Il ferro è un elemento che può presentare più di uno stato di ossidazione (numero di valenze).
Il ferro bivalente (ferroso) forma composti con una discreta solubilità in acqua (p. es. solfato ferroso).
Se però immettiamo in acqua del ferro bivalente (p. es. sciogliendo del solfato ferroso) questo è velocemente ossidato e portato alla sua forma trivalente (ferrico) ad opera degli ioni ossidrile presenti in acqua (OH-).
La dinamica di questa trasformazione è fortemente influenzata dalla quantità di ioni OH- presenti; più OH- avremo e più velocemente lo ione ferroso verrà ossidato a ferrico (trivalente).
Poichè la concentrazione degli ioni OH- ed il pH sono correlati questo vuol dire anche che più alto è il pH e più velocemente avverrà la reazione di cui sopra.
Ecco perchè nelle confezioni di ferro utilizzato in giardinaggio si trovano diciture del tipo ‘stabile nell’intervallo 4,5 – 7,5’.
Vuol dire che sopra un pH di 7,5 il ferro presente viene in buona parte liberato dal suo composto e rimane libero di trasformarsi in ferrico ad opera degli ioni OH- presenti in acqua.
Il ferro nel suo stato trivalente forma con gli ioni OH- e con altri (prevalentemente fosfati e carbonati) Sali molto poco solubili che una volta formatisi precipitano a fondo.
Per evitare questo si sono sviluppate già da molti decenni delle molecole capaci di ‘imprigionare’ il ferro (sia ferroso che ferrico) e di tenerlo legato a loro ed in soluzione.
Impediscono cioè che il ferro se ne vada in giro solo soletto libero di formare composti insolubili con gli ioni OH-, PO4, CO3.
I chelati sono proprio molecole siffatte.
Molto semplicisticamente puoi immaginare che facciano con uno ione di ferro quello che faresti tu prendendo una pallina da tennis con una mano e circondandola con le dita.
Sarebbe difficile a quel punto strappartela di mano.
La domanda che a questo punto dovrebbe sorgerti è come faranno allora le piante a strappare il ferro da un tale composto.
Devi sapere che la natura nella sua grandezza ha adottato (tra le altre) una strategia simile nel tentativo di permettere alle piante di assimilare il ferro dall’ ambiente circostante.
Cioè molte piante rilasciano intorno a loro delle molecole chelanti da loro prodotte con lo scopo di ‘acciuffare’ il ferro dei dintorni.
Queste molecole sono prevalentemente acidi organici (alcuni noti altri molto meno) quali citrico, malico, salicilico, acetico, avenico, mugineico etc.
Le piante poi possiedono sulla superficie delle loro membrane esterne enzimi chiamati Ferro-chelato reduttasi che riescono a strappare il ferro dal composto formato con il proprio chelato incamerandolo.
Questo ferro viene poi ri-chelato all’interno della pianta con le stesse sostanze e trasportato agli organi che ne necessitano.
La cosa interessante è che le molecole chelanti artificiali usate allo scopo sono piuttosto simili alle molecole chelanti naturali prodotte dalla pianta, che quindi è in grado di trattare le artificiali circa come farebbe con le proprie e di prelevarne il ferro per assimilarlo.
L' EDDHA è una delle molecole chelanti di sintesi più usate a questo scopo.
Ha la proprietà di resistere a pH molto alti senza rilasciare il ferro (anche > 9, non capisco perchè nella confezione che indichi scrivano fino a 7,5).
Presenta però le limitazioni di essere piuttosto fotosensibile (si degrada con il sole) e di colorare parecchio l’acqua.
Il primo aspetto negativo non è un grande problema in acquario (a meno che tu non metta la vasca senza coperchio all’aperto sotto il sole).
Il secondo invece fa sì che sia praticamente inutilizzabile poichè per raggiungere concentrazioni di ferro accettabili l’acqua si tingerebbe fortemente di marrone rossastro.
L'EDDHMA fa parte di una famiglia di composti con caratteristiche molto simili.
Si hanno così:
EDDHA: Acido etilendiammino(o-idrossifenilacetico)
EDDHMA: Acido etilendiammino(o-idrossi-p-metilfenilacetico).
EDDHSA: Acido etilendiammino(2-idrossi-5-sulfofenilacetico).
EDDCHA:Acido etilendiammino(5-carbossi-2-idrossifenilacetico).
Se non sbaglio hanno tutti a comune il fatto che colorano molto l'acqua di rosso.
Ovviamente questo non è un problema se vanno messi in vasi di idroponia a contatto con le radici delle piante, ma in un acquario in cui si vorrebbe anche vedere cosa succede dentro è una grave limitazione.
Se vuoi puoi comunque provare (al limite lo userai per le piante d'appartamento).
Quando il ferro è chelato con questi chelanti conviene mantenere delle concentrazioni un pò più alte dei classici 0,1 mg/l.
Questo per due considerazioni.
1) il ferro non chelato è tossico e quindi la sua concentrazione va tenuta bassa.
2) La pianta spende comunque dell'energia per assimilare il ferro chelato e quindi (considerando anche che non è tossico) conviene facilitarle un pò il compito.
Dosa quindi il ferro chelato in concentrazioni di circa 0,5 mg/l (di Ferro).
Considerando che il tuo ne ha circa il 6,5% dovresti mettere circa 8 mg/l del composto.
Prepara una soluzione acquosa in una bottiglia e tienila al buio.
Adesso una considerazione.
