Изготовление растворов

Решил обобщить свой опыт и полученные знания по растворам, что-бы давать ссылку если спросят

В гидропонике используются 3 основных компонента растворов:
Чистые соли, Хелаты, Комплексы

Чистые соли - термин в гидропонике означает, что компонент является устойчивой молекулой.
Устойчивая молекула содержит точное число атомов на единицу веса.
Зная формулу чистого вещества, можно точно рассчитать, сколько конкретных молекул содержится в единице веса.
Чистые соли, на самом деле не бывают чистыми. Есть понятие степень чистоты. ru.wikipedia.org/...ических\_реактивов.
То есть любая "чистая соль" доступная в свободной продаже, содержит некий процент "баласта". Чем его меньше - тем лучше.
Определить процент балласта можно только доверившись производителю.

Пример для человека с нулевым знанием химии:
Вещество
 - селитра калиевая, она же нитрат калия, она же калиевая соль азотной
кислоты, оно же калий азотнокислый. Любое название вписываем в поиск и
находим формулу:
Формула: KNO3
Наша задача выяснить, какой процент
 азоты (N) и калия (K). Можно подсчитать через соотношение масс каждого
составного атома (см. моли и таблицу менделеева), но проще пойти
воспользоваться любым химическим калькулятором например: ru.webqc.org/mole...ight-of-KNO3.html
Тут видим, что:
Калий 38,6717 %
Азот 13,8539 %
Кислород   47,4745 %

Таким образом в 1 грамме (1000 мг) калиевой селитры содержится:
Калия 1000 \* 0,3867 = 387 Мг
Азота 1000 \* 0,1385 = 139 Мг азота в форме нитрата NO3

Если вам в профиле сказано, что нужно калия 300 Мг на литр то вам нужно рассчитать пропорцией:
1000         X
----     =  -----
387         300

X = 1000 \* 300 / 387 = 775 Мг
Значит, что-бы покрыть калием профиль потребуется 0,77 Грамм на 1 Литр.
Но при этом помимо калия вы вносите этой селитрой и азот.

775 \* 0,1385 = 107,33 Мг азота в нитратной форме попадет в раствор.

Понятно, что в раствор в итоге вы будете добавлять и другие соли содержащие азот и калий. Все они суммируются.
Задача
 сводится к тому, чтобы подобрать вес вносимых солей, чтобы в сумме они
давали максимально приближенные к профилю питания значения простых
элементов.

Определяем чистоту соли по упаковке производителя.
Например написано что K-38%. Гарантий никаких, но без химической
лаборатории приходится верить. Плюс ищем на форумах химиков по
конкретным упаковкам и производителям хоть какие-то подтверждения.

Пример
38/38,6717=0,98
Это означает, что производитель утверждает чистоту своей селитры 98%
При расчете, все значения получаемого веса чистых элементов из этой селитры нужно домножить на 0,98
Это будет поправкой на чистоту.
Вместо:
Калия 1000 \* 0,3867 = 387 Мг
Азота 1000 \* 0,1385 = 139 Мг
Получим:
Калия 1000 \* 0,3867 \* 0,98 = 378,966 Мг
Азота 1000 \* 0,1385 \* 0,98 = 135,73 Мг

В любом случае, критерий качества - это зрительная чистота предельно-насыщенного раствора, отсутствие осадка.

Определение предельной растворимости:
Предельная
 растворимость в воде - это такое значение в граммах чистой соли,
которую можно растворить в 1 литре дистиллированной воды при
определенной её температуре.

Например: для калиевой селитры это
379 грамм на 1 литр воды при 25 градусах. Но нужно учитывать, что при 10
 градусах это уже 212 грамм.
Допустим вы растворили 379 грамм в
литровой бутылке с водой в комнате, но оставили бутылку на улице и ночью
 температура упала до 10 градусов. Произойдет кристаллизация 167 грамм
селитры, которая выпадет в осадок в виде прозрачных кристаллов. При этом
 сами они при возвращении к 25 градусам не растворятся, вернее их будет
тяжело растворить. Но не страшно, берем бутыль и на горячую баню греем и
 потом трясем и снова греем и трясем, пока кристалы не исчезнут. Потому
важно бутылки иметь прозрачные
Дело
 в том, что при растворении селитры калиевой происходит активное
поглощение тепла. Например вы всыпаете в теплую воду селитру и начинаете
 встряхивать. По мере растворения вода будет значительно охлаждаться,
что сразу снижает предел растворимости и потребуется подогреть раствор
(всё таже водяная баня).

