Перейти к содержимому
ЛиС ФИТО

Оцените эту тему

Recommended Posts

Коллеги, при том, что в Интернете да и на GreenTalk много информации по расчету питательного раствора для гидропоники, иногда у начинающих встречается недопонимание некоторых вещей. 
В этой теме расскажу об ином подходе или иной методике по расчету состава раствора. Это может и не ново, но я подобного не встречал.
Методика отличается от общепринятой тем, что:
1) В расчете мы не будем брать соли и по ним считать сколько каких ионов с этими солями попадет (добавится) в раствор и подгонять под требуемое значение, а будем сразу добавлять  нужные ионы, не заботясь с какими солями или кислотами они потом попадут в раствор. Хотя такое выражение не совсем и верно, но смысл в этом.
2) Ненужно уравнивать количество катионов-анионов, это происходит автоматически. Накосячить с этим моментом не получится (или значительно сложнее).
3) На "выходе" получаем не только массу солей необходимых для приготовления пит. р-ра, но и ЕС раствора с учетом его состава и качества исходной воды и, если значение ЕС не устраивает, корректируем состав, подгоняя ЕС под нужное значение.

Расчет будет вестись вручную, чтобы было понятно откуда что берется. 

Пусть требуемый состав раствора для томата (стандартный) в ммоль/л такой:
NH4 = 1.25;  K = 8.75;  Ca = 4.25;  Mg = 2; NO3 = 13.75; SO4 = 3.75; P = 1.25; Сl = 1;
Нам нужно расчитать сколько каких удобрений нужно растворить в единице объема, чтобы получить требуемый состав.
Для начала нужно знать состав исходной воды, чтобы учесть элементы присутствующие в ней.
По минимуму нужно знать количество гидрокарбонатов, кальций, магний. По макс. нужно делать полный анализ.
В моей воде ммоль/л: 
HCO3- = 5;
Са++    = 2;
Mg++   = 0.5;
NO3-   = 0.4;
SO4--  = 0.5;
Cl-   =  0.5;
Составил такую таблицу.

59bbcd9da5150_-_1.png.58095d9aff0b01801da6f58c20c64c07.png

Строка 1. Гидрокарбонаты нейтрализуем азоткой, которой требуется 4.5 ммоль/л. HCO3 оставляем 0.5 ммоль/л.
Нитрат ион стоит отдельно и специально его не добавляем, а скорее расчитываем по мере добавления других анионов и катионов.
Вначале вычитаем от заданного количества каждого элемента его содержание в исходной воде (коррекция по воде).
В столбце 6 получаем недостающее количество элементов - то, что нужно внести с удобрениями.

Добавляя катионы, добавляем эквивалентное количество нитрат ионов. Как будто мы вносим катионы в нитратной форме.

Затем добавляем анионы, при этом заменяя ими эквивалентное количество NO3. В столбце 9 цифры со знаком "-".
Снизить NO3 в растворе  можно только повышая (при этом замещая  NO3) другие анионы. Для этого вводим ион хлора. Для томата можно его количество и выше .
H2PO4 можно поднять только немного и заметного снижения NO3 не получить.
HCO3 тоже нельзя значительно повысить.
Остается SO4. Его повышение на 1 снижает нитрат ион на 2.

Из расчетов видно что завышено содержание  NO3 = 14.15 ммоль/л вместо 13.75 ммоль/л заданных. Эту разницу можно устранить добавив еще Cl dв количестве 0.4ммоль/л. Но я этого не стал делать и дальнейшие расчеты пойдут с теми значениями, как в таблице.

Изменено пользователем Pyotr
дополнение

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

требуются дальнейшие пояснения с Вашей стороны

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Итак, в таблице выше расчитали необходимое количество элементов для приготовления пит. раствора.
Это столбец 6, строки 2-8 и для NO3 столбец 9 строка 9. Осталось расчитать какими солями и в каком количестве можно внести эти элементы.

Таблица 2.
59bbe74a4ad19__2.thumb.png.b16c5a57ee4bc3fe4c04284ad793d77b.png

1) Первым закрываем хлор 0.5 моль CaCl2*2H2O, при этом добавляется 0.25 моль Са. Всего нужно внести в раствор 0.25ммоль/л СаСl2. Вписываем в столбец 9. (там ошибка - вместо моль/л нужно ммоль/л). Если хлора нет в составе раствора, то п.1 пропускаем.
2) Остальной Са (2моль) закрываем Ca(NO3)2 . При этом вносится 4 моль NO3.    (в моем случае безаммонийная селитра, а в аммонийной на 1моль Са приходится 2.2 моль NO3   и 0.2 моль NH4).
3) Закрываем 1.25 моль NH4 аммиачной селитрой. При этом вносится 1.25 моль NO3.
4) Закрываем 1.25 моль Р монофосфатом калия. При этом вносится 1.25 моль К.
5) Дальше закрываем магний или серу - что из них меньше по значению. Использую сульфат мания семиводный (MgSO4*7H2O) и вместе с 1.5 моль Mg вносится 1.5 моль серы. Можно использовать нитрат магния, тогда с 1.5 моль Mg закроется 3 моль NO3.
6) Остаток серы 1.75 моль закрываем K2SO4. При этом вносится 3.5 моль K.
7) Остаток 4 моль K закрываем KNO3. При этом вносится 4 моль NO3.

В столбце 10 получили количество солей (удобрений) в ммоль/л или в моль/м3 раствора. Нижнее значение - количество азотной кислоты. При нейтрализации 1 моль гидрокарбонатов азоткой ЕС раствора повышается примерно на 0.02 мСм/см. Это и означает запись: 4.5моль х 0.02мСм/см/моль = 90 мкСм/см.

В столбце 14 количество из ммоль/л пересчитано в физический вес (массу) удобрений в мг/л или г/м3.

