AcquaPortal Forum Acquario Dolce e Acquario Marino - CHIMICA - L'acqua (dolce) dell'Acquario, prepariamoci la nostra acqua.

NB. I sali indicati di seguito sono comunque prodotti chimici e come tali possono essere:

CORROSIVI http://s4.postimage.org/AqwXi.png, IRRITANTI http://s3.postimage.org/QK96A.png , LASSATIVI http://s1.postimage.org/tgfmr.jpg

Quindi prima di 'trafficare' con essi coprite il tavolo con della carta, allontanate i bimbi ed è anche meglio che non ci sia nessuno a distrarvi.
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L'acqua (dolce) dell'Acquario, prepariamoci la nostra acqua.
Come integrare il GH ed il KH della nostra vasca partendo dall'acqua di osmosi inversa o semplicemente integrandone i consumi

Nel mio piccolo, proverò a semplificare uno dei punti più discussi dell'acquariofilia ... l'acqua e la sua preparazione.

La cosa più problematica per chi inizia la sua avventura acquariofila è decidere cosa mettere in vasca, mi riferisco alla tipologia di pesci e piante, solo dopo aver deciso questo importantissimo 'parametro' potremo riempire la vasca in maniera consapevole senza dover successivamente 'correggere il tiro' con svariati cambi acqua e, di conseguenza, con ulteriore dispendio economico ed ambientale (l'acqua resta sempre una risorsa da non sprecare).

La prima domanda che mi sono fatto, quando ho allestito una vasca per la prima volta, è stata: adesso con che acqua la riempio, rubinetto, osmosi o un mix delle due ?

Consideriamo quindi le tre possibilità:

- abbiamo la possibilità di riempire la vasca con acqua di rubinetto (ottima più volte di quanto immaginiamo) e, a maturazione della vasca avvenuta, apportare eventuali correzioni in modo da adeguarne i valori a quelli consoni alle specie animali o vegetali che decidiamo di allevare/coltivare in vasca o, più semplicemente, ci va direttamente bene l'acqua del rubinetto senza nessuna modifica.

- abbiamo la possibilità di riempire la vasca con un mix tra acqua di rubinetto ed acqua di osmosi inversa in modo da raggiungere i valori di Alcalinità e Durezza totale che ci interessano.

- abbiamo la possibilità di riempire la vasca con sola acqua di osmosi inversa e quindi integrare tale acqua con ben determinati sali in modo sia da raggiungere i valori di Alcalinità e Durezza totale che vogliamo sia di conoscere quasi tutti gli ioni disciolti nell'acqua (almeno inizialmente, se poi conoscessimo anche cosa introduciamo con il cibo e con il fertilizzante #07).

Tralasciando il perchè utilizzare un sistema piuttosto che un altro, che dipendono principalmente dalle specie animali e vegetali che inseriremo in vasca ed anche dalla bontà dell'acqua di rubinetto, cercherò di spiegare come 'additivare' l'acqua di osmosi inversa, motivo di questo scritto.

Indubbiamente, il costo in termini sia economici che ambientali dell'acqua di osmosi è elevato. Mediamente per ogni litro di osmosi prodotta buttiamo alle ortiche (magari sarebbe meglio ai gerani), quando va bene, circa 4-5 litri di acqua di rubinetto o anche più, in compenso abbiamo un acqua al 95% pura e priva di pesticidi, disinfettanti, diserbanti, metalli pesanti e tanti altri elementi che nulla c'entrano con il sistema vasca ma anche sostanze utili che, ironia della sorte, dovremo necessariamente reintegrare nuovamente. L'acqua prodotta con impianto di osmosi inversa infatti, purtroppo per noi, non è idonea alla vita, quindi va reintegrata con alcuni elementi chimici (ioni) che abbiamo appena tolto insieme a tutti gli altri.

NB. Quando parlo di acqua di osmosi inversa mi riferisco ad un acqua prodotta con un impianto in buona efficienza e con GH e KH pari a zero e conducibilità al di sotto dei 10µS/cm (10 microsiemens/cm). In ogni caso la membrana osmotica non abbatte completamente tutti gli elementi presenti nell'acqua, esistono tabelle con le percentuali di ogni elemento.

I valori da correggere/reintegrare sono essenzialmente 2:

- KH (Alcalinità dell'acqua data dai Carbonati/Bicarbonati)

- GH (durezza totale dell'acqua data da Calcio e Magnesio).

Cominciamo quindi a definire i parametri numerici che ci interessano e che regoleranno tutto il resto:

1 dGH = 7,158 mg/l di Ca++ (un grado di GH corrisponde a 7,158 milligrammi/litro di Calcio disciolto in acqua)

1 dGH = 4,341 mg/l di Mg++ (un grado di GH corrisponde a 4,341 milligrammi/litro di Magnesio disciolto in acqua)

1 dKH = 21,76 mg/l di HCO3- (un grado di KH corrisponde a 21,76 milligrammi/litro di Bicarbonato disciolto in acqua)

1 dKH = 10,70 mg/l di CO3-- (un grado di KH corrisponde a 10,70 milligrammi/litro di Carbonato disciolto in acqua)

Detto questo c'è da capire come aumentare tali valori nell'acqua di osmosi utilizzando dei sali reperibili in Farmacia e/o Parafarmacia.