Хелаты.
Несмотря на то, что
органические соединения (в основном те что содержат углерод в своем
составе) в гидропонике сильно не приветствуются, к хелатам более теплое
отношение.
Связанно это с тем, что хелатируют в основном микроэлементы, а значит и углерода вносится очень мало.
Упрощенно
 - хелаты это органические молекулы, которые захватывают в свой состав
атомы металлов микроэлементов. Это позволяет резко повысить стабильность
 в растворе, особенно для железа и сильно снизить токсичность, таких
веществ как неорганические водорастворимые соединения меди.
Растения могут легко извлекать нужные им атомы из хелатов.
Например
 доступное растениям железо сохранить в растворе кроме как хелатом на
достаточный срок крайне проблемно, а потребность в нем растений высока,
почти как макроэлемент, до 3 мг/л.

Комплексные удобрения.
Насколько я знаю, не существует комплексного удобрения ни в жидкой не в
сухой форме, насыпав которое в воду вы получите достаточный для роста
раствор. Это связанно с тем, что компоненты требуемые растению могут
существовать более или менее стабильно только в очень низких
концентрациях по отношению друг к другу не вступая в реакцию между
собой. Это значит, что не получится взять и насыпать или налить некое
вещество в воду и вырастить на нем растение, если конечно вода не
содержит уже все необходимое, но тогда зачем удобрение?
Большинство продающихся комплексных удобрений нацелены на землю и
простого обывателя. Земля прощает ошибки. Указания на пачке содержимого в
 виде - содержит то-то и то-то не менее чем столько, вполне обычная
практика, а часто и вообще написано для клубники для весны для цветения и
 прочаяя подобная муть.
3. Форма азота важна. Для гидропоники мы
используем только аммонийную NH4 и нитратную NO3 форму. Причем второй
должно быть в 10 раз больше первой. В комплексных удобрениях обычно
вообще не указана форма азота.
4. Практически не реально в продаже
найти комплексное удобрение, которое будет по составу подходить для
гидропонных профилей питания с минимумом добавок.

Таким образом
получается, что простоты с комплексными удобрениями не получить. Можно
попробовать взять комплексное удобрение как основу, а затем добавить не
хватающие компоненты, но назвать это простым решением нельзя, скорее это
 вынужденное решение, когда простых солей нет возможности добыть.

Как готовить 3-х компонентные концентраты.
1. Предварительно изготавливаются насыщенные растворы макроэлементов см выше, каждый в свою ёмкость.
 Предварительно все микроэлементы растворяются в своих емкостях и тут
уже наоборот лучше сыпать поменьше. Конкретный критерий - минимальное
значение в граммах, которое удастся взвесить максимально точно.
Задача
 растворения микроэлементов в отдельных жидкостях - повышение точности.
Например отмерить 0,001 грамм не реально в домашних условиях. Но если мы
 отмерим 1 грамм и разведем водой до 1 литра (1000 мл), то взяв 1 мл
кубовым шприцом мы с гораздо более высокой точностью получим 0.001 грамм
 в этом шприце.

После изготовления концентратов чистых солей и
хелатов, делаем расчет смысл которого дать ответ на вопрос: сколько
жидкости из бутылок с концентратом нужно налить, чтобы получить значение
 в граммах каждой растворенной в них соли.
На первых парах лучше
всего изготовить рабочий раствор из всех компонентов соответственно
полному рецепту нужного вам профиля и проверить как себя будет
чувствовать ваше растение.

Если вы убедились, что рецепт рабочий и
 растению хорошо, но понимаете, что мешать постоянно по 14 компонентов
слишком утомительно, то выход - это трехкомпонентные концентраты
изготовленные для вашего рецепта.
Тут главное, что вы можете смешать насыщенные растворы вместе только конкретных чистых солей.

Бутылка-1 Макра-азотная
Селитра амиачная
Селитра калиевая
Селитра кальциевая

Бутылка 2 Макра-серно-фосфорная
Сульфат аммония
Сульфат магния семиводный
Монофосфат калия

Бутылка 3 Микра

Рассчитываем наливку бутылок таким образом, что-бы в результате получилось, удобная кратность концентратов, например 100 к 1.
Тогда для изготовления рабочего раствора вам останется выполнить следующие действия:

Например нужно изготовить рабочий раствор объемом 25 литров.
1. Наливаете 23-24 литра воды в тарированную ёмкость (заранее размеченная по литрам).
 Наливаете 100 кратные концентраты по очереди в емкость с водой: 250 мл
из азотной бутыли, перемешиваем. 250 мл микры и затем 250
серно-фосфорной макры.
3. Доводим уровень воды до 25 литров.
4. Измеряем EC, для проверки. Она должна совпадать с изготовляемыми ранее, на этапе отработки рецепта, раствором.
Всё раствор готов.