В столбце16 электропроводность раствора каждой соли в концентрации 1 г/л. Для точного значения этих величин нужно растворить 1 г каждого удобрени в 1 л. дистилированной воды и замерить ЕС кондуктомером.

В столбце 18 на сколько повысится ЕС раствора в мкСм/см при растворении расчитанной массы конкретной соли .
Внизу столбца прибавляется 90 мкСм/см от кислоты и 630 мкСм/см от исходной воды.
Расчетное ЕС раствора = 2676 мкСм/см =~ 2.7 мСм/см.

Массу или объем азотки в количестве 4.5 ммоль/л нужно посчитать в зависимости от её концентрации.

Мелкие подробности или основы я пропустил - надеюсь они даже начинающим известны. Что непонятно - спрашивайте.

Изменено пользователем Pyotr

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Ну Петр отлично все 

и по моему так оно и считалось всегда - просто вы по другому это все оформили.

Для меня всегда было инетерсно как кислота влияет на проводимость ( Ес)  - можете пояснить по поводу 

3 часа назад, Pyotr сказал:

 Внизу столбца прибавляется 90 мкСм/см от кислоты

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Aleksey Kurenin сказал:

Ну Петр отлично все 

и по моему так оно и считалось всегда - просто вы по другому это все оформили.

Для меня всегда было инетерсно как кислота влияет на проводимость ( Ес)  - можете пояснить по поводу 

 

То что Ес растет после нейтрализации "скважины" - кислотой это факт. Не существенно, но растет. Скажем так с 0,64-0,69 мСм до 0,72-0,76 мСм.

Для меня это было всегда странно. Хотя, если учесть, то как нас учили, то ничего странного нет: просто напросто диссоциация "солей" кальция и магния в более кислой среде идёт полнее 

-

Чем слабее кислоты (и основания/щелочи), которыми образована соль, тем менее полно идёт диссоциация. И - наоборот. Ну, Алексей я полагаю ты, и даже остальные форумчане в курсе, что такое "слабые электролиты" ;)

У слабых электролитов есть равновесие:

Ca(HCO3)2 - CaHCO3+ + HCO3-

Добавляя "избыток водородов"мы смешаем данное равновесие вправо. Так как попросту "выводим из игры" бикарбонат-ион :) (образовавшаяся угольная кислота тут же разлагается на воду и углекислый газ, но это при нормальных условиях, под давлением же она у нас ещё сохраняется в растворе и разлагается только при выходе на поверхность (как у газировки при откупоривании пробки)  и именно поэтому рН всегда подрастает кстати через час-полтора после вылива раствора из капельницы).

Т.е. после нейтрализации кислотой (азотной, или фосфорной, вообще любой сильной кислотой) у нас больше ионов и соответственно и электропроводность выше при равном числе молекул.

 

 

Изменено пользователем Grower1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
14 часа назад, Aleksey Kurenin сказал:

и по моему так оно и считалось всегда - просто вы по другому это все оформили.

Да, Алексей, отличия только в расчете количества элементов в растворе (первая таблица). Не получится "накидать" в раствор скажем 30 моль катионов и только 25 моль анионов (эквивалентов), урезав их количество за счет снижения NO3 в растворе)) 
Все необходимое количество NO3 просто будет "вылазить" (расчитываться) перед глазами такого "химика".

Во второй таблице отличие в том, что расчетное ЕС раствора производится с учетом удельной электропроводности каждой соли, а не просто умножается общая масса солей на какой-то коэффициент.

Изменено пользователем Pyotr

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
12 часа назад, Grower1 сказал:

То что Ес растет после нейтрализации "скважины" - кислотой это факт. Не существенно, но растет. Скажем так с 0,64-0,69 мСм до 0,72-0,76 мСм.

В моем случае при подкислении исходной воды с 5 ммоль/л гирокарбонатами до рН=5 ЕС поднималась с 0.63 до 0.73 мСм/см.
Считая, что при рН=5 уровень HCO3- в растворе практически равен нулю, получилось, что при нейтрализации каждого иона HCO3-   ЕС р-ра повышается на 0.02 мСм/см.

12 часа назад, Grower1 сказал:

Чем слабее кислоты (и основания/щелочи), которыми образована соль, тем менее полно идёт диссоциация.

 Так еще и эквивалентная электропроводность HCO3- ниже чем NO3-, которые "вытесняют/замещают" HCO3- из раствора .

59bcc94849f4e_..jpg.a9d8bb973ed8f4a8fde790c96912abd0.jpg

12 часа назад, Grower1 сказал:

Т.е. после нейтрализации кислотой (азотной, или фосфорной, вообще любой сильной кислотой) у нас больше ионов и соответственно и электропроводность выше при равном числе молекул.

Максим, чтоб понятней начинающим, всеж молекул (речь о Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2  -- не проводят ток) в растворе становится меньше за счет их диссоциации.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 16.09.2017 в 10:02, Pyotr сказал:

В моем случае при подкислении исходной воды с 5 ммоль/л гирокарбонатами до рН=5 ЕС поднималась с 0.63 до 0.73 мСм/см.
Считая, что при рН=5 уровень HCO3- в растворе практически равен нулю, получилось, что при нейтрализации каждого иона HCO3-   ЕС р-ра повышается на 0.02 мСм/см.

Проверил - при подкислении фосфорной кислотой  ЕС воды уменьшается на 0.02 мСм/см!
Можно сделать вывод, что степень диссоциации гидрокарбонатов в воде на высоком уровне (приближается к 100%).

Нейтрализация гидрокарбонатов серной к-той значительно повысит ЕС воды.( см.таблицу выше)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


Пользовательский поиск





×
   Сайт работает на облачном сервере ispserver.ru