Se non ci avete fatto caso, fatelo ora, quando ho scritto Ca++ (ione Calcio) i due simboli '+' stanno ad indicare che lo ione calcio ha due cariche elettriche positive e quindi è un Catione

Catione = ione con carica elettrica positiva | Anione = ione con carica elettrica negativa

Senza entrare troppo nel merito della chimica (potrei fare facilmente errori anche io non essendo un chimico) vi porto l'esempio del Carbonato di Calcio e del Bicarbonato di Calcio per farvi capire le differenze:

Ho scritto Ca++, quindi il Calcio può legarsi ad un solo Anione di Carbonato (CO3--) o a due di Bicarbonato (HCO3-), quindi CaCO3 o Ca(HCO3)2 che, sciogliendosi in acqua, daranno uno ione Ca++ ed uno CO3-- o due HCO3- (Anioni e Cationi devono essere in pareggio).

Al di la della chimica in se, questa cosa è importante dato che le piante 'assorbono' uno ione (diciamo di fertilizzante per semplificare) solo se possono scambiarlo con un altro, nel caso del Calcio l'affinità delle piante è con il Sodio (Na+) ed il Potassio (K+). Senza approfondire troppo, da questo si capisce perchè l'utilizzo del Bicarbonato di Sodio sia sconsigliato in quanto eccessi di Sodio, ma anche di Potassio, inibiscono l'assorbimento di Calcio e Magnesio, ci sembrerà quindi di avere carenze di Calcio e Magnesio mentre invece abbiamo eccessi di altri ioni.

Ritorno al discorso principale altrimenti, oltre ad aver già perso buona parte dei lettori, perdo anche chi ha avuto la pazienza di arrivare fino a questo punto ;-).

Vi 'suggerisco' direttamente i sali necessari per la 'correzione' dell'acqua di osmosi o, diciamo meglio, per la preparazione di soluzioni tramite le quali effettueremo la correzione dell'acqua dei cambi o il reintegro dei valori di KH e GH della nostra vasca:

Cloruro di Calcio

Solfato di Calcio (poco solubile ma utile per evitare un eccesso di Cloruri)

Solfato di Magnesio

Carbonato di potassio

Bicarbonato di Potassio

Di questi sali sarà molto importante conoscere il grado di idratazione in quanto, a differente grado di idratazione, corrisponderà una notevole differenza sui calcoli. Quindi chiedete e pretendete che sia scritto sulla confezione o almeno che ve lo dicano a voce.

Ecco cosa succede quando ci si sbaglia sul grado di idratazione e/o si mette più sale rispetto alla solubilità massima dello stesso in acqua:

http://s3.postimage.org/QjPnA.jpg

Ricapitolo i vari gradi di idratazione esistenti in modo che sappiate cosa significano:

ANIDRO - Un sale senza molecole di acqua aggiunte
EMIDRATO - Un sale con mezza molecola di acqua
MONOIDRATO - Un sale con 1 molecola di acqua -> + H2O
BIIDRATO - Un sale con 2 molecole di acqua -> +2(H20)
TRIIDRATO - Un sale con 3 molecole di acqua -> +3(H20)
TETRAIDRATO - Un sale con 4 molecole di acqua -> +4(H20)
PENTAIDRATO - Un sale con 5 molecole di acqua -> +5(H20)
ESAIDRATO - Un sale con 6 molecole di acqua -> +6(H20)
EPTAIDRATO - Un sale con 7 molecole di acqua -> +7(H20)
OCTAIDRATO - Un sale con 8 molecole di acqua -> +8(H20)
NONAIDRATO - Un sale con 9 molecole di acqua -> +9(H20)
DECAIDRATO - Un sale con 10 molecole di acqua -> +10(H20)

IUPAC nomenclature

Dovrebbe essere chiaro che se acquistate 100g di un sale anidro avrete 'tutta sostanza', se acquistate 100g di sale decaidrato avrete acquistato 'poca sostanza e molta acqua' #23 (ovviamente considerate sia il costo di acquisto sia il fatto che alcuni sali sono reperibili solo con un ben determinato grado di idratazione, insomma il grado di idratazione non è normalmente a scelta)

La formula chimica potrà essere scritta sia con il simbolo '+' che con il '·' centrale (CaSO4 · H2O = CaSO4 + H2O per esempio ... non è proprio così chimicamente ma, insomma, basta che sapete cosa significa ;-))

Modifica del GH - preparazione delle soluzioni di Calcio e Magnesio
NB. tali soluzioni non possono essere miscelati in quanto si avrebbero delle precipitazioni di sali insolubili

Iniziamo con il correggere il GH, parlerò da plantofilo, quindi mi interessa una buona crescita delle piante, per casi particolari basterà ridurre o aumentare le quantità in gioco. Ovvio che se decidiamo di allevare Discus di cattura potremo scordarci di allevare piante in vasca visti i parametri quasi proibitivi. Capite bene come sia importante definire cosa alleveremo in vasca prima ancora di riempirla.

Premessa:

Si dice che un acqua con un GH 2 o 3 sia sufficiente per garantire un corretto apporto di Calcio e Magnesio in vasca, vero, ma dovremmo dotarci di uno spettrofotometro (dai 1.000 euro in su per uno economico) e monitorare Cloro, Boro e Sodio (ma anche Potassio) dato che, se non abbiamo una vasca con solo qualche Anubias, che consuma pochi elementi ed anche in maniera lenta, facilmente andremo incontro ad una sproporzione degli elementi e quindi ... un piccolo disastro con le piante.

Anche per pesci di acqua tenera consiglio un GH di almeno 8 gradi, in una vasca di comunità con molte piante potremo tranquillamente mantenerlo tra i 10 ed i 15 gradi tedeschi (dGH). Parliamo sempre di solo Calcio e Magnesio, da mantenere in proporzione di circa 4:1 rispettivamente.

Cloruro di Calcio (CaCl2)
NB. corrosivo ed irritante per le vie respiratorie

Acquistiamo quindi una confezione di 100g di Cloruro di Calcio anidro e portiamola a casa. (normalmente per qualche euro in più si riesce ad acquistare confezioni da 1 kg quindi molto più convenienti in proporzione)

Iniziamo quindi con il preparare una soluzione di Cacio tramite il Cloruro di Calcio.

