滴定系統概論

Maximo

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2尺底濾
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柏林
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SPS
我在寫一個關於滴定系統的文,希望能夠對剛想要轉SPS的新同學有點幫助,縮短摸索的時間。但是我自己轉SPS也還沒兩年,也還算是新同學,所以我想請各位魚友幫忙勘誤,或是說有沒有更好的做法或其他的看法。
(2018/9/26 補充: LPS消耗量大時也可能需要滴定)

滴定系統概論

滴定系統概論這主題很好寫
最完整的介紹請看齊宗師的jcnote
http://www.ph84.idv.tw/vbb/showthread.php?t=323390

不過問題是這樣的,我們小時候當過學生的都知道,老師說的通常學生都很難聽的懂。
因為思考的層次是不一樣的。
通常都是看了隔壁考38分的同學的筆記,有了一些靈感,自己再摸索一下,就可以考及格了。

所以我來當一下考38分的同學
轉SPS以後,第一件事情就是要考慮怎麼滴定。
8.4上面常常可以看到幾個專有名詞
2-Part,3-Part,Balling Method,無(低)鈉鹽….

我的了解是這樣的:
SPS成長時大量消耗水裡的碳酸跟鈣,形成他的骨頭
消耗到一個程度,就不是說只是沒東西吃營養不良而已,因為水裡面離子成分已經改變太大,KH、PH都變了,珊瑚就活不下去,開始死亡。
那我怎麼知道呢? 因為我是先做再說,所以該走的不該走的我都走過了。

上面講的這些專有名詞就是滴定的配方。
Balling Method是德國Tropic Marin研發部經理Hans-Werner Balling的配方
而2-Part,3-Part這就比較難解釋了
2-Part不是一個專有名詞,他原意是”兩劑型”的意思。
像是我們台灣說的AB膠,美國的說法是2-Part Epoxy。
但是通常珊瑚缸大家說的2-Part / 3-Part,應該說的是美國在RC / R2R上面幫大家上化學課的Randy Holmes-Farley博士所介紹的2-Part / 3-Part Method. 也有人叫他做Randy Method.

Randy的2-Part是指一桶氯化鈣與一桶小蘇打(或碳酸鈉)溶液,3-Part是再加一桶氯化鎂。
Balling基本配方是一個3-Part,氯化鈣 / 小蘇打 / 無鈉鹽。
有人把不加無鈉鹽的2-Part叫做Balling Light, 但是Balling先生對這個事情並不認同。
他認為Balling就是Balling,Balling Light跟他無關。

那無鈉鹽是什麼?難道是去超市買台鹽出的低鈉鹽嗎?
不是這樣的,這裡說的無鈉鹽是:
氯化鈣跟小蘇打(碳酸氫鈉)在水裡被珊瑚吃掉鈣跟碳酸,變成骨頭碳酸鈣,剩下的氯跟鈉不就變成食鹽了。
所以長久的滴定,就會打破正常的海水裡70%的氯化鈉比例。
所以這裡說的無鈉鹽就是正常海鹽去除掉”氯化鈉”的部分,
加上無鈉鹽,雖然滴久以後比重一樣會上升,會需要加淡水調整,但是離子的比例是正常的。

基本的巨量元素調整補充完了以後,才去討論微量元素鍶、碘、鐵、碘、、、如何補充
通常是加到那三劑裡面去滴。

AF是波蘭的一家公司,他的系統裡面除了消化菌與NP控制的部分以外,另外一大部分就是Balling. 他幫你把藥水都調好了,你買回去照說明書滴就好了。
FM的藥水也是。

但是身為台灣人,我們比較鐵齒。
買現成的組裝好的品質穩定品牌電腦....遜爆。
自己組電腦每天當機.....酷斃。

那Ca, Mg, KH, 滴定三寶的藥水如何泡製,如何滴定?

