Berechnung der Säuremenge zur Senkung der KH

[Aquariophilo]

Hallo Robert,

danke für die Berechnung.

Mich wundert es auch ein wenig, dass ich so wirklich nichts Deutliches erkennen kann. Mit einer leichten Trübung habe ich ehrlich gesagt auch gerechnet.

Als ich im Zuge meiner Planarienbekämpfung 5 Zehen frischen Knoblauch hineingepresst hatte, da war der Sauerstoff recht schnell weg und das Wasser war weiß mit Sichtweite unter 10 cm vor lauter Bakterien.

Und ich gebe meine Essigsäure ja auch gestaffelt hinzu. Heute habe ich 5 ml dosiert. Wenn ich 12 ° entcarbonisieren würde, bräuchte ich ca. 50 ml 25%ige Essigsäure. Das wäre schon eine andere Hausnummer als täglich 2, 3, 4, 5 und 6 ml.

Ob es in Deiner Kanne auch stänke, wenn Du belüften/umwälzen und den Bakterien mehr Zeit durch gestaffelte Zugabe geben würdest?

 

[Aquariophilo]

Soooooo,

kurze Zusammenfassung meines Experiments "KH-Senkung mit Essigsäure":

Aquarium:
- ca. 50 Netto- und 68 Bruttoliter
- Ungefiltertes Sandbecken (Körnung 0,25-0,5 mm, Granatsand)
- Umwälzvolumen netto ca. 700 l/h
- Mittelmäßig gesunder Pflanzenwuchs und damit nicht optimale, aber gute Sauerstoffproduktion
- Beleuchtung: 2x24W T5 auf 68 Bruttoliter, 6h/Tag
- Besatz: 17 Amanogarnelen, 5 Geweihschnecken, einige PHS und Blasenschnecken, Muschelkrebse, Planarien, braune Hydra, keine Fische

Vorgehen:

- Tag 1: nach dem WW, vor Beleuchtungsstart 2ml 25%ige Essigsäure
- Tag 2: vor Beleuchtungsstart 3 ml 25%ige Essigsäure
- Tag 3: vor Beleuchtungsstart 4 ml 25%ige Essigsäure
- Tag 4: vor Beleuchtungsstart 5 ml 25%ige Essigsäure
1 Tag Pause wegen angenommenem geringem O2-Gehalt
- Tag 6: vor Beleuchtungsstart 2,5 ml 25%ige Essigsäure

Insgesamt wurden also 16,5 ml 25%ige Essigsäure verabreicht.
Die einzige Beobachtung während der Woche war eine evtl. minimal stärkere Kahmhaut und mehr Sauerstoffverbrauch, sichtbar dadurch, dass der "Füllstand" des Gases im Dropchecker um ca. 0,5 cm gesunken ist. Sonst ist der immer voll. Habe die Lilypipe von unten schräg nach oben gegen die Oberfläche gerichtet, um die O2-Zufuhr zu verbessern.
Alle Lebewesen sowie Pflanzen haben die Essigsäure ohne sichtbare Verhaltens- bzw. Wuchsänderungen toleriert.

Fazit:

Habe eben mal die KH im Becken mit einem ca. 9 Monate alten JBL-KH-Test gemessen: Der Test zeigt 16°dKH an.

Sie sollte rechnerisch nach Essigsäurezugabe bei 13 °dKH liegen. Habe leider unmittelbar vor dem Experiment nicht das Beckenwasser gemessen.
Die letzten Male, als ich in meinem Becken gemessen habe (am 10.09.2016 und 24.08.2016), zeigte der Test jeweils 17°dKH an, was auch passt (13°dKH aus dem LW plus ca. 4°dKH aus meiner Kaliumdüngung über Kaliumcarbonat Der Plan war ja, das Plus an KH durch die Kaliumdüngung wieder durch Essigsäure zu entcarbonisieren.

Habe eben nochmal mein Leitungswasser gemessen, der Test zeigt 13 °dKH an, er scheint also zu funktionieren.

Ich überlege gerade, ob der Abbau des Acetat-Rests die KH wieder restauriert. Das würde erklären, warum Sascha mehr Essigsäure benötigt als errechnet.

Es sieht also am Ende so aus, als ob genau das passiert: Die Essigsäure frisst planmäßig die KH, die dann beim bakteriellen Abbau des Acetat-Rests wiederhergestellt wird. Also ein netter Spaß, um Bakterien zu füttern bzw. den O2-Wert im Becken zu senken, mehr bleibt davon aber nicht übrig.^^
Da meine KH aber jetzt nach etwas mehr als einer Woche wieder fast vollständig restauriert ist, kann man daraus ja schließen, dass auch sämtliches Acetat nach spätestens einer Woche bakteriell abgebaut ist.