Il Cloruro di Calcio (CaCl2) è formato da Calcio (Ca++ con peso molecolare = 40,078) e Cloruro (2 x Cl- con peso molecolare = 35,452*2)

Il suo peso molecolare totale è quindi = 110,982

In acqua si suddivide in Ca++ (pm = 40,078) e 2Cl- (pm = 35,452*2)

Su di 1 grammo di CaCl2 avremo:

40,078 / 110,982 = 0,361g di Ca++
70,904 / 110,982 = 0,638g di Cl-

Per avere 1 grammo/litro di Calcio dovremo sciogliere: 1/0,361 = 2,770 grammi di CaCl2 in un litro di acqua di osmosi, dato che noi usiamo mg/l (milligrammi/litro) come unità di misura, ci interessa sapere quanti grammi di CaCl2 ci servono per avere 1mg/l di Calcio in un litro di acqua, quindi 2,770 : 1.000 = 0,0028 grammi di CaCl2 per avere 1 mg/l di Ca in 1 litro di acqua.

Il Cloruro di Calcio ha una solubilità di 740 g/l alla temperatura di 20°C e dovremo conoscerne anche il grado di idratazione (quante molecole di acqua vengono eventualmente aggiunte o sono parte integrante dei cristalli del sale) in quanto, nel caso, per calcolare il peso molecolare totale dovremo aggiungere anche il peso dell'acqua:

H2O = 1,007 + 1,007 + 15,999 = 18,013 per ogni molecola di acqua aggiunta

Ne consegue che, in caso di sale non idrato, la concentrazione di Calcio sarà inferiore.

Ricapitolando se in 1 grammo di CaCl2 ho 361 mg di Calcio per avere 1 mg/l di Calcio dovrò inserire:

1:361= 0,0028 grammi di CaCl2 (Cloruro di Calcio) per ogni litro di acqua da preparare.

Proviamo a scriverlo diversamente dato che qualche passaggio potrebbe non essere chiaro:

1.000 milligrammi : 361 milligrammi = 2,770 milligrammi che riportati in grammi, quindi diviso 1.000, sono 0,0028 grammi

Supponiamo di dover preparare un cambio di 10 litri di acqua di osmosi:

Se per avere 1mg/l di Ca in 1 litro ci servono 0,0028 grammi di CaCl2 per 10 litri d'acqua dovremo sciogliere 0,0028 x 10 = 0,028 grammi di CaCl2 ... ma dovremmo avere una bilancia che ci costerebbe più dell'intera vasca allestita, cosa improponibile.

Prepariamo allora una soluzione della quale preleveremo piccole quantità, tramite una siringa, tali da alzare il Calcio nelle nostra acqua in quantità predefinite.

Supponiamo di preparare una soluzione di 500ml (io utilizzo bottigliette di una nota bevanda gassata) della quale 5ml innalzano il Calcio di 10mg/l in 10 litri di acqua ... dovendo portare il Calcio mediamente a 60 mg/l (consiglio personale) potremo facilmente prelevare 30ml per reintegrare 10 litri di acqua di osmosi.

0,0028 x litri da addizionare x mg/l da aumentare x (ml di soluzione : ml utilizzati)

0,0028 x 10 x 10 x (500:5) = 28 grammi di CaCl2

la nostra comune bilancia da cucina potrebbe darci errori di tolleranza tali da influire su di un peso così esiguo, proviamo quindi a preparare una soluzione della quale 5ml innalzano il Calcio direttamente di 60mg/l

0,0028 x litri da addizionare x mg/l da aumentare x (ml di soluzione : ml utilizzati)

0,0028 x 10 x 60 x (500:5) = 168 grammi di CaCl2 ... un peso già più esente da tolleranze di 'pesata' (grammo più o grammo in meno farà poca differenza ed alcune bilance hanno anche 5g di tolleranza)

proviamo a preparare una soluzione della quale 1ml innalzano il Calcio di 60mg/l (parliamo sempre di 10 litri)

0,0028 x litri da addizionare x mg/l da aumentare x (ml di soluzione : ml utilizzati)

0,0028 x 10 x 60 x (500:1) = 840 grammi di CaCl2

Ho scritto prima che la solubilità del CaCl2 è di 740 g/l (ricordiamolo sempre o potremmo rischiare che il sale non si sciolga del tutto rendendo quindi i calcoli molto imprecisi oltre che inutili).

In 500ml riusciremo a sciogliere sino a 740:2=370g di CaCl2, quindi in questo caso siamo fuori range visto che non potremo mai sciogliere 840 grammi di CaCl2 in 500 ml

Se la cosa sembra complicata prendete carta e penna ed iniziate a farvi dei calcoli da soli, vedrete che è più semplice di quello che sembra.

Mi sembra di vedere una faccia con la tipica espressione di chi dice: non ho capito 'nulla' (mi auto censuro io per voi :-D)

Se in un litro di acqua devo inserire 1mg/l di Calcio, dovrò versare al suo interno 0,0028 grammi di CaCl2 (Cloruro di Calcio) ... rileggete dall'inizio se non è chiaro da dove viene fuori il numero 0,0028.

Dato che mi è impossibile pesare tale quantità di sale preparo una soluzione nella quale inserirò un grosso quantitativo di sale facilmente pesabile, stando attento a non superare la solubilità massima o il sale non si scioglie tutto, e della quale preleverò, con una siringa, una piccola quantità che mi farà aumentare il Calcio in una quantità definita in precedenza (che decido a tavolino tramite calcoli).

