Какой самый лучший и самый дешевый буфер — Наука в гидропонике
Один из самых больших вопросов, которые люди задают, начиная выращивать гидропонные культуры, касается стабилизации pH и использования химических буферов для поддержания уровня pH в допустимых пределах в течение длительных периодов времени. Вопрос очень актуален, так как изменения pH питательного раствора могут вызвать много проблем, связанных с доступностью питательных веществ, и необходимость добавления большого количества кислот или оснований для исправления отклонений также не очень понравится растениям. Что нам нужно сделать, так это поддерживать уровень pH в приемлемом диапазоне в течение периода, по крайней мере, достаточно долгого, чтобы длиться несколько недель.
Из очень большой библиотеки химических буферов, доступных современному химику, лишь немногие подходят для их использования в гидропонике, и даже в этом случае большинство из них на самом деле непрактичны в том смысле, что они чрезвычайно дороги для домашнего гровера. Некоторые органические буферы, такие как MES, дают чрезвычайно хорошие результаты, хотя их трудно купить и они очень дороги, по этой причине они не используются широко в гидропонных культурах (этот буфер используется в основном в гидропонных исследованиях, где точность, а не стоимость, является основным определяющим фактором). фактор).
Буферы, которые у нас остаются, представляют собой очень простые органические и неорганические вещества, которые обладают низкой фитотоксичностью и некоторой совместимостью с другими ионами, присутствующими в нашей гидропонной установке. Из этих ионов фосфаты, цитраты и карбонаты являются наиболее важными, которые мы можем использовать в нашей гидропонной установке. Однако мы ограничены фактическими значениями концентрации каждого из них, которые мы можем использовать, и по этой причине мы не можем иметь неограниченную буферную емкость из этих источников.
Какой из них лучше? На самом деле мы можем провести моделирование, чтобы показать нам зависимость pH от кислотно-щелочной добавки для различных составов гидропонного раствора, используя математические уравнения. Выполнение этих симуляций требует решения очень сложных систем уравнений, которые содержат всю информацию о химическом равновесии всех различных существующих ионных частиц. Моделирование, показанное ниже, было выполнено с использованием компьютерной программы Mathematica (предполагается, что все растворы доведены до начального pH 5,8 с помощью сильной кислоты или основания).
–
–
Синяя кривая представляет собой поведение плохо забуференного гидропонного раствора с концентрацией фосфата всего около 0,002 М (около 50 частей на миллион фосфора). Красная и желтая кривые представляют два раствора с увеличивающимся уровнем карбоната, показывая нам, что если вы боретесь с повышением pH, наличие большего количества карбоната определенно поможет вам справиться с этим. Однако также ясно, что концентрация карбоната при pH 5,8 ограничена примерно 100 ppm, поскольку значения выше этого обязательно вызывают токсичность из-за очень большого присутствия иона гидрокарбоната. Зеленая кривая показывает увеличение количества фосфата с 0,002 до 0,004M (около 100 частей на миллион) с карбонатом, показывая нам, что фосфаты плохо справляются с повышением буферности по направлению к верхней стороне, но они увеличивают буферизацию по направлению к кислой территории. В целом я также заметил, что увеличение концентрации цитрата до максимального порога, допускаемого растворимостью цитрата кальция, не давало очень хорошего буферного эффекта, а лишь мягкое действие, предотвращающее сдвиги в сторону понижения.
В конце концов, можно сделать вывод, что в обычной системе гидропоники, где увеличение pH обычно происходит в сторону увеличения, лучше использовать карбонат в качестве буферного агента, чем использовать цитрат или фосфат, хотя фосфат при его обычной концентрации в гидропонике действительно обеспечивает некоторую эффективность. буферизация против движения pH (без фосфатов рост гораздо более драматичен). По этой причине я считаю, что фосфатно-карбонатный буфер является лучшим выбором для большинства гидропонных гроверов, заботясь о поддержании концентрации на уровне, который не вызывает проблем с осаждением или фитотоксичностью.