Wer das gerne mal im laufenden Becken nachtesten will, bitte berichten, um die Ergebnisse zu verifizieren.

EDIT: Warum funktioniert BBCode nicht? Er ist definitiv eingeschaltet...

 

[nik]

Hi Stefan,

habe mal das Häkchen bei "BBCode ausschalten" entfernt. ^^

Danke für die Info.

Gruß, Nik

 

[Aquariophilo]

Danke Nik :roll:

 

[Fino]

Hallo Robert,

Ich überlege gerade, ob der Abbau des Acetat-Rests die KH wieder restauriert. Das würde erklären, warum Sascha mehr Essigsäure benötigt als errechnet.

Ich glaube eher nicht, dass beim bakteriellen Abbau von Acetat KH restauriert wird. Bin aber auch nur Laie, meine aber irgendwo mal gelesen zu haben, dass der aerobe Abbau derartiger Säuren lediglich Sauerstoff verbraucht.

Dass mehr Essigsäure benötigt als errechnet wird, resultiert daraus, dass bei Zugabe von Essigsäure mit dem Acetat ein neuer Puffer eingebracht wird, der wieder zu einem Anstieg der gemessenen „KH“ führt. Man muss also deutlich mehr Essigsäure zuführen, um bei der „KH“-Messung den vermeintlich gewünschten Zielwert zu erreichen, wobei dann aber mehr entkarbonisiert wurde als eigentlich beabsichtigt war.

@Stefan

Es sieht also am Ende so aus, als ob genau das passiert: Die Essigsäure frisst planmäßig die KH, die dann beim bakteriellen Abbau des Acetat-Rests wiederhergestellt wird. Also ein netter Spaß, um Bakterien zu füttern bzw. den O2-Wert im Becken zu senken, mehr bleibt davon aber nicht übrig.^^
Da meine KH aber jetzt nach etwas mehr als einer Woche wieder fast vollständig restauriert ist, kann man daraus ja schließen, dass auch sämtliches Acetat nach spätestens einer Woche bakteriell abgebaut ist.

Wie vorstehend dargelegt, wird deine gemessene „KH“ nach Zuführung von Essigsäure nicht, wie von dir erwartet, auf 13° dH zurückgehen, sondern knapp unter dem Ausgangswert bleiben. Interpretationen hinsichtlich des Umfangs des erfolgten bakteriellen Acetatabbau sind daher schwierig. Aus deinem Ergebnis würde ich eher vermuten, dass noch kein nennenswerter Acetatabbau erfolgt ist.

Viele Grüße
Klaus

 

[Wuestenrose]

Morgen…

Der Abbau des Acetat-Rests verläuft so:

CH₃COO^- + 4O₂ ? 2CO₂ + H₂O + OH^-

Das Hydroxidion verschiebt das CO₂ ? HCO₃^- ? CO₃^2- - Gleichgewicht nach rechts, die KH steigt.

Essigsäure besitzt einen niedrigeren pK_s-Wert als Kohlensäure, sonst könnte sie sie ja nicht knacken, deshalb puffert ein Acetat-Puffer auch auf deutlich niedrigerem Niveau als ein Carbonatpuffer. Meines Erachtens spielt die Acetatpufferung keine Rolle, weil dessen pH-Wert bereits nahe des Endwerts der KH-Titration liegt.

Und selbst wenn er eine Rolle spielte: Nach einer Woche ist der Acetat-Rest längst verstoffwechselt, davon gehe ich nach meinen Erfahrungen mit Citronensäure-entcarbonisiertem Gießwasser sicher aus.

Grüße
Robert

 

[Aquariophilo]

Guten Morgen,

Vielen Dank Klaus und Robert für die Informationen. Ich werde am Sonntag vor dem Wasserwechsel mal die KH messen, mal sehen, ob sich da noch etwas gesenkt hat.

Da kann ich ja nur hoffen, dass Klaus Recht behält, sonst ist KH-Senkung mit Essigsäure im "belebten Becken" wohl für die Füße :-/

Ich denke allerdings auch eher wie Robert: Das Acetat wird wahrscheinlich schon abgebaut sein, ich denke, das geht recht schnell. Es ist auf jeden Fall wieder ordentlich "Geblubber" zu beobachten.

 

[Fino]

Hallo Robert, hallo Stefan,

interessantes Thema ...