Ricapitolando:

- decido la quantità di soluzione da preparare, la bottiglietta di 'integratore' (diciamo 500ml)

- decido quanti mg/l di Calcio voglio inserire, diciamo di quanto Calcio voglio aumentare l'acqua di osmosi prima di versarla in vasca (60 mg/l)

- decido quanti ml (millilitri) di soluzione utilizzerò, diciamo quanta soluzione preparata preleverò con la siringa, dalla bottiglietta, e verserò nell'acqua del cambio o in vasca

Facciamo adesso un altro calcolo (evito appositamente numeri come 1 o 10):

voglio preparare la bottiglietta in modo tale che con 2ml aumento il Calcio, in 3 litri di osmosi, di 60mg/l

0,0028 x litri da addizionare x mg/l da aumentare x (ml di soluzione : ml utilizzati)

0,0028 x 3 x 60 x (500 : 2) = 126 grammi di CaCl2 da inserire in 500 ml

Solfato di Calcio (CaSO4)
NB. comune gesso, nessuna indicazione di pericolosità

La prima cosa da dire riguardo il Solfato di Calcio è che è praticamente insolubile. La sua solubilità in acqua è di 2,1g/l a 20°C, quindi difficilmente potremo preparare una soluzione da usare alla bisogna ma lo useremo direttamente in polvere e/o preparando la soluzione ogni volta con una bottiglia da 2 litri.

Il Solfato di Calcio facilmente reperibile è quello Emiidrato, detto Scagliola o Gesso di Parigi o Gesso Alabastrino.

La sua formula è (CaSO4)2 · H2O o anche CaSO4 + 0,5H2O

Calcoliamone adesso il peso molecolare

Ca + S + O4 + ((H2 + O) : 2) = 40,078 + 32,066 + 15,999 x 4 + (18,013 : 2) = 145,740

In acqua si suddivide in Ca++ (pm = 40,078) e SO4-- (pm = 96.062)

Su di 1 grammo di CaSO4 Emiidrato avremo:

40,078 / 145,740 = 0,275g di Ca

96,062 / 145,740 = 0,659g di SO4

9,006 / 145,740 = 0,062g di H2O

Facciamo adesso una cosa divertente, ci potremo anche far divertire i nostri bimbi/e (o mariti/mogli che poi cambia poco).

Se in 1 litro di osmosi, quella per preparare le soluzioni, sappiamo che riusciamo a sciogliere circa 2 g di CaSO4 Emiidrato (un po di più ma cambia poco per i nostri bisogni) calcoliamo quanto Calcio ricaviamo in soluzione.

Se in 1 grammo di sale ho 0,275 grammi di Calcio in due grammi ne avrò 0,275 x 2 = 0,55 g

Arrotondiamo per eccesso e trasformiamo in mg -> 600 mg di Calcio

Basterà ora dividere 600 per i litri dell'acqua da reintegrare (o quella della vasca se versiamo direttamente in vasca) ed ottenere i mg/l di Calcio inseriti.

Esempio pratico:

Prendo una bottiglia da 2 litri in plastica, aggiungo 1 litro di osmosi (facciamoci una tacca alla bottiglia visto che la useremo spesso) ed inserisco un cucchiaio di CaSO4 Emiidrato. Saranno sicuramente più di 2 grammi (per sicurezza pesatelo prima e, eventualmente aggiungetene altro). A questo punto il 'divertimento' è agitare la bottiglia al fine di sciogliere quanto più CaSO4 Emiidrato possibile, in pratica faremo una soluzione satura che significa che ha raggiunto la massima solubilità.

Fatto questo lasciate riposare la bottiglia ed aspettate che il sale in più si depositi, avremo la certezza che, in soluzione, ci saranno circa 2 grammi e non di più.

Se dobbiamo integrare 10 litri di osmosi: 600 mg : 10 litri = 60mg/l di Calcio

Se dobbiamo integrare 100 litri di osmosi: 600 mg : 100 litri = 6mg/l di Calcio

Un altro sistema che utilizzo a volte è quello di versare un cucchiaino di CaSO4 Emiidrato sulle spugne del filtro ed aspettare che con calma si sciolga tutto ... metodo a 'cavolino/cavoletto' #13

Ovviamente quando usate la soluzione versate solo il liquido lasciando in bottiglia la polvere depositata.

Nota: Se avete delle Melanois Tubercolata in vasca, nel periodo della riproduzione, potete anche versare un cucchiaino di CaSO4 Emiidrato direttamente in vasca (meglio con il filtro spento). Le mie fanno festa e si radunano in un bel mucchietto, non so bene la fisiologia della cosa ma a loro piace da matti. Ovviamente non esagerate e sappiate che state versando del Calcio in vasca ed il GH aumenterà squilibrando, eventualmente, il rapporto Cacio/Magnesio.

Solfato di magnesio (MgSO4)
NB. Sale Inglese, nessuna indicazione di pericolosità, lassativo ad alte concentrazioni

Facciamo adesso una cosa leggermente più complicata (se sono semplici non ci piacciono), prepariamoci una soluzione per il Magnesio utilizzando il Solfato di Magnesio (MgSO4).

In farmacia troveremo facilmente il Solfato di Magnesio come Sale inglese, leggero lassativo, che sarà Solfato di Magnesio Eptaidrato quindi MgSO4 + 7H2O (quando siete un po stitici una bella sorsata alla bottiglietta e via :-D).

