CO2 in acqua alcalina (pH superiore a 8)
 

Salve, ero interessato a discutere con una persona competente di chimica (ed interessata all'argomento) sulle implicazioni di una fertilizzazione e mantenimento di vegetazione in un acquario con acqua alcalina e pH uguale o superiore a 8.
Vi sono casi come gli acquari leggermente salmastri o altri tipi di biotopo in cui queste condizioni si verificano e si "potrebbero" mettere molte piante che sopportano questi ambienti.
Questa domanda così specifica viene fatta perché tutte le persone esperte di coltivazione di piante acquatiche sanno benissimo che i valori tendenti al neutro o meglio leggermente acidi sono l'optimum per tutta una serie di ragioni chimiche che non posso riassumere qui.
Se qualcuno se la sente di prendere questa sfida e partecipare alla discussione con dei dati precisi sarò lieto di approfondire ed eventualmente dopo aver raccolto un po' di materiale scrivere un bell'articolo.

Gli acquari con piante esigenti e difficili hanno tutti in comune una bassa durezza totale e carbonatica (in genere GH ingeriore a 10 e KH inferiore a 6), questo perché con il salire o il scendere del pH alcuni composti minerali fondamentali per le piante tendono a precipitare non essendo più disponibili. Non è chiaro il ruolo della CO2 quando il pH è molto elevato e le tabelle che mettono in relazione il KH con il pH e la CO2 hanno comunque delle lacune in quanto sono generiche e non costituiscono una regola assoluta.
Vi sono molti biotopi acquatici ricchi di piante che presentano un pH decisamente alcalino ciò non dimeno le piante non muoiono in quegli ambienti anzi prosperano, mentre se proviamo a ricreare le identiche condizioni nelle nostre vasche, è probabile che andremo incontro ad un fallimento, a meno che non coltiviamo piante ultra facili e super specializzate come il Ceratophillum.

Io ho sempre avuto acquari molto piantumati e alcalini, con o senza CO2.
Le piante "esigenti" spesso sono quelle provenienti da acque tenere ed acide, dove la sorgente di carbonati è la CO2 più che lo ione bicarbonato.
ALtro fattore limitante è il ferro: le piante "affamate" di ferro preferiscono ambienti acidi perché il ferro lo assorbono meglio in forma ridotta (e in più tende a precipitare meno perché l'ambiente riducente lo ossida di meno).

Con piante opportune (ceratophyllum, egeria, miriophyllum, vallisneria, ecc.) si possono tenere tranquillamente valori alcalini e piante in salute (e volendo CO2 a 30 mg/l).

Se poi uno vuole "tirare" la vasca e fertilizzare in maniera spinta, i valori acidi favoriscono la persistenza dei nutrienti in colonna (ferro, come già detto, e altri ioni). Questa è la ragione per cui gli acquari "olandesi" sono spesso di acqua tenera e acida.
Ma non è una regola.

Per la CO2, a pH più elevato tende a trasformarsi (in percentuale maggiore) in ione bicarbonato (e ad aumentare il KH), ma è una frazione trascurabile, conti alla mano, e non misurabile coi nostri test. La si può dosare allo stesso modo (stando attenti a non gasare i pesci perché la variazione di pH è via via mionore a pH elevati, quindi si perde un po' in "sensibilità" e ci vuole un buon test, tipo il JBL per pH alcalini, appunto).

Non riuscivo a trovare la funzione "grazie" del forum ed era li davanti ai miei occhi; mi hai dato una bellissima risposta.

Cosa ne pensi delle tabelle che mettono in relazione la CO2 con il KH ed il pH ?
Sono esatte ? A volte mi vengono dei dubbi, una domanda forse banale che ti farà sorridere è la seguente:

I valori di riferimento che si incrociano sono il KH ed il pH, il valore che ne deriva è la CO2 in mg/l.

Domanda:
Il valore della CO2 è quello che si raggiunge naturalmente senza immissione di CO2 esterna ovvero dati i valori di partenza ottengo sempre e solo quel valore di CO2 che ne rappresenta l'equilibrio di saturazione, oppure quella cifra valore rappresenta il massimo valore di CO2 che posso ottenere con una immissione esterna ?

La risposta a questa domanda non l'ho mai trovata. Perché se così fosse allora anche un acquario con un filtro a percolatore considerato inadatto per le piante non potrebbe disperdere la CO2 che ritornerebbe subito in equilibrio in modo naturale.

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Prendiamo un valore a caso, vogliamo una vasca con pH lievemente acido e impostiamo pH 6,5 con KH 10 per avere un valore mostruoso di CO2 che verrebbe 111 mg/l di CO2 cosa da far morire tutti i pesci.
Quali considerazioni ne traiamo ? Con KH 10 è assolutamente impossibile avere in maniera naturale un pH di 6,5 ma piuttosto il pH salirebbe naturalmente a valori decisamente alcalini superiori all'8 facendo scendere la CO2 a 4 mg/l come riportato dalla tabella.

Provo a rispondere passo-passo:
- La tabella ti dà la concentrazione esatta ALL'EQUILIBRIO e IN CASO DI ACQUA PURA: fissi un KH (che consideri praticamente invariante al variare della CO2, è un'ottima approssimazione), fissi un pH da raggiungere ed eroghi CO2 (aumentando le bolle e aspettando che il sistema vada all'equlibrio) fino a RAGGIUNGERE IL pH FISSATO. A quel punto avrai la concentrazione di CO2 definita in tabella (la tabella è semplicemente la tabulazione della formula analitica).

