Kategória: Akvaristika

Zmenené: 8. marec 2013

Chémia v akváriu

Pokiaľ nekupujete komerčné hnojivá, ale používate niektorú z metód hnojenia, ktoré sú založené na miešaní vlastných lechtvarov, iste sa vám zídu niektoré základné údaje o zlúčeninách, ktoré sú na účely hnojenia vhodné. Pokúsim sa tu zhrnúť niektoré základné informácie.

Tento článok je prednostne zameraný na tých akvaristov, ktorí si miešajú svoje vlastnú recepty (alebo sa na to chystajú). Pokiaľ používate komerčné hnojivá alebo vopred pripravené balíky (pre PMDD či EI), nepotrebujete tieto informácie poznať. Ak však, napriek používaniu nejakého hnojiva, nie sú vaše rastlinky v stave, v akom by ste chceli a stále sa prejavuje nedostatok niektorého prvku (alebo prvkov), možno potrebujete k tomu svojmu postupu niečo pridať.

Nástroje

Začnem predstavením niektorých nástrojov a zdrojov, ktoré sa vám môžu zísť, pretože mi trvalo dlho, kým som sa dopátral k niečomu použiteľnému. Nie žeby bolo nástrojov málo, ale ja ako nechemik som väčšine z nich nerozumel. Spomínané nástroje som zároveň použil na zhromaždenie informácií o zlúčeninách.

gChemCalc

Chemická kalkulačka

Chemická kalkulačka

gChemCalc je súčasť sady Chemické nástroje Gnome. Napriek jeho názvu, nie je prehnane závislý na prostredí GNOME a v Debiane ho nájdete v balíku gcu-bin, spolu s ďalšími nástrojmi (z ktorých som vyskúšal len zobrazovanie periodickej tabuľky sústavy prvkov). Tento nástroj poskytuje jednoduché rozhranie, v ktorom po zadaní vzorca zlúčeniny zobrazí, okrem iného, percentuálne zloženie jej prvkov.

Je to nástroj jednoduchý a poskytuje mi presne to, čo som hľadal, teda zloženie zlúčenín, bez toho aby som musel pátrať po atómovej hmotnosti prvkov, či molekulovej hmotnosti a počítať percentuálne zloženie. gChemCalc možno spustiť aj z terminálu, kde ako parameter prijíma chemickú značku zlúčeniny, napr.:

gchemcalc KNO3

ChemCalc

ChemCalc je online nástroj, ktorý poskytuje prakticky rovnaké (ak to teda dokážem posúdiť) informácie, ako vyššie spomínaný gChemCal, len tieto informácie získate online, cez webový prehliadač. Teda jeden malý rozdiel tu je, ChemCalc vypíše percentuálne zloženie zlúčeniny na tri desatinné miesta.

Molar mass calculator

Ďalší online nástroj Molar mass calculator poskytuje podobnú funkciu, ale na rozdiel od oboch predošlých, v tomto sa mi podarilo zistiť aj zloženie MgSO4•7H2O - Síran horečnatý heptahydrát. Kalkulačka poskytuje aj pekný koláčový graf zloženia.

Wikipédia

Okrem percentuálneho zloženia je zaujímavý aj údaj o rozpustnosti, aby sa nestalo, že si odvážite také množstvo zlúčeniny, ktoré sa vám vo vode (destilovanej) nerozpustí. Žiaľ, ani jeden z vyššie spomínaných nástrojov tento údaj neposkytuje, zato je dostupný vo Wikipédii. Kto ju nepozná, jedná sa o online encyklopédiu, kde môžete vlastnosti zlúčenín vyhľadávať aj zadaním ich vzorca.

Chemické vlastnosti

Ak ste na chémii nedávali pozor, alebo je to už veľmi dávno, tak najprv pripomeniem, čo je čo.

Percentuálne zloženie

Percentuálne zloženie je údaj, ktorý udáva koľko percent hmotnosti zlúčeniny tvorí daný prvok. Chemici môžu namietnuť, že to nie je veľmi vedecké, zato sa s tým však pomerne jednoducho počíta aj laikom. Vo svojej podstate je percentuálne zloženie vypočítané z molekulovej hmotnosti zlúčeniny, atómovej hmotnosti jednotlivých prvkov a počtu atómov daného prvku v molekule.

V tabuľkách nižšie uvediem percentuálne zloženie jednotlivých prvkov z chemického pohľadu, ako aj z pohľadu akvaristiky, kde je niekedy zaujímavejší údaj o zložení kombinácie prvkov, ktorú rastliny používajú (napríklad NO3 spolu a nie len jednotlivo N a O). Samozrejme, toto bude udané, len ak je to potrebné. V prípade zloženia, prosím, nečakajte pri súčte jednotlivých prvkov všade 100 %, pretože zaokrúhľovanie

Rozpustnosť

Ako som už spomenul, rozpustnosť udáva koľko zlúčeniny možno rozpustiť v určitom objeme vody. Táto hodnota sa líši nielen medzi zlúčeninami, ale je aj závislá na teplote vody (alebo zjednodušene na okolitej teplote, pretože teplota vody sa s okolitou skôr alebo neskôr vyrovná).