Calcoliamone il peso molecolare totale:

Mg + S + O + O + O + O + (7 x (H + H + O)) -> (Mg = 24,305) + (S = 32,066) + (O4 = 15,999*4) + (7H2O = 126,091) = 246,458

Su di 1 grammo di MgSO4 avremo:

24,305 / 246,458 = 0,099 g di Mg

96,062 / 246,458 = 0.389 g di SO4

126,91 / 246,458 = 0,512 g di H2O ... è giusto uno sfizio ma serve per capire che, in questo caso, il fatto che il sale sia Eptaidrato implica che più della metà del peso è sola acqua che paghiamo molto 'salata' :-D.

Volendo conoscere quanti grammi di Solfato di Magnesio Eptaidrato (MgSO4 + 7H2O) dobbiamo pesare per avere 1 mg di Magnesio:

1.000 : 99 = 10,10 g per 1 grammo di Magnesio

10,10 : 1.000 = 0,010 g per 1mg di Magnesio

Il Solfato di Magnesio ha una solubilità di 269 grammi/litro a 20 °C (di sicuro quello Eptaidrato avrà una solubilità differente e, fortunatamente, tra le varie lingue di Wikipedia c'è la soluzione, 710 g/l)

NOTA: credo/spero, vedendone il peso molecolare e la relativa influenza sul totale, che abbiate compreso la differenza importante (quantitativamente) data dal grado di idratazione di un sale, le molecole di acqua aggiunte, e perchè sia importante conoscere anche il grado di idratazione di un sale appena acquistato (chiedetelo sempre e siatene sicuri o i calcoli risulteranno errati).

Come (spero) ormai sapete:

0,010 x litri da addizionare x mg/l da aumentare x (ml di soluzione : ml utilizzati)

Prepariamo una soluzione di cui 5 ml portano il Magnesio di 10 litri d'acqua a 15 mg/l

0,010 x 10 x 15 x (500:5) = 150 grammi di (MgSO4 + 7H2O)

Visto che il (MgSO4 + 7H2O) si vende in bustine da 30g dovremo acquistare 5 bustine ed avremo già il sale pesato.

Il Magnesio potrebbe, spesso anzi deve, essere integrato in vasca ogni tanto, quindi ...

Come dicevo ci piacciono le cose difficili, cambiamo allora sistema e troviamo una formula differente per capire quanta soluzione versare in vasca per aumentare di 1 mg/l il Magnesio nel nostro acquario.

NB. non ho formule standard, quando mi capita di dover risolvere un problema matematico mi affido alla mia logica e cerco di trovare la soluzione ... quindi posso anche sbagliare come capita a volte, l'importante è esserne consapevoli.

Quindi, ricapitoliamo i valori noti:

- conosco la soluzione preparata (5 ml di soluzione portano 10 litri a 15 mg/l di Magnesio)

- conosco i litri netti della vasca (diciamo che la nostra vasca è 200 litri netti)

La prima cosa che mi viene in mente è fare qualche semplice proporzione:

se 5ml alzano 10 litri di 15 mg/l, quanti ml servono per portare a 15 mg/l 200 litri

5 : 10 = x : 200 -> x = (5 x 200) : 10 = 100 ml

servono 100 ml di soluzione per aumentare di 15 mg/l il Magnesio in vasca

se 100 ml aumentano il Magnesio di 15 mg/l di 200 litri, quanti ml di soluzione servono per aumentare il Magnesio di 1 mg/l 200 litri

100 : 15 = x : 1 -> x = (100 x 1) : 15 = 6.66 ml

Quindi, se misuro Calcio e Magnesio in vasca e mi rendo conto che devo aumentare il magnesio di 3 mg/l mi basterà prelevare 3 x 6,66 = 20ml di soluzione.

Se non avete capito rileggete con calma e provate a fare gli stessi calcoli con i litri netti del vostro acquario.

Modifica del KH - preparazione delle soluzioni di Carbonato/Bicarbonato
NB. tali soluzioni potrebbero anche essere miscelate ma lo sconsiglio per comodità di dosaggio

Chiariamo subito una cosa prima di iniziare:

quello che misuriamo con i kit a reagente non è il KH ma l'Alcalinità dell'acqua, la somma del Carbonato, simbolo chimico CO3--, e del Bicarbonato, simbolo chimico HCO3-, forma la durezza carbonatica dell'acqua, l'Alcalinità che fornisce all'acqua il cosi detto Potere Tampone che mantiene il PH stabile.

NB. in questo equilibrio rientra anche la CO2 che, normalmente ha poca influenza ma, se immettiamo forzatamente in vasca 30mg/l di CO2, ovviamente ne avrà di più. Normalmente l'immissione iniziale di CO2 farà alzare il KH misurato (Alcalinità) e, nel tempo, noteremo facilmente un lento quanto inesorabile aumento di KH ... molto molto piccolo ma costante. Basteranno abbondantemente i cambi d'acqua a rendere tale aumento impercettibile.

Come fa a mantenere il pH stabile (entro certi limiti ovviamente) ?

Semplicemente cedendo o acquisendo ioni Idrogeno (H+) e trasformandosi da Carbonato in Bicarbonato e viceversa

ione bicarbonato <-> ione carbonato + ione idrogeno

NB. il pH non è altro che la misura degli ioni Idrogeno (H+) in acqua

I sali utilizzabili sono svariati ma non tutti di facile reperibilità oltre che pericolosi in vasca, Pensate al Bicarbonato di Ammonio. Si trova al supermercato reparto dolci e l'ho usato come attivatore per la vasca, funziona benissimo ma, altrettanto bene, facilita l'allevamento di molte specie algali in vasca :-D:

- Carbonato/Bicarbonato di Sodio
- Carbonato/Bicarbonato di Potassio
- Carbonato/Bicarbonato di Calcio
- Carbonato/Bicarbonato di Magnesio
- Carbonato/Bicarbonato Ammonio

ecc. ecc.