- Con KH elevato NON puoi raggiungere pH troppo bassi senza evitare di gasare i pesci. Per quello la tabella è colorata, per distinguere le aree sicure o ottimali (con CO2 <= 30 mg/L) e quelle pericolose o tossiche (CO2 >= 30mg/l).

Per raggiungere pH molto bassi devi usare acqua tenerissima e acidificanti diversi (torba). Se cercho "gestione OTRAC" ti si apre un mondo (di acqua acida ma senza CO2).
Per quello è preferibile usare la CO2 SOLO come fertilizzante ("impostando" il KH in modo che il pH sia quello adatto alla fauna ospitata) e usare SOLO torba per acidificare.
Usare entrambi i metodi è possibile, ma la tabella NON funzione più (e non sai quanta CO2 hai disciolta).

PS: la tabella non tiene se la CO2 è immessa artificailmente o naturalmente. Considera la CO2 disciolta e basta. Senza diffusore un valore tipico per la CO2 disciolta è tra 1 e 5 mg/l (ipende da temperatura e movimento dell'acqua, dalla respirazione dei pesci e piente, dall'attività batterica, dalla presenza di carbonio organico che viene metabolizzato, ecc.).
Se non la immetti con un impianto, la CO2 "evapora" naturalmente e si porta al valore scritto sopra.

Meraviglioso ! Sento che ci stiamo avvicinando al punto della questione.

Quindi ora, come non viene spiegato da nessuna parte, tu hai messo in gioco altri fattori di fondamentale importanza che erano appunto quelli che mi facevano nascere i dubbi, cioé le altre sostanze che agiscono sul pH come gli acidi umici e qualunque altra cosa che possa modificarno ma che non è CO2.
Si evince che queste benedette tabelle hanno ben poco significato in quanto si riferiscono a situazioni teoriche che in realtà non si verificano. La natura dell'acquario è un sistema complesso in cui multi fattori entrano in gioco e sono ben più dei soliti tre citati: pH, KH e CO2.

Tutta la complessità della natura viene semplificata facendo rientrare forzatamente il discorso in soli tre parametri, guardando questa tabella si traggono considerazioni sbagliate ecco perché poi quando misuriamo con gli strumenti ci vengono fuori dei valori che non riusciamo a comprendere.

Attenzione: non ci confondiamo con la solita frase "la natura è troppo complessa per.. ecc. ecc."

La formula data ha un'OTTIMA approssimazione (a patto di non usare torbe o correttori di pH) e largo uso in acquario. Le condizioni "teoriche" si VERIFICANO ECCOME in quasi tutte le vasche.
Senza tabella non si potrebbero usare i pH controller, per dirne una. Guardando la tabella si fanno considerazioni tutt'altro che sbagliate, sono le considerazioni MINIME per usare CO2 limitando gli eventuali danni (ricordiamoci che è un gas tossico).
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PS: io (con i miei limitati strumenti) ho sempre avuto strettissima correlazione con la tabella.
Una NON correlazione forse indica strumenti scalibrati, per fare un esempio (è comunissimo che un pHmetro si scalibri, per esempio).

Riporto qui nel luogo più in tema la prosecuzione della risposta nell'altra discussione:

Mamma mia che guazzabuglio !!!
Scusa non ti spazientire se ti rispondo mostrando di non avere capito, ma se mi baso sulla semplice lettura della tabella sembrerebbe assolutamente impossibile, ovvero per come l'ho capita nella mia testa, posso buttarci dentro quanta CO2 voglio ma viene espulsa subito fuori dall'acqua a causa del KH, quindi il KH determina il pH ed anche di conseguenza la quantità di CO2 ammessa nel sistema.
Con un pH uguale a 8 la tabella mostra che non riesco ad avere CO2 a sufficienza con nessun valore di KH.
Non è che forse la confusione nasce dal fatto che consideriamo il pH come un valore a se stante mentre il pH è soltanto una variabile del sistema ? Il KH mi sembra rappresenti meglio una costante.
Non mi è ancora chiara l'equazione per cui ad un dato KH, il pH tende ad impostarsi automaticamente su valori alcalini che a loro volta escludono la presenza di CO2.

Mi se bra impossibile che gli altri capiscano questa equazione mentre io no !!! Hahahaha ! :-D

No. È errato. La CO2 NON viene "spinta via". A KH elevato non riesci ad abbassare il pH se non con dosi eccessive (mortali) di CO2.

Alla fine ho capito, si tratta solo di avere la chiave di lettura della tabella, così come viene rappresentata sembra che si debba incrociare la colonna del KH con quella del pH mentre invece dovrebbe essere letta dicendo che alla costante KH aggiungo la variabile CO2 ed ottengo come risultato il pH.
Letta nell'altro modo si tende a pensare che il pH sia una costante come il KH e non si capisce se la casella di CO2 che incrociando individua sia il valore naturale che raggiunge senza immissione (abbiamo visto che non è così) oppure il valore di CO2 che può raggiungere con immissione di CO2.
Quindi la sequenza degli eventi è: 1) Valore iniziale KH. 2) Immissione CO2. 3) Risultato pH
Spiegata in questa maniera mi sembra diventi più comprensibile.