@Robert

Der Abbau des Acetat-Rests verläuft so:

CH3COO- + 4O2 ? 2CO2 + H2O + OH-

Danke für die Gleichung, da scheint mich meine Erinnerung wohl getrogen zu haben. Hast du mal eine Quellenangabe dazu, dass ich meine Erinnerung wieder auffrischen kann?

Meines Erachtens spielt die Acetatpufferung keine Rolle, weil dessen pH-Wert bereits nahe des Endwerts der KH-Titration liegt.

Naja, vorhandene Essigsäure liegt ja im Aquarium überwiegend als Acetat vorhanden. Bis zum Endpunkt der KH-Titration bei pH 4,3 tröpfelt man da schon einiges weg, so dass da doch deutlich mehr „KH“ gemessen wird, als ohne diesen Puffer zu erwarten gewesen wäre.

@Stefan
Hast du eigentlich auch gemessen, wie sich der pH-Wert mit Zugabe der Essigsäure verändert hat?

Viele Grüße
Klaus

 

[Aquariophilo]

Hallo Klaus,

ahaa, jetzt beginne ich zu verstehen, was Du

Naja, vorhandene Essigsäure liegt ja im Aquarium überwiegend als Acetat vorhanden. Bis zum Endpunkt der KH-Titration bei pH 4,3 tröpfelt man da schon einiges weg, so dass da doch deutlich mehr „KH“ gemessen wird, als ohne diesen Puffer zu erwarten gewesen wäre.

hiermit meinst, das war mir nicht ganz klar geworden. Du meinst also, die KH im Becken ist niedriger als der Test anzeigt, weil das Acetat beim Titrieren die Messergebnisse verfälscht?

@Stefan
Hast du eigentlich auch gemessen, wie sich der pH-Wert mit Zugabe der Essigsäure verändert hat?

nein, leider nicht.

Habe jetzt gerade mal den Ph gemessen: Der JBL-Ph-Test 6,0-7,6 zeigt mir etwas zwischen 6,8 und 7,0 an.

Das letzte mal hatte ich den Ph am 24.08. und 04.09. gemessen, beides mal abends gegen Ende der Beleuchtungsperiode, der Dauertest 20 mg/l hatte da auch in etwa die gleiche hellgrüne-gelbgrüne Farbe (hat er eigentlich immer). Die Ergebnisse waren da auch beide zwischen 6,8 und 7,0, daran hat sich also durch die Essigsäure wenig geändert. Spricht also nicht wirklich dafür, dass die KH um 4°d abgesunken ist, sonst sollte man da ja schon einen kleinen Unterschied erkennen.

[offtopic]Was mich allerdings wundert, ist die Tatsache, dass der Ph immer so niedrig ist, bei einer KH von 17°d hätte ich laut CO2-Tabelle (ja ich weiß, die ist Schrott^^) 68 mg/l CO2 im Wasser. Da sollte der 20 mg/l-CO2-Test eigentlich quietschgelb sein. Dann kann der niedrige Ph-Wert also nur durch die Huminstoffe aus den Wurzeln und den 4 Buchen-/Eichenblättern kommen, hätte nicht gedacht, dass das einen derart großen Unterschied macht. Aber das ist dann wohl ein Plädoyer für einen Dauertest und zeigt, wie ungenau es ist, vom Ph-Wert auf den CO2-Wert zu schließen.[/offtopic]

 

[Fino]

Hallo Stefan,

Du meinst also, die KH im Becken ist niedriger als der Test anzeigt, weil das Acetat beim Titrieren die Messergebnisse verfälscht?

Ja, genau. Du hast dann einen KH-Plusfehler bezogen auf das Hydrogencarbonat, weil man das Acetat ja auch noch wegtröpfelt. Bei Anwesenheit von Acetat (oder anderer Puffer) kann man dann die rechnerische CO2-Ermittlung auf Basis der CO2-Tabellen vergessen, da hierfür nur das Hydrogenkarbonat relevant ist.

@Robert
Bei deiner obigen Reaktionsgleichung

CH3COO- + 4O2 ? 2CO2 + H2O + OH-

war mir noch aufgefallen, dass auf der linken Seite mehr "O" stehen als auf der rechten Seite, was ja eigentlich nicht sein kann. Wenn ich es richtig sehe, ist der Sauerstoffverbrauch nur halb so hoch, wie von dir angegeben, also 2 O2

Viele Grüße
Klaus

 

[Wuestenrose]

Morgen…

Stimmt… Zum Ausgleich zwischen linker und rechter Seite benötigt man 4 × O, woraus beim Eintippen flugs 4 × O₂ geworden sind. Mea culpa… Zu meiner Ehrenrettung sei gesagt, daß die Rechnung hier richtig ist.