Vzhľadom na to, že namiešané roztoky je odporúčané uchovávať v chlade (najmä kvôli zmesiam mikroprvkov), budem uvádzať rozpustnosť pri teplote 0 C (ak som tento údaj zistil), aby sa vám nestalo, že sa síce zlúčenina pri izbovej teplote rozpustí, ale po premiestnení do chladničky sa zase vyzráža, čím prvky nebudú v roztoku, ale v podobe kryštálikov na dne (či stenách) nádoby.

Čistota

Laikov chcem upozorniť, že nie je zlúčenina ako zlúčenina. Zlúčeniny sa totiž vyrábajú (alebo možno dodávajú) v rôznej kvalite čistote. Čistota udáva, koľko percent prášku (ak ide o prášok) tvorí samotná chemická zlúčenina (napr. KNO3), zvyšok je potom často nedefinovaný. Nezabudnite, že práve ten zvyšok môže obsahovať čokoľvek, napríklad aj škodlivé prvky, ktoré by ste si do akvária iste pridať nechceli. Preto odporúčam kupovať len zlúčeniny s najvyššou čistotou (označované p.a.). Nehovoriac o tom, že potom v skutočnosti dodávate menej živín, ako ste si vypočítali.

Varovanie

S nadšením som v ktoromsi záhradkárstve lacno kúpil horkú soľ (síran horečnatý), aké však bolo doma moje sklamanie, keď som zistil, že má čistotu len 75 %, teda namiesto 1 kg MgSO4 som ho mal len 750 g a k tomu 250 g kadečoho.

Čistota p.a. (kdesi som sa dočítal, že pre analýzu, ale s istotou to netvrdím) je > 99 %.

Zlúčeniny

Na hnojenie akváriových rastlín možno využiť viacero chemických zlúčenín. Niektoré sú vhodné viac, iné menej, ale to väčšinou záleží od toho, čo (aké živiny) potrebujete (chcete) svojim rastlinkám dodať. V prípade, že vám tu nejaká zlúčenina chýba, využite komentáre.

Síran draselný

Použitie Dodáva rastlinkám draslík (K)
Chemická značka K2SO4
Rozpustnosť 7,18 g/100 ml pri 0 °C
Zloženie
K 44,87 %
S 36,73 %
O 18,40 %

Upozornenie

Draslík často chýba, ja musím dodávať naviac oproti receptúre hnojiva ako dobrý indikátor sa mi osvedčila Hygrophila corymbosa ‚Minima‘ i Hygrophila difformis.

Dusičnan draselný

Použitie Dodáva rastlinkám draslík (K) a dusičnany (NO3)
Chemická značka KNO3
Rozpustnosť 13,63 g/100 ml pri 0 °C
Zloženie
K 38,67 %
N 13,85 %
O 47,47 %
NO3 61,32 %

Upozornenie

Ak máte dostatok živočíchov (ktoré vyprodukujú dosť NO3 obsah viac ako 5 mg/l) možno vynechať, ale potom pozor na nedostatok draslíka (nahradiť pomocou K2SO4).

Varovanie

Pozor, napr. naša vodovodná voda obsahuje 10 mg/l NO3.

Síran horečnatý

Použitie Dodáva rastlinkám horčík (Mg)
Chemická značka MgSO4
Rozpustnosť 25,5 g/100 ml pri 0 °C
Zloženie
Mg 20,19 %
S 53,17 %
O 26,64 %

Upozornenie

Vhodnejší je síran horečnatý heptahydrát (MgSO4•7H2O), pretože samotný MgSO4 je veľmi hygroskopický pohlcuje vlhkosť, čím sa mení (percentuálne) zloženie.

Síran horečnatý heptahydrát

Použitie Dodáva rastlinkám horčík (Mg)
Chemická značka MgSO4•7H2O
Rozpustnosť 71 g/100 ml pri 20 °C
Zloženie
Mg 9,86 %
S 13,01 %
H 5.73 %
O 74,40 %

Upozornenie

Možno vynechať, ak máte príliš tvrdú vodu. Otázkou ostáva, čo je to veľmi tvrdá voda a väčšina vody z verejných vodovodov veľmi tvrdá nebude.

Dihydrogenfosforečnan draselný

Použitie Dodáva rastlinkám draslík (K) a fosforečnany (PO4)
Chemická značka KH2PO4
Rozpustnosť 22 g/100 ml pri 25 °C
Zloženie
K 28,76 %
H 1,48 %
P 22,76 %
O 47,03 %
PO4 69,79 %

Upozornenie

Pridávanie fosforečnanov nie je súčasťou repceptúry PMDD, ale rastlinky ako Anubias alebo Microsorum dostatok fosforu ocenia.

Kyselina boritá

Použitie Dodáva rastlinkám bór (B)
Chemická značka H3BO3
Rozpustnosť 2,52 g/100 ml pri 0 °C
Zloženie
H 4,89 %
B 17,48 %
O 77,63 %

Upozornenie

Tenso coctail aj CSM + B bór obsahujú, takže nie je potrebné používať túto zlúčeninu, ak však máte prosté CSM, pouvažujte nad pridávaním.