Il KH reale è dato dai soli Bicarbonati di Calcio e Magnesio e non è misurabile con kit a reagente, e neanche ci interessa misurarlo non avendo utilità pratica in acquariofilia.

Visto che noi misuriamo l'Alcalinità dell'acqua, in alcuni casi, quello che viene chiamato erroneamente KH può essere superiore al GH specialmente quando il suo principale componente è il Bicarbonato di Sodio.

In effetti il Carbonato ed il Bicarbonato è solo una differenziazione per la tipologia di sale che si trova in commercio, inserendo questi sali in acqua avremo la loro trasformazione in base al pH dell'acqua in cui verranno disciolti.

Per approfondimento della relazione tra Carbonati/Bicarbonati in base al pH vedi Durezza Carbonatica

NB. Esistono altri sistemi per abbassare il pH e mantenere il KH prossimo allo zero senza problemi (torba, acidi umici ecc. ma non sono oggetto di questa trattazione).

Considerando che uno dei principali Macronutrienti che dosiamo in vasca è il Potassio (K+), da molto tempo utilizzo per il reintegro del KH i sali di Carbonato e Bicarbonato di Potassio.

Carbonato di Potassio (K2CO3)
NB. Nocivo, si raccomanda cautela durante l'utilizzo

K2CO3 formato da K = 39,098*2 + C = 12,011 + O3 = 15,999*3

Peso molecolare totale = 138,204

In acqua si suddivide in K+ (pm = 39.098*2 = 78,196) e CO3-- (pm = 60.008) ... ovviamente gli ioni di Potassio (K+) saranno 2 per ogni ione Carbonato.

Su di 1 grammo di K2CO3 avremo:

78,196 : 138,204 = 0,566 di K+

60,008 : 138,204 = 0,434 di CO3 --

Per avere 1 mg di CO3-- dovremo pesare:

1 : 434 = 0,002304 grammi di K2CO3

Parlando di Carbonato ha poco senso, visto che parliamo di acquari, definire i soli mg/l, sarebbe meglio parlare direttamente di dKH (gradi tedeschi di KH, viene difficile cambiarne il nome ma, ricordo sempre, in realtà parliamo di Alcalinità dell'acqua, il KH 'chimico' è tutt'altro). Chissà se inizierò a leggere sui forum finalmente Alcalinità al posto di KH ...

Calcoliamo allora una soluzione che aumenterà di 1dKH 10 litri di acqua di osmosi inversa usandone 5ml

Riprendiamo la solita formuletta utilizzata in precedenza:

0,002304 x litri da addizionare x mg/l da aumentare x (ml di soluzione : ml utilizzati)

Sappiamo però che 1 dKH = 10,70 mg/l di CO3-- (un grado di KH corrisponde a 10,70 milligrammi/litro di Carbonato disciolto in acqua)

In questo caso aumentiamo i mg/l di CO3-- di 10,70 = 1 dKH

0,002304 x 10 x 10,70 x (500 : 5) = 24,65 grammi di K2CO3

La solubilità del K2CO3 è di 1120 g/l a 20°C (in 500 ml riusciremo a sciogliere 560g)

Considerando un KH medio di 6 dovremo inserire, in 10 litri, 5 x 6 = 30 ml e/o, se vogliamo correggere il KH di una vasca da 100 litri utilizzare 50 ml di soluzione per ogni grado di KH che vogliamo aumentare.

Facciamo una soluzione più concentrata che, con 1 ml aumenta il KH di 1 di 10 litri di osmosi

0,002304 x 10 x 10,70 x (500 : 1) = 123,26 grammi di K2CO3

Potremo fare anche una soluzione più concentrata ed utilizzare siringhe da insulina (1ml) per il dosaggio.

Adesso facciamo una cosa che potrebbe sembrare 'strana' ma ha la sua utilità, non solo in questo caso ma anche in tutti gli altri, ma questa volta è più 'interessante' del solito.

Se in un grammo di K2CO3 abbiamo anche 0,566 grammi di Potassio significa che dosando una quantità di soluzione tale da aumentare di 1 dKH l'acqua di osmosi doseremo anche:

10,70 mg/l di CO3 -- per 1 dKH

78,196 : 138,204 = 0,566 di K+

60,008 : 138,204 = 0,434 di CO3 --

10,70 : 0,434 = x : 0,566 -> x = (10,70 x 0,566) : 0,434 = 13,954 mg/l di Potassio per ogni dKH

intravedo qualche espressione facciale di 'smarrimento' ...

Provo a fare qualche altro calcolo partendo dal peso (così esplicito il motivo dell'utilizzo di 6 cifre decimali al posto delle solite 3 che ho utilizzato in precedenza)

Se devo pesare 0,002304 grammi di K2CO3 per avere 1 mg di CO3-- dovrò pesare 0,002304 x 10,70 = 0,024653 g per avere 1 dKH in 1 litro di osmosi

Se in un grammo di K2CO3 ho 0,566 grammi di Potassio in 0,024653 grammi avrò:

1 : 0,566 = 0,024653 : x -> x = 0,566 * 0,024653 : 1 = 0,013953 grammi di K+ che, moltiplicato 1.000 per avere i milligrammi diventa 13,954 mg/l di K+ per ogni dKH.

Questo vale a prescindere dal litraggio, quindi o aumentiamo di 1 dKH 1 litro di acqua o aumentiamo di 1 dKH 123 litri di acqua avremo sempre inserito 10,70 mg/l di CO3-- e 13,954 mg/l di potassio (K+).

