Kh Anstieg durch K2CO3 Düngung ?

[Artemius]

Hallo,

@Manni
gut das sich das Missverständnis mit dem Osmosewasserwert von 4 °d KH aufgeklärt hat. Die meisten Ersatzmembranen kosten immerhin fast so viel wie eine neue Anlage.

Wenn du dein Wechselwasser mit der 95%-Rückhalterate der Osmoseanlage berechnen willst, kannst du das sehr komfortabel bei Olaf Deters Berechnungsseite unter "gemischter WW" bzw. "zusammengesetztes Wechselwasser" machen, einfach unter Wirkungsgrad 95% eintragen (oder den genauen Wert des Membranherstellers). Diese Berechnung muss man bei konstant gleichen Wechselmengen ja nur einmal machen. http://www.deters-ing.de/Berechnungen/B ... ischter-WW

@Nik und Tobi
Danke sehr für die detaillierte Erläuterung Nik !

Ich erinnere mich jetzt diese Erklärung früher schon einmal von Robert Miehle in einem anderen Forum gelesen zu haben. Anton Gabriel hatte auch mal etwas ähnliches geschrieben. Solange die K2CO3-Düngung bei mir die KH nicht messbar erhöhte, interessierte ich mich auch nicht für die exakte Begründung. Schließlich kann man die eventuell erhöhte KH durch einen veränderten Verschnitt des Wechselwassers auf das einfachste wieder korrigieren.

Wenn ich nun aber lese, dass die Erhöhung der Karbonathärte erst bei einer Kaliumsättigung einsetzt, finde ich das sehr interessant. Die Idee der indirekten Kontrolle kam mir, weil ich diesen Ansatz gedanklich mit einem Aufsatz von G. Kassebeer, CO2-Berechnung falsch?, http://www.deters-ing.de/Gastbeitraege/CO2_falsch.htm , über die indirekte KH-Messung verbunden habe. Wenn man nun vielleicht mit einem einfachen KH-Tröpfchentest - den wohl jeder hat, der zu den einfachsten und genauesten Tests zählt und der als Nachfüllreagenz auch noch billig ist - eine gewisse Kontrolle für den Maximalwert des Kaliumgehalts erhält, fände ich das gut.

Bei regelmäßigen, großen Wasserwechseln dürfte sich das zwar relativieren. Da hat Nik sicherlich recht. Und interessant wäre das alles nach meinem Verständnis vor allem für Aquarien mit hoher K2CO3-Düngung bei nicht zu hoher KH und geringen Wasserwechselmengen. Ob für mich als 50%-Wechsler und gemäßigten K-Dünger eine messbare praktische Relevanz bleibt, ist fraglich. Aber spannend finde ich es schon.

Hat eigentlich jemand eine Idee wie Krause eine Steigerung von 0,15 °d KH errechnet hat?

Nachdenkliche Grüße
Thomas

 

[Artemius]

Hallo,

falls jemand eine Pottascherezeptur braucht: Ein etwas älterer aber noch aktueller Vergleich, den ich aufgrund der unterschiedlichen Rezepturen anstellte und die Berechnung meiner eigenen Mixtur. Wer einen Fehler findet, meldet sich bitte.

Verschiedene K2CO3-Lösungen für 1 mg/l Kalium pro 100 Aq-Ltr.
1) 10 g in 57 ml = 1 g in 5,700 ml = 30 g in 171 ml
2) 18 g in 100 ml = 1 g in 5,555 ml = 30 g in 166 ml
3) 186 g in 1000 ml = 1 g in 5,376 ml = 30 g in 161 ml
4) 28 g auf 100 ml = 10 Tropfen düngen 100 Ltr. mit ca. 1 mg/l Kalium

Quellen:
1) http://www.segelflosser.de/tipps/Kalium_Duengung.htm
2) Krause, Handbuch Aquarienwasser, 5. Aufl., S. 40
3) User "naturefighter" http://www.aquaristik-live.de/rezepte-f ... 14512.html (am Ende)
4) http://www.drta-archiv.de/wiki/pmwiki.p ... tel/Kalium