Dusičnan amónny

Použitie Dodáva rastlinkám dusík (N) vo forme amoniaku (NH4) a dusičnanov (NO3)
Chemická značka NH4NO3
Rozpustnosť 118 g/100 ml pri 0 °C
Zloženie
N 35,00 %
H 5,04 %
0 59,97 %
NH4 9,54 %
NO3 90,41 %

Varovanie

Nepoužívať v akváriách s rybičkami a inými živočíchmi amoniak je pre nich prudko jedovatý.

Dusitan amónny

Použitie Dodáva rastlinkám dusík (N)
Chemická značka NH4NO2
Rozpustnosť nezistil som
Zloženie
N 43,74 %
H 6,30 %
O 49,96 %
NH4 13,26 %
NO2 86,74 %

Upozornenie

Nepoužívať v akváriách s rybičkami a inými živočíchmi, pretože tu je jedovatý nie len amoniak, ale aj dusitany (hoci trochu menej).

Močovina

Použitie Dodáva rastlinkám dusík (N) a uhlík (C)
Chemická značka CO(NH2)2O
Rozpustnosť 108 g/100 ml pri 20 °C
Zloženie
C 19,99 %
O 26,65 %
N 46,62 %
H 6,71 %

Upozornenie

Reaguje s vodou a vytvára kysličník uhličitý (CO2) a amoniak (NH3), takže najmä kvôli amoniaku môže byť nebezpečný pre rybky a iné živočíchy.

Hydrogenuhličitan vápenatý

Použitie Dodáva rastlinkám vápnik (Ca)
Chemická značka Ca(HCO3)2O
Rozpustnosť 16,1 g/100 ml pri 0 °C
Zloženie
Ca 24,72 %
H 1,24 %
C 14,82 %
O 59,22 %

Upozornenie

Rozkladá sa na uhličitan vápenatý (CaCO3 vo vode nerozpustný) a oxid uhličitý (CO2), ale ja by som to neriskoval, ibaže chcete mať v akváriu vápencové kvaple Ale inak je to zložka dočasnej tvrdosti vody, čiže jeho pridávaním zvýšite aj KH.

Cheláty

Keď už píšem o chémii, nedá mi odbočiť k chelátom. Cheláty (chelátové väzby) je pojem, s ktorým sa najčastejšie stretnete v spojení s pridávaním mikroprvkov. Je to taká chemická fičúra, ktorá udrží inak škodlivé kovy, v (relatívne) neškodnej forme pre živočíchy, ale stále prístupné rastlinám.Samotné slovo chelát je odvodené z gréckeho chelós, čo znamená krabie klepeto, čo pomerne presne vystihuje spôsob, ktorým je atóm kovu v tejto väzbe zachytený.

Existuje niekoľko typov chelátových väzieb, pričom sa líšia stabilitou (najmä pri väzbe železa), ako i tým, na ktorý kov ich možno použiť (lebo iné sa do tejto väzby nechytia). Keď spomínam stabilitu, tak je to stabilita v závislosti na kyslosti (pH) roztoku. Takže tie typy chelátových väzieb (možno ich je aj viac, ale tieto považujem za relatívne dostupné):

  • EDTA viaže meď, zinok, mangán i železo, najmenej stabilné (pri pH nad 6,5 sa asi 80 % Fe-EDTA rozpadne do 14 dní), ale najdostupnejšie, pretože je lacné (výroba),
  • DTPA viaže len železo, je stabilný pri pH < 7 (pri kombinácii EDTA a DTPA väzieb, dokáže stabilizovať aj väzbu EDTA)
  • EDDHA viaže len železo, stabilný aj pri pH > 7.

Sila väzby Fe-EDDHA je 100 000 000 000 x silnejšia ako väzba Fe-DTPA, a tá je 1 000 x silnejšia ako Fe-EDTA.

Ak používate cheláty EDTA (Plantex CSM), je potrebné zaistiť pH výsledného roztoku pod 6 (pre istotu), čo robím pridávaním kyseliny chlórovodíkovej (HCl) asi 0,5 ml kyseliny na 300 ml hnojiva.

Vhodné je znížiť pH aj pri DTPA (resp. DTPA + EDTA), ale nie je to až také kritické pretože väzba DTPA zvyšuje aj stabilitu EDTA.

Destilovaná voda má pH = 7, ale vodovodná často vyššie Okrem toho, destilovaná voda má (mala by mať) KH blízke 0, takže aj malé množstvo CO2, ktoré pojme zo vzduchu pH zníži…

Ak vás to doteraz nezaujímalo, tak vädzte, že:

  • v Plantex CSM (aj v + B) je len väzba EDTA
  • v Tenso coctail je kombinácia EDTA + DTPA
  • dá sa zohnať aj Fe-EDDHA

Záver

Musím sa priznať, že som zostal pomerne nemilo prekvapený, že sa mi nepodarilo nájsť (linuxový) program, ktorý by mi po zadaní chemického vzorca vypísal informácie, ktoré potrebujem (zloženie a rozpustnosť), ale mohlo sa stať i to, že som len jednoducho zle hľadal.