In acquariofilia (e non solo) esistono molte forma di ferro chelato.
La più classica (ed anche la più vecchia) è quella chelata con EDTA (Acido etilendiamminotetraacetico - scoperto in germania nella prima metà del secolo scorso).
L'EDTA è stabile fino a circa 7,5 (poi va giù di brutto).
Questo vuol dire che se in acquario hai un pH inferiore a 7 puo tranquillamente usare quello.
Esistono poi altri chelanti quali l'HEDTA (Acido idrossietilendiamminotriacetico) ed il DTPA (Acido dietilentriamminopentaacetico) stabili in intervalli più ampi.
Il DTPA è il migliore (stabile fino a 8,5 e poco fotolabile).
La scelta è ampia e quindi non c'è bisogno nè di affidarsi a ferro con la 'tendenza' a precipitare (ferro gluconato, fumarato, aspartato etc. etc.), nè a soluzioni 'forzate' tipo FeEDD..A
P.S. In mancanza di altri dati forniti dalle aziende produttrici di fertilizzanti per uso acquariofilo circa i loro prodotti il miglior fertilizzante per acquario a base di ferro è da ritenersi il Tropica Master Grow , chelato con HEDTA e DTPA
Domanda:
Nella sostanza l'immissione di ferro gluconato (che non so se sia legato anch'esso da chelanti) da quasi sempre effetti positivi ed in breve tempo sulle piante. Nel contempo però, sparisce nell'arco di 48 ore dalla somministrazione (e ti posso garantire che ne somministro in quantità tali da rischiare grosso).
Quanto, secondo te, del ferro viene assimilato e quanto perduto?
Da un pò di prove fatte personalmente ti posso garantire che in acquario puoi continuare a dosare quantità esagerate di complessi del ferro (non chelati) rilevando comunque dopo circa un giorno concentrazioni inferiori a 0,1 mg/l (indipendentemente da quanto tu ne dosi).
Una piccola parte viene assorbita dalle piante.
La stragrande maggioranza precipita.
Le uniche cose positive sono:
1) Precipitando porta con sè ioni OH- per cui ottieni un abbassamento del pH (casomai possa esserti utile).
2) Lo ritrovi nel fondo a disposizione delle radici (che comunque lo assimilano molto lentamente)
3) Precipitando aporta con sè ioni PO4-- abbattendo la concentrazione di fosfati (casomai possa esserti utile. Spesso e volentieri non lo è affatto).
4) quel poco di ferro che rimane in soluzione è assimilato molto facilmente e velocemente dalle piante.
Viceversa bisogna stare molto molto attenti quando si dosano grandi quantità di composti del ferro.
Questo può uscire dal composto così velocemente da innalzare la concentrazione di ferro libero nell' acqua al punto da ammazzare pesci e persino piante.
Ho ammazzato così una Gymnocoronis Spilanthoides variegata che era uno spettacolo.
Puoi convincerti di quanto ferro precipiti dosando in acqua dell' EDTA.
Questo risolubilizza il ferro dai suoi ossidi depositati a fondo e di botto ti ritrovi in acqua grandi quantità di ferro.
Domanda
Fabrizio, significa che in una vasca dove è stato usato ferro gluconato (Seachem Iron per non fare nomi), passare a un chelato rimette in soluzione gran parte del ferro precipitato?
Si e no.
Questo avviene in misura ingente solo se dosi del chelante (solo il chelante non il ferro chelato - p. es EDTA bisodico opp. tetrasodico).
Se dosi del ferro chelato quello che succede è che man mano che il ferro viene assorbito dalle piante strappandolo al chelante la molecola di chelante, rimasta sola soletta, se ne va in giro risolubilizzando altro ferro (quello precipitato) permettendo così di continuare il 'giochetto' fintantochè la molecola di chelante non viene degradata.
Ecco perchè qualcuno (come Tom Barr) dice che l' effetto migliore si ottiene con Seachem Iron più Tropica Master grow (senza riuscire a spiegarsi il perchè).
Il ferro non chelato del Seachem viene assorbito facilmente e rapidamente dalle piante.
Nel contempo però buona parte precipita.
In parallelo inoltre viene assorbito anche il ferro del Master grow (più lentamente ma costantemente) liberando le molecole di HEDTA e DTPA che vanno a 'spazzare' il ferro precipitato dal Seachem garantendo una corretta concentrazione e nutrizione più a lungo.
quote:
Un eventuale dosaggio del ferro chelato in simbiosi col ferro gluconato della Seachem potrebbe giovare a quest'ultimo venendo a beneficiare dell'effetto non ossidante ?
Può senz'altro, ma non è un effetto 'non ossidante'.
Anzi in questi chelati il ferro è proprio trivalente (cioè ossidato).
Questo a sfatare il mito che le piante non riescano ad assorbire il ferro trivalente ma solo quello bivalente.
Non assorbono quello trivalente semplicemente perchè questo è praticamente insolubile e precipita come idrossidi (p. es. prodotto di solubilità del Fe(OH)3 -> 2.79×10
)
Domanda
Ora mi chiedo, il ferro chelato è a disposizione sia delle piante che delle alghe o solo le piante ne possono disporre (non citi le alghe perchè le consideri una pianta?)
Il ferro chelato è a disposizione di tutti (alghe, piante, batteri, funghi, persone etc.) esattamente come il ferro non chelato o i nitrati o i fosfati o la CO2 etc. etc.
Modalità lineare
