硝化作用

質問

はじめて利用します。

質問なのですがアクアリウムにおいて生物濾過(硝化作用)が行われるとアンモニア→→亜硝酸→→硝酸となると色々なホームページ、本にも載っていますが詳しい化学式で教えていただきたく質問しました。注意:硝酸とはHNO3を指すと思いますがニトロバクター(亜硝酸を硝酸に変えるバクテリア)は亜硝酸からHNO3を作り出すのでしょうか??それともNO3－(イオンの形)にするのでしょうか??とれとも一度HNO3を作り出しておいてすぐに電離するのでしょうか??それともNO3－(イオンの形)にしておいてH＋(水素)とすぐに結びつくのでしょうか??詳しい方教えてください。

回答No.3

x530

硝酸（HNO3）と硝酸イオン（NO3－）は、丁度、水中でのアンモニア（NH3）とアンモニアイオン（NH4+）の関係ににています。

魚類などの生体は、ガス交換と同時に鰓からアンモニアを排出しています。
鰓が、腎臓のような機能を果たしています。
排泄物や残り餌からも、もちろん、アンモニアが発生しますが、魚類などの生体は、ガス交換と同時に鰓から直にアンモニアを排出しています。

生体から排出されたアンモニアは、水中で即座にアンモニウムイオンに変わります。
アンモニウムイオンが飽和に近づくまでは、同比率で、アンモニアとアンモニウムイオンの形で水中に存在します。
水中でのアンモニアとアンモニウムイオンの比率の変動要素はｐＨと水温です。
アルカリまたは高水温では、アンモニュウムイオンは還元しアンモニア（NH3）の比率が高まります。

硝酸（HNO3・強酸性）と硝酸イオン（NO3－）も同様の関係があります。
硝酸イオンが飽和量に達するまでは、一定の比率で硝酸（極少）と硝酸イオン（多数）が水中に存在する事になります。
水中に残った硝酸は、底砂の金属成分や流木など、あらゆる物と反応し酸化させてゆきます。
このため、水槽を徐々に酸化させて行くので、長期維持した水槽のｐＨは酸性化しやすくなります。

脱窒のプロセスは、
脱窒菌は、大多数を占める硝酸イオン（NO3－）とエタノールが水中で揃うと、活性化し、窒素と二酸化炭素と水に分解することが出来ます。
NO3- + 1.08CH3OH + H+ → 0.065C5H7NO2（脱窒菌） + 0.47N2↑ + 0.76CO2 + 2.44H2O
エタノールは、枯れた水草などの糖質により酵母菌が活性化することにより生産されます。
以前、水槽水の中に砂糖を投入する事が流行したのは以上の仕組みからでした。

お礼

回答有難う御座います。

上記の質問に加えてもうひとつ質問があります。アンモニアから亜硝酸に生物濾過(硝化)されるときにH＋(水素イオン)がNH3から電離してPHが下がると理解しているのですが(間違っていたらご指摘ください。)HNO3(硝酸)の形をニトロバクターなどのバクテリアが硝化の過程で作り出しているのならそのH＋はどこからくるのでしょうか??生物濾過(硝化)で最終的に作り出されるのが硝酸なのか硝酸イオンなのかが知りたいのです。またPHメーターなどはH＋を測定していると思いますがNH3(アンモニア)で電離したH＋(水素イオン)が再び硝酸イオン（NO3－）と結びつくことでHNO3(硝酸)となるような事があるのでしょうか??そうした場合H＋が減少してPHメータの数値はアルカリ性の方へ戻ってしまうことはないでしょうか??PHメーターがHNO3(硝酸)の形でもH＋が付いているので数値的に酸性を示すような事はあるのでしょうか??(機器はあまり詳しく無いので知っていたら教えてください。)