Додав кислоту, pH упав до 5,8, а наступного ранку в баку знову 7. Звична реакція: долити ще кислоти на око. Тільки pH води нічого не каже про те, скільки кислоти вона зʼїсть. Це визначає лужність, тобто запас бікарбонатів, які нейтралізують кислоту раніше, ніж вона встигає змінити pH розчину.
Нижче калькулятор кислоти для гідропоніки. Вводиш лужність з аналізу води або крапельного тесту, обʼєм бака і кислоту, яку маєш, і отримуєш мілілітри. Заодно калькулятор показує, скільки азоту, фосфору чи сірки кислота додасть у розчин. Під ним розбираємо, звідки коефіцієнти, чим бак відрізняється від поливу через інжектор і яку кислоту брати.
Калькулятор кислоти для гідропоніки: лужність, обʼєм, кислота
- Лужність бери з лабораторного аналізу води або з крапельного тесту KH. Лабораторії пишуть її по-різному, тому калькулятор приймає мг/л CaCO₃, мекв/л, °dH і мг/л HCO₃⁻.
- Режим «бак» рахує повну нейтралізацію бікарбонатів. Режим «інжектор» рахує дозу на pH близько 5,8 за таблицею Університету штату Північна Кароліна (NCSU). Чим вони відрізняються, пояснюємо нижче.
- Результат це стартова доза. Перший заміс перевір pH-метром, а знайдену кількість запиши як стандарт для свого джерела води.
Кислоту для гідропоніки рахують за лужністю: вода з pH 9,3 проти 8,3
Найнаочніший приклад дали Даг Бейлі і Тед Білдербек, фахівці NCSU з теплиць і розсадників, у бюлетені про контроль лужності поливної води. Вони титрували дві води 35% сірчаною кислотою до pH 5,8:
- вода A: pH 9,3, лужність 71 мг/л CaCO₃. Знадобилось 15,8 рідкої унції на 1000 галонів, це близько 123 мл на 1000 л;
- вода B: pH 8,3, лужність 310 мг/л CaCO₃. Знадобилось 68,6 унції, близько 536 мл на 1000 л.
Вода B на цілу одиницю pH нижча, а кислоти забрала в 4,3 раза більше. Ніл Меттсон з Корнельського університету і Карі Пітерс з лабораторії J.R. Peters пояснюють це так: pH це знімок води в момент виміру, а лужність показує її тривалий вплив на pH розчину. Тому для розрахунку кислоти потрібна саме лужність.
Одиниці переводяться просто: 1 мекв/л лужності дорівнює 50 мг/л CaCO₃ або 61 мг/л HCO₃⁻, а 1 °dH дорівнює 17,86 мг/л CaCO₃. За NCSU, більшість вод, придатних для поливу, мають від 0 до 8 мекв/л, тобто до 400 мг/л CaCO₃. Чому pH повертається після кислоти і як працює карбонатний буфер, докладно розібрано у вікі лужність води (Alkalinity, KH).
Кислота на 1000 л води: коефіцієнти для азотної, фосфорної і сірчаної
Хімія тут проста. Один іон водню з кислоти нейтралізує один бікарбонат, утворюються вуглекислий газ і вода. Тож доза пропорційна лужності та обʼєму, а коефіцієнт залежить тільки від концентрації і густини кислоти. Ось скільки мілілітрів іде на 1000 л води на кожен 1 мекв/л (50 мг/л CaCO₃) лужності:
| Кислота | Густина, г/см³ | Повна нейтралізація, мл | До pH ≈5,8, мл | Що додає на 1 мекв/л |
|---|---|---|---|---|
| Азотна 57% | 1,35 | 81,9 | 63,9 | 14 мг/л N |
| Азотна 65% | 1,39 | 69,7 | 54,4 | 14 мг/л N |
| Ортофосфорна 75% | 1,58 | 82,7 | 64,5 | 31 мг/л P |
| Ортофосфорна 85% | 1,685 | 68,4 | 53,4 | 31 мг/л P |
| Сірчана, електроліт ≈36% | 1,27 | 107,2 | 83,6 | 16 мг/л S |
Для ортофосфорної рахуємо тільки перший протон: при pH вище 5 працює лише він. Колонка «до pH ≈5,8» відтворює таблицю NCSU. Якщо перевести їхні унції на 1000 галонів у мілілітри на 1000 л, для всіх трьох кислот виходить нейтралізація близько 78% лужності. Решту бікарбонатів автори лишають у воді.
Для перевірки візьми приклад з вікі про лужність: вода 180 мг/л CaCO₃, бак 100 л, 85% ортофосфорна. Там виходить 25 мл, і калькулятор у режимі «бак» дає ті самі 24,6 мл.