不管是哪家配方,基本的藥劑是
Ca: 可使用無水氯化鈣,二水氯化鈣,台灣都是買無水的。
Mg: 可使用六水氯化鎂,或搭配硫酸鎂
KH: 可使用小蘇打NaHCO3或是碳酸鈉Na2CO3。如果要拉PH,就使用碳酸鈉,如果不拉,就用小蘇打就好。台灣大部分的人都是用小蘇打(我猜的)。

既然珊瑚消耗碳酸與鈣是等比的,那泡製與滴定藥水應該也是等比的。另外要考慮到飽和濃度的問題,以及與無鈉鹽配合比例的問題。所以才有上面說的這些標準配方。

正常的消耗比是
每111g無水氯化鈣 (或是147g二水氯化鈣) ,配合34g的六水氯化鎂。
可以配成同一桶一起滴,也可以分開滴,各別微調。(但是不可以跟小蘇打混一桶)
鈣鎂比大概是一比三。
(2018/9/26 修正: 3:1到5:1都有可能,需要依照魚缸實際消耗調整)
然後鈣跟小蘇打比,大概是一比一。但是因為我泡海水沒有用RO,所以新的海水KH超高,所以我就必須減少KH的滴定。

泡製與滴定的正確方式請看各家的資料。因為篇幅太大,我只好跳過。
我這裡只分享我自己的簡易泡製與計算方式:

因為我沒有使用無鈉鹽,所以配方就更隨意了。不使用無鈉鹽當然各有利弊。但是我目前每週換水10-20%的情況來看。似乎還沒產生太大的問題。但是我有監控與調整鉀。

阿名配方:
Ca: 10g無水氯化鈣配90g淡水。
Mg: 10g六水氯化鎂配90g淡水。
KH: 5g小蘇打NaHCo3配95g淡水。

湊整數是方便泡藥水時的計算。我覺得“方便”比”最佳”來的重要。
要泡5公斤的氯化鈣溶液,我不用算也知道需要準備500公克的無水氯化鈣。
然後哪天需要手工微調時,也可以很輕鬆的算出來100公克溶液有多少無水氯化鈣。
小蘇打只有5%,那是受限於飽和濃度。

我捷寶滴定機的設定是:

Ca: 10%無水氯化鈣,每日12:00滴一次,每次60CC (6g/天)。
Mg: 10%六水氯化鎂,每日18:00滴一次,每次20CC (2g/天)。
KH: 5%小蘇打NaHCo3,每日9/15/21/3點滴4次,每次35CC。合計140CC/天 (7g/天)
(2018/9/26 補充: 這設定需要調整)

從上表可知,我每天KH分四次滴,然後鈣鎂的時間跟小蘇打錯開3小時。避免時間太接近。
那為何分4次,而不是只滴1次或是分成12次或24次?
因為如果每天把需要的劑量一次滴完,可能造成水質震盪太大。
但是如果分太多次滴,一方面可能會累積誤差,最主要的是,每次想要調整劑量時會設定很久。
為了方便設定,所以我就以4次為標準。

雖然小蘇打已經比氯化鈣多了,但是我大概每一兩個月還要手工稍微補一點
如果KH掉到5或6,我就手工倒100CC來拉1KH,一直補到7為止,每日不超過1KH (我魚缸小,淨水量只有135L)
鈣也有補,但是很少
鎂有點過多,長久滴下來,現在已經到1500了,所以可能需要再微調一點。

那其他微量元素怎麼辦??

這是一個好問題,我目前沒有比較好或是比較正確的答案。
我知道珊瑚需要補充這些微量元素來幫助顯色與健康成長。
這個我就沒有辦法堅持DIY,只好偷偷跑去買了AF的Components Strong.
這裡面有4罐是要加到鈣鎂去滴定的。
我換算了AF鈣鎂的濃度以後,加了一些到我的鈣裡面。
那一桶滴完以後我就沒再加了。
第一是我看不出來有加跟沒加有什麼差異,因為我SPS也沒有養到真的好棒棒可以玩顏色的程度。
第二是加了以後,那桶鈣產生了一些奇怪的橘色的沉澱物。不知道是什麼問題。

我後來就沒再用,不知道比較有經驗的魚友是怎麼補微量元素的。
請大家介紹一下什麼藥水比較好。
還是說有人已經專業到連微量都自己DIY了?
 