Bicarbonato di Potassio (KHCO3)
NB. Nessuna indicazione di pericolosità ma può causare leggere irritazioni

KHCO3 formato da K = 39,098 + H = 1,007 + C = 12,011 + O3 = 15,999*3

Peso molecolare totale = 100,113

In acqua si suddivide in K+ (pm = 39.098) e HCO3- (pm = 61.015)

Su di 1 grammo di KHCO3 avremo:

39.098 / 100.113 = 0.399g di K+

61.015 / 100.113 = 0.609g di HCO3 -

Per avere 1mg di HCO3- dovremo pesare:

1 : 609 = 0,001642 grammi di KHCO3

Parlando di Bicarbonato ha poco senso, visto che parliamo di acquari, definire i soli mg/l, sarebbe meglio parlare direttamente di dKH (gradi tedeschi di KH, viene difficile cambiarne il nome ma, ricordo sempre, in realtà parliamo di Alcalinità dell'acqua, il KH 'chimico' è tutt'altro).

Calcoliamo allora una soluzione che aumenterà di 1dKH 10 litri di acqua di osmosi inversa usandone 5ml

Riprendiamo la solita formuletta utilizzata in precedenza:

0,001642 x litri da addizionare x mg/l da aumentare x (ml di soluzione : ml utilizzati)

Sappiamo però che 1 dKH = 21,76 mg/l di HCO3- (un grado di KH corrisponde a 21,76 milligrammi/litro di Bicarbonato disciolto in acqua)

In questo caso aumentiamo i mg/l di HCO3- di 21,76 = 1 dKH

0,001642 x 10 x 21,76 x (500 : 5) = 35,73 grammi di KHCO3

La solubilità del KHCO3 è di 224 g/l a 20°C (in 500 ml riusciremo a sciogliere 112g)

Considerando un KH medio di 6 dovremo inserire, in 10 litri, 5 x 6 = 30 ml e/o, se vogliamo correggere il KH di una vasca da 100 litri utilizzare 50 ml di soluzione per ogni grado di KH che vogliamo aumentare.

Potremo quindi fare una soluzione più concentrata.

0,001642 x 10 x 21,76 x (500 : 1) = 178,649 grammi di KHCO3 ... troppo, siamo fuori dalla solubilità massima

0,001642 x 10 x 21,76 x (500 : 2) = 89,324 grammi di KHCO3

Vediamo adesso quanto Potassio stiamo inserendo per ogni dKH aumentato.

Se per dosare 1 mg di CO3 devo pesare 0,001642 grammi di KHCO3, per aumentare di 1 dKH devo pesare 0,001642 * 21,76 = 0,035730 g di KHCO3

Se in 1 g di KHCO3 ho 0,399 g di K+ in 0,035730 avrò:

1 : 0,399 = 0,035730 : x -> x = (0,399 * 0,035730) : 1 = 0,014256 g di K+

moltiplicando per 1.000 per avere i milligrammi avrò 14,256 mg/l di K+ per ogni dKH di aumento in acqua.

Considerazioni finali sull'utilizzazione delle soluzioni, regolazione del GH e del KH, adeguamento dei valori in vasca.
Capiamo a cosa servono le soluzioni preparate e come vanno utilizzate per la nostra vasca.

Capito come preparare le soluzioni per il GH e KH, vediamo adesso come vanno utilizzate nel migliore dei modi e perchè utilizzare una o l'altra a seconda dei casi.

Ho scritto in precedenza che consiglio almeno una percentuale di Calcio di 60mg/l e di Magnesio pari a 15mg/l.

Qualcuno mi dirà, ok, ma come li misuro ? io riesco solo a misurare il GH, quindi ?

Quindi riprendiamo i valori numerici scritti quasi all'inizio:

1 dGH = 7,158 mg/l di Ca++ (un grado di GH corrisponde a 7,158 milligrammi/litro di Calcio disciolto in acqua)

1 dGH = 4,341 mg/l di Mg++ (un grado di GH corrisponde a 4,341 milligrammi/litro di Magnesio disciolto in acqua)

Abbiamo:

- 60 mg/l di Calcio quindi: 60 : 7,158 = 8,382 dGH

- 15 mg/l di Magnesio quindi: 15 : 4,341 = 3,455 dGH

per un totale di 11,837 dGH

NB. quando qualcuno vi dice di mantenere un KH 4 e GH 6 - 8 chiedetegli la motivazione precisa e fatevela spiegare, io magari la spiegherò in un altro articolo, di certo non lo suggerisco perchè la 'maggioranza' dice di fare così ;-))
Ovviamente questo valore va bene in vasche di comunità con piante, diciamo il 60 - 70 %, per vasche senza piante e con tipologie di pesci particolari seguite le indicazioni caratteristiche dei pesci ospitati. Resta il fatto che Calcio e Magnesio sono elementi fondamentali anche per la vita animale oltre che per quella vegetale.

Seguendo sempre gli stessi valori numerici relativi il GH possiamo, prendendo in prestito ai 'cugini' del marino un loro test kit, andare a misurare il Calcio ed il Magnesio in vasca e regolarne la composizione in modo che il rapporto Calcio:Magnesio sia di circa 4:1.

1 dGH = 7,158 mg/l di Ca++ (un grado di GH corrisponde a 7,158 milligrammi/litro di Calcio disciolto in acqua)

1 dGH = 4,341 mg/l di Mg++ (un grado di GH corrisponde a 4,341 milligrammi/litro di Magnesio disciolto in acqua)

La soluzione più economica è acquistare un kit per la determinazione del Calcio in vasca.

Dato che i valori del kit per il marino sono molto più alti dei nostri basterà utilizzare delle diluizioni maggiori e qualche semplice calcoletto, cercherò di spiegare come faccio io riferendomi al test kit in mio possesso. Per altri kit credo basti adeguare le proporzioni.