Кислота до pH 5,8 чи повна нейтралізація: що обрати для бака
Таблицю NCSU писали для поливу через інжектор: кислоту подають просто в трубу, і за кілька хвилин вода вже в субстраті. За словами авторів, у такій схемі кінцевого pH 5,8 досить, щоб лужність поливної води не піднімала pH субстрату.
У гідропонному баку вода стоїть днями, а компресор постійно продуває її повітрям. Вугільна кислота, що утворилась з бікарбонатів, виходить як CO₂, і pH піднімається до рівня, який задають бікарбонати, що лишились. Тому для бака вікі радить нейтралізувати буфер повністю, опустивши pH нижче 5, і тільки після добрив виводити розчин на робочі 5,8-6,2.
- DWC, NFT, будь-яка система з рециркуляцією: режим «бак».
- Проточний полив через інжектор, коли вода одразу йде на рослини: режим «інжектор».
- Сумніваєшся: внеси повну дозу, дай бакові попрацювати з аерацією кілька годин і подивись, куди рухається pH.
Кислота додає в розчин азот, фосфор або сірку: яку обрати
Після нейтралізації кислота не зникає: її аніон лишається в баку і стає частиною рецепту. У NCSU прямо пишуть, що після підкислення програму живлення треба скоригувати на те, що принесла кислота. Калькулятор показує цю добавку в мг/л.
Ортофосфорна. Кожен нейтралізований мекв/л додає 31 мг/л фосфору. У корнельських рецептах для салату і зелені фосфору 16-39 мг/л, для томата до 50. Тобто при повній нейтралізації ортофосфорна перекриває весь рецепт уже на лужності близько 80 мг/л CaCO₃. NCSU наводять крайній випадок: при 6 мекв/л вона дала б понад 126 ppm фосфору при рекомендованому максимумі 55. Ортофосфорна годиться для мʼякої води з низькою лужністю.
Азотна. Кожен мекв/л дає 14 мг/л азоту. Для води з лужністю 250 мг/л CaCO₃ (5 мекв/л) це 70 мг/л N, майже половина від 150 мг/л N у корнельських рецептах для зелені. Азот рослинам потрібен, але його треба відняти з селітри, і перерахувати рецепт з поправкою зручно в NPK-калькуляторі. Працювати з азотною найнебезпечніше: вона їдка і димить, NCSU окремо попереджають не вдихати пари.
Сірчана. Кожен мекв/л дає 16 мг/л сірки. Бейлі і Білдербек радять саме її, у вигляді 35% електроліту для акумуляторів: вона безпечніша за азотну і дешевша за ортофосфорну. При 6 мекв/л сірки виходить 75 мг/л, за їхніми словами, більш ніж достатньо. Обмеження з довідки Університету Массачусетсу: сірчана несумісна з кальцієвими добривами в концентраті, тож у маточник з кальцієвою селітрою її не лий.
Лимонну кислоту калькулятор не рахує: у NCSU її вважають задорогою для великих обʼємів поливної води.
Вода з високою лужністю часто несе ще й багато кальцію і магнію, і їх теж варто врахувати в рецепті. Як читати GH і що робити з кальцієм і магнієм, описано у вікі жорсткість води (Ca/Mg). Якщо навіть сірчана чи азотна при твоїй лужності приносять більше, ніж рецепт може прийняти, порівняй кислоту зі зворотним осмосом: варіанти описано у вікі підготовка води. Чим повернути у воду кальцій і магній після осмосу, описано у вікі мінералізуючі концентрати для RO-води.
Кислота в бак: порядок внесення і безпека
- Виміряй лужність. NCSU вважають, що точності крапельного тесту ±0,4 мекв/л (20 мг/л CaCO₃) досить для більшості випадків.
- Порахуй дозу в калькуляторі вище.
- Налий у бак чисту воду, влий кислоту і перемішай. Кислоту лий у воду, ніколи навпаки.
- Добрива вноси після кислоти. Кислоту не змішуй з маточними розчинами добрив в одній ємності. У схемі з двома баками в Cornell кислоту додають у бак B, де немає кальцієвої селітри, або тримають її в окремому баку.
- Виміряй pH, доведи його до робочого малою корекцією і запиши дозу.
З будь-якою кислотою працюй в окулярах, кислотостійких рукавичках і фартуху. Кисла вода з часом розʼїдає оцинковані труби й фітинги, тож час від часу їх оглядай.
Кислота і лужність: головне
- Дозу кислоти визначає лужність води. pH для розрахунку майже нічого не дає, його перевіряють уже після внесення.
- 1 мекв/л = 50 мг/л CaCO₃ = 61 мг/л HCO₃⁻ = 2,8 °dH.
- Бак з рециркуляцією: повна нейтралізація. Полив через інжектор: до pH 5,8.
- Ортофосфорна тільки для мʼякої води. При високій лужності бери сірчану або азотну і віднімай їхні сірку чи азот з рецепту.
- Калькулятор дає стартову дозу, остаточну покаже pH-метр.
