Domande stupide sulla decalcificazione biogena

[Sini]

Dai una letta li....se no lo recupero ii

Ok, lo cerco.

[nicolatc]

Se il problema è capire perché sottraendo CO₂ in acquario il pH si alza, la spiegazione è semplice:

Una parte della CO₂ disciolta reagisce con l'acqua trasformandosi in acido carbonico H2CO3.

Una parte dell'acido carbonico H2CO3 reagisce scomponendosi in H+ e HCO3- (ioni idrogeno e bicarbonati).

- Se la CO₂ disciolta aumenta (ad esempio per erogazione artificiale, o dopo il fotoperiodo quando torna all'equilibrio con quella atmosferica), aumentano a catena gli ioni idrogeno liberati, e quindi il pH scende.

- Viceversa, se la CO₂ disciolta diminuisce (perché ad esempio assorbita dalle piante nel fotoperiodo), diminuiscono a catena gli ioni idrogeno liberati, e quindi il pH sale.

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Se hai notato che nella reazione sopra indicata varia anche il KH, perché coinvolge pariteticamente i bicarbonati (che nel secondo esempio diminuiscono, per cui il KH scende), e ti chiedi se questa variazione del KH influisca a sua volta sul pH opponendosi alla sua variazione, devi considerare che per una questione di moli in gioco le moli al litro di un KH medio sono circa 1.000 volte superiori alle moli/litro di ioni H+ presenti a pH intorno a 7, 10.000 volte superiori a quelle H+ presenti con pH intorno ad 8.

Quindi, quando la CO₂ diminuisce, supponendo che il pH aumenti da 7 a 8, gli H+ sono diminuiti di circa 10^-7 moli/litro.
Dalla reazione sopra indicata, la corrispondente uguale diminuzione di 10^-7 moli di bicarbonati, presenti nell'ordine di 10^-4 moli/litro (mille volte maggiore), comporterà una diminuzione del KH ad esempio da 4 a 3.999, cioè assolutamente ininfluente e non misurabile!

E' per questo motivo che affermiamo che praticamente con l'erogazione di CO₂, o comunque in generale quando aumenta la CO₂, il KH resta praticamente costante ed aumenta solo l'acidità (cioè il pH scende).
E naturalmente, vale anche il viceversa.

[Sini]

Ho letto l'articolo della Walstad e ancora non capisco.

Perché togliendo CO₂ (consumata dalle piante) si alza il pH?

Qualcuno mi può scrivere una formula, o fare un disegnino, o qualcosa del genere? ^:)^

[nicolatc]

La formula (disegnino) che cerchi è questa:

CO₂.PNG

L'ho ritagliata dall'articolo di @Paky

La CO₂ si dissocia (con una determinata costante di dissociazione acida K_a) in H+ e HCO3-
Ogni sistema tende a reagire ad una perturbazione impostagli dall'esterno cercando di minimizzarne gli effetti.
Quindi, se aggiungiamo CO₂, la reazione dovrà spostarsi a destra per mantenere costante la K_a, cioè ci sarà una maggiore dissociazione, una maggiore "produzione" di ioni idrogeno e bicarbonati. Il pH quindi scende.

Viceversa (e veniamo alla tua domanda), se togliamo CO₂ dal sistema, la reazione si sposta a sinistra, cioè ioni H+ e HCO3- si riassociano formando acido carbonico/CO₂, per "compensarne" la diminuzione imposta dall'esterno! Quindi in questo caso la concentrazione di ioni idrogeno diminuisce, per cui il pH sale.

[Sini]

Quindi in questo caso la concentrazione di ioni idrogeno diminuisce, per cui il pH sale.

Adesso ho capito!

^:)^ ^:)^ ^:)^

[nicolatc]

DAVVEROOO???

Bene!

Adesso però, per punizione, rileggi con calma tutti i post precedenti sulla precipitazione del carbonato di calcio, per capire se hai capito di aver capito di capire l'argomento!

[Sini]

Adesso però, per punizione

Quindi era meglio se non capivo?

Li rileggo quest'estate, in ferie...

[nicolatc]

Scherzi a parte, adesso che ti è chiaro questo, la parte sulla decalcificazione (che è il topic) sarà più semplice e lineare

[Sini]

@nicolatc

[Humboldt]

Più di tante parole, spesso, funziona meglio una illustrazione...

schema decalcificazione biogena.jpg

Quando la Walstad parla di "polarized bicarbonate uptake" si riferisce, più o meno, a quanto riportato nello schema.
Dico più o meno in quanto in realtà lo schemino riporta informazioni che la Walstad non possedeva quando ha scritto il libro.
In pratica, lo schema riporta la sezione trasversale di una foglia formata da 2 strati di cellule (2 o 3 strati di cellule è una condizione comune in molte piante acquatiche). La foglia incorpora HCO₃^- "ventralmente" e lo converte in CO₂ che poi viene assimilata nel processo fotosintetico a livello dei cloroplasti; per ogni CO₂ assimilata si ha la produzione di un OH^-. Per controllare il pH all'interno della cellula l'OH^- viene escreto dalla foglia, però, "dorsalmente"; il termine polare si riferisce proprio al fatto di prendere HCO₃^- da un lato della foglia e di espellere OH^- dal lato opposto.
Il pH aumenta sul lato di escrezione dell'OH^-.
La conversione di HCO₃^- in CO₂ ha luogo in una piega della parete cellulare (per essere più corretti si tratta di una invaginazione del plasmalemma, ma questo poco importa...) e non all'esterno della foglia (questo invece è molto importante). In tale ambiente per mezzo di un trasporto attivo (che consuma ATP) vengono introdotti H⁺ determinando un pH acido che consente allo ione bicarbonato HCO₃^- di dissociarsi "verso" la CO₂; in pratica...

schema 2.jpg

l'HCO₃^- si dissocia andando verso sinistra dello schema (infatti, come riportato nell'articolo l'ulteriore dissociazione del HCO₃^- verso destra si ha solo a pH da 8 in su ).
Ritornando al primo schema, il k⁺ ha la sola funzione di bilanciare le cariche all'interno degli spazi della in cui avviene la dissociazione del HCO₃^-.
L'OH^- che viene espulso all'esterno non "appartiene" al HCO₃^- ma all'H₂O citoplasmatica.

@Sini, la tua domanda non era così tanto stupida