Calcolo il GH raddoppiando il campione di riferimento, in pratica invece dei soliti 5 ml di acqua della vasca prelevo 10 ml in modo che per ogni goccia di reagente non avrò 1 dGH ma 0,5 dGH e quindi una misurazione più precisa.

Supponiamo che abbia trovato in vasca un GH di 8,5

Con il test kit del Calcio quadruplico la quantità di liquido campione e quindi, invece dei soliti 5ml, prelevo 20 ml di acqua della vasca.

Con tale quantità ogni goccia di reagente, che normalmente segnala 20 mg/l di Calcio, equivarrà a 5 mg/l di Ca.

Faccio il test ed ottengo 45mg/l di Ca (il reagente vira colore alla 9° goccia versata)

A questo punto calcolo il GH del solo Calcio: 45 / 7,158 = 6,286 dGH

Conoscendo il GH totale di 8,5 so che avrò un GH di solo Magnesio pari a 8,5 - 6,286 = 2,214 dGH

A questo punto moltiplicando il dGH di solo Magnesio per 4,341 (quanti mg/l di Magnesio servono per 1 dGH) avro:

2,214 * 4,341 = 9,610 mg/l di Magnesio

Ricapitolando:

GH = 8,5
Ca = 45 mg/l
Mg = 9,6 mg/l

Per verificare il rapporto 4:1 tra Calcio e Magnesio basta dividere 45 : 4 = 11,25.

Possiamo adeguare il Magnesio in vasca aggiungendone 11,25 - 9,6 = 1,65 mg/l ... vabbè, non stiamo a cercare il pelo nell'uovo, al prossimo cambio aumenteremo un po il Magnesio. In ogni caso io aumenterei entrambi.

Parliamo adesso un po del KH e dei valori di Potassio inserito.

Come ho scritto più volte l'Alcalinità dell'acqua serve solo ad un paio di cose, una più importante ed una un po meno.

La cosa importante riguarda la stabilità del pH dell'acqua, quindi evitare che piccole variazioni di CO2 creino sbalzi di pH dannosi al sistema vasca, ad esempio variazioni giorno/notte sul consumo di CO2 delle piante, variazioni sulla concentrazione di CO2 nell'ambiente in cui è la vasca, variazioni di CO2 di origine batterica.

L'Alcalinità va quindi mantenuta ad un certo valore in modo da rendere il pH stabile.

Vediamo di capire quale possa essere questo valore in una vasca in cui è addizionata della CO2 tramite un apposito impianto.

Prendendo la famosa tabella KH/pH/CO2 andiamo a vedere quante possibilità abbiamo di inserire 30mg/l di CO2 in vasca in modo da soddisfare abbondantemente le piante:

KH 3 -> pH 6,5
KH 4 -> pH 6,6
KH 5 -> pH 6,7
KH 6 -> pH 6,8
KH 7 -> pH 6,9
KH 8 -> pH 6,9
KH 9 -> pH 7
KH 10 -> pH 7
KH 11 -> pH 7,1
KH 12 -> pH 7,1
KH 13 -> pH 7,1
KH 14 -> pH 7,2

Bene, che pesci abbiamo in vasca ?

Normalmente abbiamo pesci che vivono più che bene tra pH 6,8 e 7,2 ma anche di più ... secondo voi ha qualche senso logico dire sempre di mantenere il KH a 4 o 5 ?

Non voglio dire di seguire solo la mia 'logica' od i miei consigli, spero almeno di aver acceso qualche lampadina in qualcuno dei lettori di questo scritto.

A riguardo ci sarebbe molto altro da dire ma esuleremmo dall'oggetto.

Abbiamo detto in precedenza che:

con il Carbonato di Potassio inseriamo anche 13,954 mg/l di Potassio per ogni dKH

con il Bicarbonato di Potassio inseriamo anche 14,256 mg/l di Potassio per ogni dKH

In effetti la differenza è quasi inesistente, potremo utilizzare l'uno o l'altro a seconda di cosa riusciamo a reperire.

Considerando che il Potassio disciolto in vasca sia meglio che non superi il doppio del Calcio con 60 mg/l di Calcio è meglio che il Potassio non superi 100 - 110 mg/l in vasca.

Una via di mezzo dei mg/l massimi di Potassio in vasca, diviso i mg/l di Potassio inserito per ogni dKH ci da il KH massimo che possiamo avere usando solo tali sali.

105 : 14 = 7,5 dKH utilizzando il Carbonato o Bicarbonato di Potassio.

NB. ripeto, tale valore va bene mantenendo un GH di circa 12 con Calcio 60 mg/l e Magnesio 15 mg/l

Se vogliamo aumentare ulteriormente il l'Alcalinità dell'acqua (KH) potremo usare una pietra calcarea in vasca (Carbonato di Calcio) o, come ultima risorsa, un pochino di Bicarbonato di Sodio (quello del supermercato per intenderci), ma proprio come ultima risorsa.

Ovviamente se il vostro fertilizzante contiene anche Potassio dovrete tenerne conto e quindi sarà necessario aumentare il KH utilizzando quanto appena scritto sopra e non i soli Carbonato/Bicarbonato di Potassio.

Per il momento credo sia tutto.
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Sfortunatamente la conoscenza di certi argomenti non ci è innata ma ci viene 'tramandata' e stà a noi comprenderla e, possibilmente, migliorarla. Tra le moltissime persone, ricercatori, professori, esperti e semplici appassionati (italiani ed esteri) che mi hanno 'tramandato' le loro conoscenze mi sento in dovere di ringraziarne almeno un paio: Fabrizio Lattuca e Claudio Cappelletti per i loro illuminanti insegnamenti. Spero di essere riuscito, con questo scritto, nel mio piccolo a 'tramandare' qualcosa anche io, insomma di aver fatto la mia parte.