Der Lösungsansatz Nr. 4 ist mir zu ungenau, da es in der Anwendung auf die Tröpfchengröße ankommt. Zwischen den Lösungen Nr. 1 und Nr. 3 besteht eine Differenz von immerhin 6,1 %. Da fange ich nun langsam an mir über den richtigen Ansatz Gedanken zu machen. Wenn vielleicht die Möglichkeit einer - wenn auch eingeschränkten - Kontrolle des Kaliumwertes über die KH besteht, sollten m. E. so viele Parameter wie möglich exakt und nachvollziehbar sein und das fängt dann bei der Pottascherezeptur an. Ich denke mal folgende Berechnung ist richtig:

Rel. Atommasse:
K = 39,0983 g/mol
C = 12,011 g/mol
O = 15,9994 g/mol

Die Molekülmasse für K2CO3 ist also (39,0983*2) + 12,011 + (15,9994*3) = 138,2058
Der prozentuale Anteil für K2 ist damit 39,0983 * 2 / 138,2058 * 100 = 56,5798%

In 1 g K2CO3 sind also 0,565798 g bzw. 565,798 mg Kalium enthalten. Gebe ich 1 g Pottasche mit einem Gehalt von 565,798 mg Kalium in 1 Ltr Wasser sind das 565,798 mg/l und 1 ml dieser Lösung enthält 0,565798 mg K. Da ich bei der Dosierung nicht mit krummen Millilitern hantieren möchte, ist es praktikabler 1 g Pottasche in 5,65798 ml Wasser zu lösen. 1 ml dieser Lösung düngen dann 100 Aq.-Liter auf 1 mg/l Kalium.

Der Multiplikator 5,65798 weicht wiederum von den vier o. a. Ansätzen ab und stellt damit die Lösung Nr. 5 da, stimmt aber mit dem Faktor im Nährstoffrechner überein. Für die üblichen Gebindegrößen der Pottasche aus den Gewürzabteilungen der Supermärkte ergeben sich folgende Lösungen:

10 g K2CO3 in 57 ml
15 g K2CO3 in 85 ml
30 g K2CO3 in 170 ml

1 ml düngen 100 Aq-Ltr. mit 1 mg/l Kalium

Vor zwei bis drei Wochen kostete bei Lidl ein 30g Päckchen 0,40 EUR.

Viele Grüße
Thomas

 

[nik]

Hallo Thomas,

in den Molgewichten überschlage ich mich nicht in den Nachkommastellen, das passt schon.

Hat eigentlich jemand eine Idee wie Krause eine Steigerung von 0,15 °d KH [je 2mg/L Kalium] errechnet hat?

Oh, du willst ein Beispiel hoher Rechenkunst zu dieser nicht gerade trivialen Rechnerei?
Sollst du haben! 8)

Eigentlich geht es hier um die Säurekapazität, die wird auch mit den KH Tropftests titriert. Erfasst werden alle HCO3- und CO3-- Ionen. Ohne auf die Säurekapazität einzugehen (Google is your friend) ist folgender Zusammenhang wichtig:

Säurekapazität bis pH4,3: z.B. 1 mmol/L x 61 (= Molgewicht HCO3-) = 61 mg/L HCO3-
Säurekapazität bis pH4,3: z.B. 1 mmol/L x 2,8 (= Karbonathärte in °dKH) = 2,8 °dKH

ergibt für 1 °dKH = 61 mg/L : 2,8 ~ 22 mg/L HCO3-

1g K2CO3 ~ 566mg K+ plus 434mg CO3--
jetzt wird es unscharf, denn ich muss vom CO3-- auf das HCO3- als Basis der Säurekapazität kommen. Also bastel ich einfach noch streunende H+ Protonen hinzu, die im Zuge des Titrierens der Säurekapazität sowieso hinzukommen.
Molgewicht CO3-- = 60 g/mol
Molgewicht HCO3- = 61 g/mol
434 / 60 = x / 61
x = 441 mg HCO3-

mit HCO3- statt CO3-- ergibt das nun:
1g K2CO3 ~ 566mg K+ plus 441mg HCO3- (H+ ist molmäßig ein Leichtgewicht, macht nicht viel aus)

Eine Zugabe von 2mg/L K+ erhöht HCO3- wie folgt:
566 / 2 = 441 / x
X = 441 x 2 / 566
X = 1,56
Eine Zugabe von 2mg/L K+ erhöht HCO3- um 1,56 mg/L

Na ja, nach dieser Zierde der Berechnung, so sie denn stimmt, ergibt der letzte Dreisatz