最後編輯:
一些比例問題,比如碳酸與鈣鎂的比例,鈉鹽和無鈉鹽的比例,我覺得都有變數。


像KH/Ca/Mg,在我個人經驗和一些其他論壇的觀察,通常不會符合比例。KH在硝化系統旺盛的缸中消耗會比較多,我猜是因為它原始的定義是鹼度,而缸中有一些有機物是酸性,交互作用下會被額外消耗掉。所以愈是走大輸入大輸出的系統,KH消耗的量會愈多。

至於鎂,觀察起來藻類的利用量比珊瑚高很多,以我來說,有用ATS時鎂一日的消耗量是沒有ATS時的數十倍,長期下來鎂的滴定費用蠻嚇人的,這也是我後來不太用ATS的原因。

至於滴定造成的Na-Cl比例上升問題,確實長期來看比例會慢慢上升,但拿筆出來細算一下,感覺上升的量沒那麼明顯?事實上我也沒看過一個明確的數字,說明Na-Cl比例高到多少時會造成問題。而且一般人的缸會固定換水,蛋白也會打掉一些(很少有人在倒蛋白廢液時,順便補等量的海鹽進缸裡吧?),加加減減下來,我想有滴定的缸Na-Cl比例會比天然海水高一些,但維持在一個固定值。如果這個狀態下沒造成問題,在我來說不理它也無妨,可以是水質的加分條件,但不會是關鍵因素。


至於微量元素,我覺得只要是公開販售一段時間的大公司商品,應該都可以用。或是利用換水補足也可以,這些既然是「微量」元素,一般說來在水中的濃度和消耗量都很低,依靠定期換水來補充的話,也許離子濃度會比天然海水略低一些,但似乎不會有太大影響。

如果要DIY,除非自己家裡裝一台ICP-OES,定期分析各種離子的濃度,那應該可以自己買各種離子的氯化物或螫合物來滴。但既然消耗量很很很很很少,買一罐250g的氯化鍶什麼的來用,也許一輩子都用不完。既然如此,不如用別人配好的溶液來加,至少還有提供使用說明,省掉一些自己摸索的時間。


題外話,我覺得這篇不用特指給養SPS的人看,即使是養LPS,滴定也是很重要的。
 
謝謝阿帆的補充與經驗分享。
我想我必須修正一下我對LPS的觀念。

我會一直有個根深蒂固的觀念說LPS不消耗KH跟鈣,是因為我家裡那個1.5尺的LPS小缸。
剛跳海的時候,我每個禮拜戰戰兢兢的檢驗水質。
KH與Ca,都沒改變過。
可能的原因是以前一直養不好。養LPS就像是在插花一樣,過一陣子死掉就要丟。垂死的珊瑚可能就不太消耗這些東西。然後那時NO3都有得滿分100,所以每個禮拜換水20L,對這小缸來說是將近1/3的水量。
後來雖然比較知道如何不養死珊瑚,但是那缸子裡現在滿滿的都是聖誕樹跟八爪。
只有紅單胞跟尼羅河跟幾個小斷支有骨頭,再加上換水1/3,所以感覺起來KH跟鈣還是沒有動。
 
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但是身為台灣人,我們比較鐵齒。
買現成的組裝好的品質穩定品牌電腦....遜爆。
自己組電腦每天當機.....酷斃。

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哈哈,這段寫的真傳神...
 
哈哈,這段寫的真傳神...

我是謹遵宗師jcnotes上的教誨,自己泡,直接用下去,一毛也不讓AF賺。
不過我有買過他家的Power Food跟Components Strong.
也沒有不支持AF的意思。
 
我比較好奇SPS缸中鈣和鎂的消耗比例,阿名大是說3:1,但是我查到AF系統是寫5:1,是否因為AF用的是無水氯化鎂吧。
 
AF應該不會公布他的5:1的配方是什麼,不然他的成本我們大家掐指一算就出來了。

我說的無水氯化鈣與六水氯化鎂3:1配方,一方面是我自己滴定的經驗,另外一方面是下面這個網站上的說明:

http://www.ultimatereef.com/articles/balling/

這篇文裡面對於為何小蘇打跟氯化鈣分量差不多有比較詳細的說明

Ca2++2HCO3 <=> CaCO3 + CO2 + H2O
鈣離子跟兩個碳酸結婚以後,變成一份碳酸鈣跟一個二氧化碳以及一個水。

所以一份氯化鈣要對兩份小蘇打=
1莫耳二水氯化鈣147g –使用-- 2莫耳小蘇打84X2=164g
Or
1莫耳無水氯化鈣111g –使用-- 2莫耳小蘇打84X2=164g

