אקספוננט מימן (גורם גורם) – הידרופוניקה

מעריך מימן (גורם pH) הוא מדד לפעילותם של יוני מימן בתמיסה, המבטא כמותית את חומציותו. כאשר ה- pH אינו ברמות אופטימליות, הצמחים מתחילים לאבד את יכולתם לספוג חלק מהאלמנטים הדרושים לצמיחה בריאה. לכל הצמחים רמת pH ספציפית המאפשרת תוצאות גידול מקסימליות. מרבית הצמחים מעדיפים סביבת גידול מעט חומצית (בין 5.5-6.5).

מעריך מימן בנוסחאות

בתמיסות מדוללות מאוד ה- pH שווה לריכוז יוני המימן. שווה במודול והפוך בסימן ללוגריתם העשרוני של פעילות יוני המימן, המתבטא בשומות לליטר:

pH = -lg [H⁺]

בתנאים סטנדרטיים, ערך ה- pH נע בין 0 ל 14. במים טהורים, ב- pH ניטראלי, ריכוז ה- H⁺ שווה לריכוז OH^– והוא 1 10^-7 שומה לליטר. ערך ה- pH המרבי האפשרי מוגדר כסכום ה- pH ו- pOH ושווה ל- 14.

בניגוד לאמונה הרווחת, pH יכול להשתנות לא רק בטווח שבין 0 ל -14, אלא יכול גם להיות מעבר לגבולות אלה. לדוגמא, בריכוז של יוני מימן [H⁺] = 10^-15 mol / l, pH = 15, בריכוז יוני הידרוקסיד [OH^–] 10 mol / L pOH = -1.

חשוב להבין! סולם ה- pH הוא לוגריתמי, כלומר כל יחידת שינוי שווה לשינוי פי עשרה בריכוז יוני המימן. במילים אחרות, תמיסת pH 6 היא חומצית פי עשרה מתמיסת pH 7, ותמיסה של pH 5 תהיה חומצית פי עשרה מתמיסה של pH 6 וחומצית פי מאה מתמיסה של pH 7. אתה מכוון את ה- pH של תמיסת התזונה שלך ואתה צריך לשנות את ה- pH בשתי נקודות (למשל, מ- 7.5 ל- 5.5) עליך להשתמש במתקן ה- pH פי עשרה יותר מאשר אם היית משנה את ה- pH בנקודה אחת בלבד (מ- 7.5 עד 6.5).

שיטות קביעת PH

נעשה שימוש נרחב במספר שיטות לקביעת ערך ה- pH של הפתרונות. ניתן לאמוד את ה- pH בערך באמצעות אינדיקטורים, למדוד במדויק עם מד pH, או לקבוע אנליטית על ידי טיטרציה של חומצה-בסיס.

מדדים על בסיס חומצה

לצורך הערכה גסה של ריכוז יוני המימן, נעשה שימוש נרחב באינדיקטורים על בסיס חומצה – חומרי צבע אורגניים, שצבעם תלוי ב- pH של המדיום. האינדיקטורים המפורסמים ביותר כוללים לקמוס, פנולפטלין, תפוז מתיל (תפוז מתיל) ואחרים. אינדיקטורים יכולים להתקיים בשתי צורות בצבעים שונים – חומצי או בסיסי. שינוי הצבע של כל אינדיקטור מתרחש בטווח החומציות שלו, בדרך כלל 1-2 יחידות.

אינדיקטור אוניברסלי

כדי להרחיב את טווח העבודה של מדידת ה- pH, משתמשים במה שמכונה אינדיקטור אוניברסלי, שהוא תערובת של כמה אינדיקטורים. המחוון האוניברסלי משנה ברצף את צבעו מאדום דרך צהוב, ירוק, כחול לסגול כשעוברים מהאזור החומצי לאחד הראשי.

פתרונות של תערובות כאלה – “אינדיקטורים אוניברסליים” ספוגים לרוב ברצועות של “נייר אינדיקטור”, בעזרתם ניתן לקבוע במהירות (עם דיוק של יחידות pH, או אפילו עשיריות pH) את החומציות של הנחקר. פתרונות מימיים. לקביעה מדויקת יותר, צבע נייר האינדיקטור המתקבל בעת מריחת טיפת תמיסה מושווה באופן מיידי לסולם צבעים ייחוס שצורתו מוצגת בתמונות.

קביעת ה- pH בשיטת אינדיקטור קשה לפתרונות עכורים או צבעוניים.

בהתחשב בעובדה שערכי ה- pH האופטימליים לפתרונות תזונתיים בהידרופוניקה הם בעלי טווח צר מאוד (בדרך כלל בין 5.5 ל -6.5), אני משתמש גם בשילובים אחרים של אינדיקטורים. לדוגמא, בדיקת ה- pH הנוזלית שלנו כוללת טווח פעולה וסולם של 4.0 עד 8.0, מה שהופך אותה למדוייקת יותר מנייר חיווי אוניברסלי.

מד pH

שימוש במכשיר מיוחד – מד pH – מאפשר למדוד pH בטווח רחב יותר ובאופן מדויק יותר (עד 0,01 יחידות pH) מאשר שימוש באינדיקטורים אוניברסליים. השיטה נוחה ומדויקת במיוחד, במיוחד לאחר כיול אלקטרודת המחוון בטווח ה- pH שנבחר. זה מאפשר מדידת ה- pH של פתרונות אטומים וצבעוניים ולכן נעשה בו שימוש נרחב.

