Ага! Я всё за эту тему думал взяться, да никак до сих пор. Danio в общем-то всё правильно объяснил, а я попробую немного более научно, ЧТОБ ПРИВЫКАЛИ К ФОРМУЛАМ!
Н2О <-----> Н+ + ОН-
Вот эта самая реакция относится к классу
обратимых химических реакций. Т.е. она идёт и справа налево, и слева направо. А если реакция обратима, то в какой-то момент времени (при неизменяемых физических параметрах) устанавливается состояние равновесия. Т.е. прямая и обратная реакции идут с одинаковой скоростью, и концентрация никаких веществ в системе не изменяется.
Реакция диссоциации воды - очень быстрая, равновесие тут устанавливается практически мгновенно.
Важный параметр любого равновесного состояния - это константа равновесия. Для данной реакции:
К = [Н+][ОН-]/[Н2О]
(кв. скобками обозначаются в физхимии равновесные концентрации, а измеряются они в моль/литр, как и любые концентрации) (слово
равновесные означает, что эти концентрации между собой взаимосвязаны, изменяя одну из них, мы тем самым изменим и все остальные, входящие в данное уравнение)
[Н2О] - это практически постоянная величина (равная примерно 55 моль/л), поскольку концентрации Н+ и ОН- очень малы.
Поэтому за конст. диссоциации воды принимают просто произведение [Н+][ОН-].
K = [H+][OH-]
или
рК = pH + pOH
И равна эта константа (при температуре 25 град. С) единице, умноженной на 10 в -14 степени. (на "языке" программистов это число пишется так: "1Е-14", и далее я так и буду писать)
К=1Е-14, или рК=14
Любая константа равновесия зависит только от физических параметров (в данном случае - только от температуры), но НЕ от концентрации реагирующих веществ! В чистой воде конц. Н+ и ОН- равны между собой, и равны
[H+] = [OH-] = sqrt([H+][OH-]) = sqrt(К) = 1E-7
Или, через показатели:
рН = рОН = pK/2 = 7
(sqrt это квадратный корень, опять же, по-программистски
)
И что же из всей этой мути следует??
А вот что: если произведение концентраций Н+ и ОН- постоянно, то, добавляя любой из этих ионов мы, тем самым, уменьшаем концентрацию противоположного иона!
рН есть показатель концентрации ионов Н+, мы добавляем кислоту, естественно, конц. Н+ увеличивается, рН уменьшается. А конц. ОН- при этом автоматически тоже уменьшается! Например, при рН6 [H+] = 1E-6, a [OH-] = 1E-8, произведение их остаётся тем же, 1Е-14 = К.
Если же увеличить в 10 раз количество ионов гидроксила ОН-, то [H+], соответственно, уменьшится в 10 раз, будет [H+] = 1E-8, и рН среды будет 8.
Теперь собственно из-за чего может меняться РН.
Если мы добавляем в воду чиста конкрэтную
кислоту (HCl) или щёлочь (NaOH), то всё ясно. Но какой извращенец так со своим аквариумом поступит?
рН в аквариуме зависит практически только... от концентрации СО2 и карбонатов.
Сам СО2 реагирует с водой, образуя ионы водорода, и рН понижается:
СО2 + Н2О <----> H+ + HCO3-
(эта реакция, как и реакции гидролиза, является обратимой и равновесной)
Карбонаты (Na2CO3, CaCO3, NaHCO3, Mg(HCO3)2 и т.п.)
гидролизуют с выделением ионов гидроксила, и рН повышается:
СО3(2-) + Н2О <---> HCO3- + OH-
Можно эту реакцию записать и как поглощение ионов Н+:
СО3(2-) + Н+ <---> НСО3-
Кроме СО2 и карбонатов, на рН подобным же образом могут влиять аммиак (и соли аммония), сульфиды и фосфаты.
Насколько я понимаю, в аквариуме это вещи крайне нежелательные. Но в мизерном количестве они не могут не присутствовать, они ж выделяются всеми уважающими себя организмами
и быстро поглощаются фильтрами, и другими организмами.
А много ли там их надо, чтоб изменить рН на 0,1? Тоже участвуют в этом процессе, хоть и в гораздо меньшей степени, чем СО2.