Du hast dann einen KH-Plusfehler bezogen auf das Hydrogencarbonat, weil man das Acetat ja auch noch wegtröpfelt.

Ich werde am Wochenende ganz einfach selber mal ein paar Liter hiesiges Leitungswasser mit Essigsäure entcarbonisieren und der KH mit dem auf 0,33 Punkte auflösenden Salifert-KH-Test zu Leibe rücken. Dann sehen wir ja.

Grüße
Robert

 

[Kalle]

Hi,
sehr interessanter Thread. Ich wollte nur mal kurz Danke an Robert für die feine Tabelle sagen und auch an Stefan, Klaus und die anderen, die der Sache hier auf den Grund gehen wollen.
VG Kalle

 

[Fino]

Hallo Robert,

Ich werde am Wochenende ganz einfach selber mal ein paar Liter hiesiges Leitungswasser mit Essigsäure entcarbonisieren und der KH mit dem auf 0,33 Punkte auflösenden Salifert-KH-Test zu Leibe rücken. Dann sehen wir ja.

Hatte mir auch schon vorgenommen, den Versuch von Stefan anhand unseres Leitungswassers nachzustellen. Werde das dann mal genau titrieren. Mein Versuch muss aber noch etwas warten, da ich die nächsten zwei Wochen unterwegs bin.

Unsere KH liegt so bei 5°. Werde wie Stefan eine Teil-Entkarbonisierung vornehmen, bei der ich den Umfang der Teil-Entkarbonisierung so bemessen werde, dass der pH-Wert nach Teil-Entkarbonisierung im aquaristisch relevanten Bereich von 6,5 bis 7,0 liegt. Dachte an einen Abbau um 2 Einheiten auf eine KH von 3°. Habe schon mal rechnerisch überschlagen. Statt der erwarteten KH von 3°, sollte die gemessene „KH“ dann so bei 4,5° liegen. Aber mal abwarten, wie sich das in der Praxis so fügt …

VG Klaus

 

[Wuestenrose]

Sodele…

Ich werde am Wochenende ganz einfach selber mal ein paar Liter hiesiges Leitungswasser mit Essigsäure entcarbonisieren und der KH mit dem auf 0,33 Punkte auflösenden Salifert-KH-Test zu Leibe rücken.

Seit ein paar Minuten wirbeln hier 2,5 Liter Augsburger Leitungswasser, versetzt mit 1,58 ml 25-%iger Essigessenz ("vollständig biologisch abbaubar"), auf meinem Magnetrührer. Einerseits, um die Reaktion zu beschleunigen, andererseits, um das bei der Entcarbonisierung entstehende CO₂ auszutreiben, das bei der Bestimmung der KH zu einem falschen Minuswert führt (siehe dazu DIN 38409-7).

Das Leitungswasser ist zwar mit einer Säurekapazität von 4,6 mmol/l angegeben (? 12,9 ° KH), gemessen habe ich aber mit meinem noch bis 10/2019 gültigem Salifert-Test 5,4 mmol/l (? 15,1 ° KH). Ein Quercheck mit der dem Testkit freundlicherweise beiligenden Maßlösung ergab, daß der Test richtig arbeitet.

Es sollte sich rechnerisch eine Halbierung der Säurekapazität einstellen. Ich bin ja gespannt, was dabei rauskommt.

Grüße
Robert

 

[Wuestenrose]

'N Abend...

Hat'n bißchen länger als geplant gedauert.
[offtopic]Es gibt - seltene - Tage im Leben, in denen man jemandem begegnet, von dem man weiß, daß er im Herzen, einem wichtig bleiben wird.[/offtopic]
Zurück zum Thema. Die Mischung hatte jetzt wohl lange genug Zeit auszugasen. Trotzdem findet bei der Titration kein eindeutiger Farbumschlag statt, statt dessen ändert die Testlösung mit jedem Tropfen langsam den Farbton. Die Annährung an die endgültige Farbe findet erst nahe der ursprünglichen Säurekapazität statt. Klaus hat, so wie's aussieht, recht mit einer Annahme, daß sich anstelle des Karbonat- ein Acetatpuffer etabliert.

Welche Auswirkungen hat das auf die Pflanzen? Keine Ahnung... Vorschläge?


Grüße
Robert