
通常都已經太慢了
5.鈣反的出水PH在7.0以上對KH有幫助嗎？
Ans.有
鈣反的出水在7.0以下
輸出的是 H+ + Ca++ + CO3-- + HCO3-
鈣反的出水在7.0以上
輸出的是 H+ + HCO3-
一般來說在這種情形下KH會稍微提昇
但是水反而變酸了，因為少了Ca陽離子
簡單討論至此，有想到再補充...
引述文章為
http://www.advancedaquarist.com/issues/feb2002/chemistry.htm