但是對於為什麼
1莫耳二水氯化鈣147g –使用—0.17莫耳六水氯化鎂203X0.17=34g
1莫耳無水氯化鈣111g –使用-- 0.17莫耳六水氯化鎂203X0.17=34g
這作者並沒有提出解釋
只是交代說實際滴了以後再依照自己的魚缸情形作調整

如果AF是無水氯化鎂,那比例應該更高
1莫耳二水氯化鈣147g –使用—0.17莫耳無水氯化鎂95X0.17=16g (9倍)
1莫耳無水氯化鈣111g –使用-- 0.17莫耳無水氯化鎂95X0.17=16g (7倍)

所以我覺得AF可能是跟Randy Method一樣是混和六水氯化鎂跟硫酸鎂(5:3)

5份六水氯化鎂=203X5 = 1015g
3份硫酸鎂120X3= 360g
合計1015+360= 1375g
平均一份混合鎂1375/8 = 171g
0.17莫耳171X0.17= 29g
1莫耳二水氯化鈣147g /29g = 5 (倍)

不知道這樣算對不對,這是我瞎猜的,猜對了AF也不會送我一年份的藥水。
結論是不管幾比幾,都還是要依照魚缸消耗調整
 
最後編輯:
我是覺得很好量測的巨量元素 "鈣" "鎂", 直接量出消耗量再補回去就好了,
我相信不同環境不同缸, 這兩種消耗的比例應該會不同, 不需要猜是幾比幾,
反倒是不好量測的微量元素材比較讓人煩惱....
 
我比較好奇SPS缸中鈣和鎂的消耗比例,阿名大是說3:1,但是我查到AF系統是寫5:1,是否因為AF用的是無水氯化鎂吧。

這個應該是誤會,Ca:Mg = 3:1應該是指一般建議把鎂的濃度維持在鈣的三倍左右,而不是指它們的消耗量是3:1。比如鈣400ppm/鎂1200ppm、鈣450ppm/鎂1350ppm之類的(不過這個比例也不知道哪裡出來的)。

我記得有看過珊瑚骨成份中,鈣鎂比例大約是98:2,如果要依此類推消耗量,鎂幾乎是不會消耗的。但大家也不會這樣去類推吧?
 
鈣鎂 1:3 是避免鈣沉澱,
好像叫同離子效應吧~
 
我的理解不ㄧ定對...BTW...

一般來說,健康的硬骨缸消秏 5g 或 3g 的鈣,大概也消耗1g的鎂。
我的缸是約5:1 (重量比)
這與我一天鈣補充滴50ml ,而鎂補充6ml很接近...算法如下
我的鈣鎂溶液各泡的是300g (氯化鈣) 及 500g (氯化鎂) 對一公升的水。
50ml / 6ml x 300g / 500g = 5 倍。

而Ca 和 Alkalinity 消耗很接近也是被期待的。譬如我的小蘇打水一天消耗228ml,而氯化釫50ml,溶液濃度 氯化鈣是一公升水對300g ,小蘇打是1公升水對 75g
228ml / 50ml x 75g / 300g = 1.1 倍

每缸都不太一樣, SPS dominated tank 和 LPS 不會完全ㄧ樣, 有一堆coralline algae 和沒有也會影響...但偏離比例太遠就值得找找原因

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my two cents
 
最後編輯:
一般來說,健康的硬骨缸消秏 5g 或 3g 的鈣,大概也消耗1g的鎂。
我的缸是約5:1 (重量比)


疑……照這樣說,AF罐子裡裝的可能就只是島久的無水氯化鈣跟六水氯化鎂。
所以比例就是5:1

事實上我的消耗也不是3:1。
目前的滴定設定是半年前調的,我記得最後一次調滴定好像就是鎂太低,然後我就把鎂加了很多上去。
這中間我手動補過幾次鈣,但是鎂卻已經跑到1500去了。
原本早就該調了,只是一直懶得調。
或許等我調好,我的比例也會變成4:1或是5:1。
 
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