水の分子は5~6億個の割合でH+、OH-というイオンの形に分離しており、これを電離と呼びます。水の電離によって生じているH+のモル濃度とOH-のモル濃度は等しく、25°Cでそれぞれ1.0×10-7mol/lになっています。この状態が中性と呼ばれpH7となります。H+とOH-のモル濃度の積はイオン積(KW)と呼ばれ温度が変わらなければ常に一定に保たれます。なり、溶液のH+濃度が1×10-nmol/lの時pH=nとなります。pHが1変化するということはH+の濃度が10倍変化するということであり、pHが3変化するということは103=1000倍変化するということになります。海水中にCO2を添加するとCO2は水と反応して炭酸(H2CO3)を作ります。それから炭酸水素イオンや炭酸イオンに分解します。その過程でH2O中のOH-が奪われ、さらに水素イオンの電離も起こり酸性となり(pHが下がり)ます。イオンが多ければ『アルカリ性』となります。バッファー作用KHの話KHとは炭酸イオン濃度のことです。淡水ではKHは硬度を示す単位として使われていますが、海水の場合は酸の中和力を表す単位として解釈、使用されます。この酸を中和してpHを安定させようとする働きはバッファー作用と呼ばれています。KHを高く維持できればpHも安定させることができます。実際にカルシウムリアクターの調整時なども生産水や飼育水のKH濃度を測りながら行います。KHは水質安定の鍵を握る大切な指標です。換算することができます。CO2炭酸水素イオン炭酸イオンや炭酸水素イオンが水素イオンと結びつき化学変化することで水が酸性になる(pHが下がる)ことを防ぐという反応式です。炭酸イオンは水素イオンと結びつき炭酸水素イオンに変化します。水素イオンと結びつくと水と二酸化炭素に変化します。CO2バッファー剤として炭酸水素イオン(炭酸水素ナトリウムなどカルシウムと結びつきやすいイオン)を添加すると結果として炭酸カルシウムの沈殿が起きCa値が下がる。カルシウムイオンの過剰添加でCa(HCO3)+の溶解度が最高値を超えた場合、炭酸水素イオンと結びつくためHCO3-が減り、KHが下がる。炭酸カルシウム上記の反応式からも分かるように、KH(炭酸イオン)は水槽内でpHやカルシウムの安定に深く係わっています。pHはKHによって支えられており、KHが下がってから(中和できなくなってしまい)pHが下がります。pH、イオン量が同じ場合カルシウム濃度が高くなるとKHは低く、KHが高くなるとカルシウム濃度は低くなります。どちらも適正値で安定させること(イオンバランス)が重要です。KHの重要性は現在のところあまり認識されていないと思われます。実際に水槽内に起こる様々なトラブルの原因に意外にも多く係わっています。pH、カルシウムといった数値の安定にはとても重要で無視することはできません。