1°dKH = 22mg/L HCO3- ; x°dKH = 1,56mg/L HCO3-

22 / 1,56 = 1 / x
x = 1,56 / 22
X = 0,071°dKH

Unter Vorbehalt der Rechnung erhöhte dann die Zugabe von 2mg/L Kalium über K2CO3 die Karbonathärte lediglich um 0,071 °dKH. Selbst wenn mein Umgang mit den dazugebastelten Protonen nicht hinhaut, erklärt das nicht die Differenz zu den 0,15°dKH des Herrn Krause. :roll:

Bei einer üppigen Kaliumzugabe von 10 mg/L erhöhte sich die KH um 0,35°, damit lässt sich messtechnisch eher weniger anfangen.

Gruß, Nik

edit: versucht, den Weg klarer zu machen, wäre aber schön, wenn es jemand kontrollierte.

 

[Anton_Gabriel]

Hallo,

Also im Mittelalter wären wir alle verbrannt worden gg ;-)

Zum eigentlichen Thema:
Pottasche zur Kaliumdüngung macht durchaus Sinn, weil die eingebrachte KH ja sowieso durch die Nitrifikation (von der anderen Seite nicht vom Kalium) wieder elimiert wird. Insofern wirkt Pottasche als Dünger und wirkt etwas gegen das ständige Absinken der KH.
Einen Zusammenhang zwischen KH und Kalium habe ich im Aquarium noch nie feststellen können. Für mich ist die Direktmessung (seit ich das kann) eine sehr lehhreiche Erfahrung gewesen - nämlich wieviel die Pflanzen davon aufnehmen und lieber anderen Dünger "stehenlassen" z.B.

mfG Anton Gabriel

PS: sehr schöne Analysen und Rechnungen die ihr da macht!

 

[Artemius]

Hallo Nik,
hallo Anton,

WOW, ein Lob vom angesehensten Aquariumchemiker des Internet zu bekommen tut schon gut. Wir scheinen auf dem richtigen Weg zu sein.

@ Nik
Deine Berechnung sieht schon mal sehr gut aus. Viele Dank dafür! Im Moment schwirrt mir vor lauter Zahlen etwas der Kopf. Ich werde darüber etwas angestrengter nachdenken und auch detaillierter nachrechnen müssen. Das dauert im Moment etwas länger.

Viele Grüße
Thomas

 

[Artemius]

Hi Nik,

die bei Krause angegebene KH-Erhöhung kann ich immer noch nicht berechnen. Weil sein Wert mehr als doppelt so hoch ist wie deiner und ich im Moment die Rechnerei leid bin, habe ich gestern einen Test durchgeführt:

Nach Krause soll sich bei seiner Pottaschelösung (18g K2CO3 in 100 ml H2O) mit einer Düngung von 2 ml auf 100 Ltr. die KH um ca. 0,15 °d erhöhen. Folglich sollte sich die KH bei einer Düngung mit 10 ml um das fünffache erhöhen, also um ca. 0,75 °d KH. In einer 10-fach geringeren Wassermenge von 10 Ltr. sollte dann also eine Steigerung von ca. 7,5 °d KH messbar sein. (Die Düngemenge und das Testvolumen habe ich gewählt um ein deutliches Ergebnis bei vertretbarem Verbrauch von KH-Testreagenz zu erzielen.)

Nach der Trinkwasseranalyse des Wasserwerkes hat das Leitungswasser eine Carbonathärte von 6,3 °d KH. Durch den Tröpchentest von JBL mit Doppelmenge konnte ich 6,5 °d KH (13 Tropfen / 2) ermitteln.

Für den Test habe ich 10 Ltr. Leitungswasser mit 10 ml meiner K2CO3-Lösung versetzt und gut verührt. Das entspricht also einer Düngung mit 100 mg/l Kalium. Mit dem KH-Tropfentest von JBL benötigte ich nun für 10 ml Testflüssigkeit (Doppelmenge) insgesamt 29 Tropfen, also 29 / 2 = 14,5 °d KH. Abzüglich der Carbonathärte des Leitungswassers von 6,3 °d KH verbleibt durch die 100-fach konzentrierte K2CO3-Düngung eine Steigerung von 8,2 °d KH. Auf eine Düngung mit 1 mg/l umgerechnet ergibt sich demnach eine KH-Steigerung von 0,082 °d KH. Die geringe Abweichung zu dem Wert von 0,075 °d KH nach Krause führe ich auf allgemeine Messungenauigkeiten zurück, insbesondere durch die Tröpfchengröße des KH-Test. Im Ergebnis dürfte also die von Krause angegebene Steigerung korrekt sein. Im Moment habe ich zu viel zu tun, aber ich werde in ein paar Tagen mit etwas Abstand die Berechnungen nochmals überprüfen.