ללימוד מפורט יותר של הנושא, אנו ממליצים לבקר בחלק המתאים בפורום: “pH pH”.

שיטה נפחית אנליטית

השיטה הנפחית אנליטית – טיטרציה של חומצה-בסיס – נותנת תוצאות מדויקות לקביעת חומציות הפתרונות. תמיסת ריכוז ידוע (טיטרנט) מתווספת טיפה לפיתרון הבדיקה. כאשר הם מעורבים, מתרחשת תגובה כימית. נקודת השוויון – הרגע בו הכותרת מספיקה בדיוק כדי להשלים לחלוטין את התגובה – קבועה באמצעות אינדיקטור. יתר על כן, בידיעת הריכוז והנפח של תמיסת הטיטרנט שנוספה, חומציות התמיסה מחושבת.

השפעת הטמפרטורה על ערכי ה- pH

ערך ה- pH יכול להשתנות בטווח רחב עם שינויים בטמפרטורה. לכן, לתמיסת NaOH טוחנת 0,001 בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס יש pH = 11,73, ובטמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס = 10,83. ההשפעה של הטמפרטורה על ערכי ה- pH מוסברת על ידי ניתוק שונה של יוני מימן (H⁺) ואינו שגיאת ניסוי. לא ניתן לפצות על השפעת הטמפרטורה באמצעות האלקטרוניקה של מד ה- pH.

התאמת ה- pH של תמיסת התזונה

החמצה של תמיסת התזונה

בדרך כלל צריך לחמץ את תמיסת התזונה. ספיגת היונים על ידי הצמחים גורמת להתמצות הדרגתית של התמיסה. לרוב כל פתרון בעל pH של 7 ומעלה יהיה צורך להתאים אותו ל- pH האופטימלי. ניתן להשתמש בחומצות שונות לחמצת תמיסת התזונה. בדרך כלל משתמשים בחומצות גופרתיות או חומצות זרחניות. פתרון טוב יותר לפתרונות הידרופוניים הם מאגרים כגון pH מינוס בלום ו- pH מינוס Grow. כספים אלה לא רק מביאים את ערכי ה- pH למיטבי, אלא גם מייצבים את הערכים לתקופה ארוכה.

בעת התאמת ה- pH עם חומצות ואלקליות, יש ללבוש כפפות גומי כדי למנוע כוויות בעור. כימאי מנוסה מיומן בטיפול בחומצה גופרתית מרוכזת, ומוסיף את החומצה טיפה אחר טיפה למים. אבל עבור הידרופוניסטים מתחילים, אולי עדיף לפנות לכימאי מנוסה ולבקש ממנו להכין תמיסת חומצה גופרתית של 25%. בזמן הוספת החומצה מערבבים את התמיסה ונקבע ה- pH שלה. לאחר שלמדנו את הכמות המשוערת של חומצה גופרתית, בעתיד ניתן להוסיף אותה מגליל מדורג.

יש להוסיף חומצה גופרתית במנות קטנות כדי לא לחמם את התמיסה יתר על המידה, אשר לאחר מכן יהיה צריך להיות אלקליזציה שוב. אצל עובד חסר ניסיון, החמצה ואלקליניזציה יכולים להימשך ללא הגבלת זמן. בנוסף לבזבוז זמן וריאגנטים, ויסות כזה לא מאזן את תמיסת התזונה עקב הצטברות יונים מיותרים לצמחים.

אלקליניזציה של תמיסת התזונה

תמיסות חומציות מדי נעשות אלקליין עם נתרן קאוסטי (נתרן הידרוקסיד). כשמו כן הוא, הוא מאכל ולכן יש ללבוש כפפות גומי. מומלץ לרכוש נתרן הידרוקסיד בצורת גלולה. בחנויות כימיקלים ביתיות ניתן לרכוש נתרן הידרוקסיד כמנקה צינורות, כמו שומה. ממיסים גלולה אחת ב 0,5 ליטר מים ומוסיפים בהדרגה את התמיסה האלקליין לפתרון התזונתי תוך ערבוב מתמיד, תוך בדיקה תכופה של ה- pH שלה. אין חישובים מתמטיים שיכולים לחשב כמה חומצה או אלקלי צריכים להוסיף במקרה נתון.

אם ברצונך לגדל מספר גידולים באותה משטח, עליך לבחור אותם כך שלא רק ה- pH האופטימלי שלהם עולה בקנה אחד, אלא גם הצרכים לגורמי גדילה אחרים. לדוגמא, נרקיסים וחרציות צהובות זקוקים לחומציות של 6,8, אך לתנאי לחות שונים, כך שלא ניתן לגדל אותם על אותה משטח. אם אתה נותן לנרקיסים לחות כמו חרציות, נורות הנרקיס יירקבו. בניסויים, ריבס הגיע להתפתחותו המקסימלית ב- pH 6,5, אך הוא יכול לצמוח אפילו ב- pH 3,5. שיבולת שועל, שמעדיפה pH של כ -6, תניב תשואות טובות ב- pH 4 אם מינון החנקן בתמיסת התזונה גדל מאוד. תפוחי אדמה גדלים בטווח pH רחב למדי, אך הם משגשגים בצורה הטובה ביותר ב- pH של 5,5. מתחת ל- pH זה מתקבלות גם תשואות גבוהות של פקעות, אך הן רושמות טעם חמצמץ. כדי להשיג תשואות איכותיות מקסימליות, יש להתאים במדויק את ה- pH של פתרונות התזונה.