Berechnung Nitrifikation

[bocap]

Hallo liebe Flowgrower,
Hallo liebe Chemieexperten,

ich beschäftige mich momentan mit der Frage warum aus 1 mg/l Urea rein rechnerisch rund 2 mg/l Nitrat werden (lt. Nährstoffrechner).
Ich habe dazu schon eine ganze Weile Dr. Google befragt und einiges belesen, z.B. Richtung Molmassen usw., verstehe es aber einfach nicht, bzw. komme nicht auf die richtigen Ergebnisse. :?

Mein Wunsch ist es die Nitrifikationskette ausrechnen zu können. Also wenn ich z.B. 1mg/l Urea dünge entstehen daraus x mg/l Ammoniak/Ammonium, daraus weiter x mg/l Nitrit und daraus wiederum x mg/l Nitrat.
Natürlich ohne den Verbrauch von Pflanzen usw. mit einzubeziehen, rein theoretisch also.

Kann mir hier jemand von euch weiterhelfen?

Schönen Gruß
Sascha

 

[nik]

guckst du hier.

Gruß, Nik

 

[bocap]

Hi Nik,

habe das zur besseren Übersich ja im nachhinein mal aus meinem Beckenthread ausgelagert.

Hallo Sascha,

da musst du dich mal mit Molgewichten beschäftigen, dann wird das vergleichbar.

Du weißt ja schon das aus 1mg/l Urea ungefähr 2mg/l Nitrat werden.

Für Urea ist die Summenformel CH4N2O

jetzt brauchst du die Molgewichte für die beteiligten Elemente:
Findest du z.B. in den chemischen Tabellen der Elemente.

C=12,011 g/mol
H=1,0079 g/mol
N=14,0067 g/mol
O=15,9994 g/mol

jetzt schau ich mir noch mal die Summenformel an und addiere die Molgewichte von
1 x C
4 x H
2 x N
1 x O
(oder schaue bei Wikipedia) und erhalte 60,0556 g/mol. Ich rechne nur mit einer Nachkommastelle, d.h. 60,1 g/mol

Für NO3 das gleiche, ergibt (abgekürzt) 1 x molgewicht für N und 3 x Molgewicht für O also ~62,1 g/mol
Ist ja beinahe das gleiche Molgewicht wie vom Urea, aber ...
im Urea sind 2 Stickstoffatome, im Nitrat nur 1.
Urea wird also in 2 Nitratmoleküle umgesetzt und dann steht für
Urea -> 60,1 g/mol
und für die daraus entstehenden
2 x NO3 -> 124,2 g/mol

Das ist grob der dir bekannte Faktor 2, genau beträgt er 2,066555740...
Gibst du also 1mg/l Urea hinzu, dann ergeben sich ohne weitere Einflüsse daraus 2,066555... mal so viel Nitrat (in mg/l).

Mit dem Ammonium und dem Nitrit ist es das gleiche Spielchen.
Molgewicht vom Urea weißt du schon, brauchst du nur noch jeweils das vom Ammonium/Nitrit.

Wichtig ist nur zu beachten, dass Urea 2 Stickstoffatome enthält und daraus jeweils zwei NH4-/NO2-/NO3-Moleküle resultieren.

Arghhh.... so nah war ich schon dran. :doh:
Hatte eigentlich alles schon genau so nerechnet und verstanden mit den Molmassen wie du es geschrieben hast. Lediglich der Teil mit den zwei Stickstoffatomen im Urea war mir nicht klar.

Trotzdem noch mal eine kleine Nachfrage:
Wie kann den aus einem Ureateil mit 4 H Atomen und 2 N Atomen insgesamt 2x NH4 werden?
Für ein NH4 werden doch schon alle H Atome aus dem einen Teil Urea verbaut??? Wo kommen also die zweiten 4 H Atome her?

Gruß
Sascha

 

[nik]

Hallo Sascha,

Trotzdem noch mal eine kleine Nachfrage:
Wie kann den aus einem Ureateil mit 4 H Atomen und 2 N Atomen insgesamt 2x NH4 werden?
Für ein NH4 werden doch schon alle H Atome aus dem einen Teil Urea verbaut??? Wo kommen also die zweiten 4 H Atome her?

von wegen kleine Nachfrage . . . faktisch weiß ich es nicht genau und es wäre mir ein erheblicher Aufwand das zu recherchieren. Ich streiche da mal die Segel.
Ich denke, ich schreibe nichts falsches, wenn sich von den herum streunenden Protonen (H+) bedient wird. Aus dem C (des Urea) wird CO2, die Protonen(H+) enden in Verbindung mit O als Wasser. Die ganze Geschichte geht mit Sauerstoffverbrauch einher. Beim Schritt vom NH4 zum NO2/NO3 stammt der Sauerstoff ebenfalls aus der Umgebung.
Vom CH4N2O zu 2 mal NO3- bleiben in Summe 4 Protonen auf der Strecke/werden frei. Ist nur die Frage in wie weit die Protonen als Wasser enden oder teilweise frei bleiben. In letzterem Fall hätte der Prozess pH-senkende Wirkung. Hat er auch, aber wie gesagt, das zu recherchieren kostete mich einige Zeit.
Wenn du dir die Mühe machen willst, du brauchst den Schritt vom Urea zum Ammoniak, der Rest ist Nitrifikation und steht in Wikipedia.


Gruß, Nik