Viele Grüße
Thomas

 

[nik]

Hallo Thomas,

passt auch.

Fällt mir um Moment nichts weiteres ein als die Ausgangsbedingungen meiner Rechnung noch mal zu überprüfen.

Säurekapazität bis pH4,3: z.B. 1 mmol/L x 61 (= Molgewicht HCO3-) = 61 mg/L HCO3-
Säurekapazität bis pH4,3: z.B. 1 mmol/L x 2,8 (= Karbonathärte in °dKH) = 2,8 °dKH

ergibt für 1 °dKH = 61 mg/L : 2,8 ~ 22 mg/L HCO3-

Sei es drum! Davon ausgehend dein Messwert stimmt und die KH ließe sich zur Beurteilung des Kaliumverbrauchs heranziehen, so gilt es zu berücksichtigen, dass die KH auch zehrenden Einflüssen durch die Nitrifikation unterliegt. Das ist eine relative und nicht leicht zu bestimmende Größe, die von der Menge der zu mineralisierenden organischen Verbindungen abhängt. Es lässt sich rechnerisch wohl ein durch Mineralisation bedingter NO3-Anstieg einer KH-Zehrung zuordnen, aber dieser Wert lässt sich ob des NO3 Verbrauch durch Pflanzen und eine ebenfalls unbekannte Denitrifikation eigentlich nicht bestimmen. Theoretisch ließe sich das vielleicht mit der Sauerstoffzehrung eines Beckens ins Verhältnis setzen. Höhere Sauerstoffzehrung - höhere KH-Zehrung. Weiß nicht, ob das mengenmäßig, d.h. mit Blick auf Relevanz, überhaupt brauchbar werden kann, bzw. ob ich das überhaupt schlüssig bekomme.

Gruß, Nik

 

[Artemius]

Hallo Nik,

wir sind ja beide schon vor dieser Rechnerei der Meinung gewesen, dass wohl leider keine praktische Relevanz besteht.

Mit deinen Aussagen hast du völlig recht. Hinzu kommen noch die mit dem KH-Tröpfchentest verbundenen Ungenauigkeiten, denn mit ihm wird nicht nur der (Hydrogen-)Carbonatgehalt erfasst, sondern z. B. auch freie Huminsäuren und teilweise Dihydrogenphosphat.

Gleichwohl ärgert mich die plumpe Darstellung bei Krause ungemein. Eine kurze Erläuterung, vielleicht auch nur in einer Fußnote, hätte völlig genügt seine Berechnung nachzuvollziehen. So hat er wahrscheinlich mit dem Reizwort der "KH-Erhöhung" schon viel zu viele Aquarianer davon abgehalten die Kaliumdüngung mit Pottasche, eventuell sogar die Kaliumdüngung generell, zu versuchen.

Viele Grüße
Thomas

P.S.
Die Ausgangswerte deiner Rechnung sind korrekt: 1 °d KH = 21,8 mg/l HCO3- = 0,36 mmol/l SBV

 

[nik]

Hallo Thomas,

na schön, dann lasse ich mangels besserer Idee die Differenz aus Theorie und Praxis mal so stehen.
Der Anstieg der KH durch K2CO3 Düngung hätte ja nutzbar sein können.

Auf jeden Fall ist das geeignet die lediglich temporäre KH-Erhöhung einer passenden K2CO3 Düngung aufzuzeigen - und der Unterschied zum K2SO4 lässt sich besser bewerten.

Am Krause mecker ich nicht. Seinen Ansichten zum Sauerstoff und manch anderen Sachen mag ich nicht folgen, manches ist ob der Entwicklung überholt, trotzdem war es mir wertvoller - und ist es allgemein immer noch - Einstieg in die Aquarienchemie. Soweit ich weiß, hatte er keine naturwissenschaftliche Ausbildung und dann ist das in Summe schon außerordentlich bemerkenswert. Meinem interessierten Junior habe ich es auch in die Hand gedrückt.

Gruß, Nik