Che fine fanno i carbonati?

[Joo]

Premetto che non ho mai studiato chimica e odio le formule….. ma solo quelle che non capisco….. praticamente tutte.
Da un po’ di tempo cerco di capire, ma più ci provo e più mi rendo conto di essere ancora troppo lontano e sempre più confuso.
Però, da buon acquariofilo, in passato ho sperimentato sulla filtrazione fino ad arrivare alla situazione attuale…. e visto che sto diventando sempre più pigro, cerco di toccare le vasche il meno possibile, anzi, in relazione a come andavano le cose, avevo anche smesso di analizzare l’acqua, ma ultimamente sono sempre più curioso e vorrei capire.
I miei cambi d’acqua nella vasca principale sono semestrali ed utilizzo solo acqua di rete (KH da 4 a 5 e pH da 8,5 a 8,7, rabboccando all’occorrenza, più o meno ogni due mesi.
Prima dei cambi d’acqua il valore del KH non è nemmeno rilevabile, ossia, assume il colore finale, già dalla prima goccia di reagente.
I primi tempi analizzavo contemporaneamente anche l’acqua di rete, sospettando che il reagente fosse scaduto, poi mi sono rassegnato al fatto che i carbonati si estinguono completamente…. bel mistero: ma sono tutti solubili quelli dell’acqua di rete?
L’anione che si dissocia…. con chi era associato? Chi lo processa? Chi lo condanna? Che cosa diventa?

Il pH invece dopo 6 mesi precipita (ma credo anche prima dei 6 mesi e forse sotto il valore 5) a fondo scala del test della Sera….anche su questo valore, i primi tempi, facevo la prova con l’acqua di rete…..ovviamente i test erano buoni, ma qui la spiegazione credo che sia più semplice e penso di averla capita. \:D/

Per il resto, nitriti sempre a 0 e nitrati tra 25 e 40.
Considerando la salute dei miei pinnuti sono più che contento di come mi gira, però continuo ad avere il pallino di voler capire: che fine fanno i carbonati?

[liutpri]

Ho fatto qualche ricerca in internet e su qualche testo è mi sono fatto questa idea:

Con il termine "nitrificazione" si intende l'ossidazione biologica dei composti inorganici dell'azoto (NH₄+ e NO₂^-). Tale ossidazione (donazione di elettroni) avviene prevalentemente ad opera di particolari batteri detti autrofici o più propriamente chemolitotrofi; per essi il carbonio inorganico è la sola fonte di carbonio e l'energia necessaria per la loro crescita e per il loro mantenimento deriva dall'ossidazione dell'ammoniaca a nitrito e del nitrito a nitrato.
L'energia prodotta durante tale ossidazione viene utilizzata per l'attività metabolica, mentre la sola fonte di carbonio per la sintesi della biomassa nitrificante è l'anidride carbonica o i bicarbonati.
Le reazioni di ossidazione sono:
NH4+ +1,5 O2 →2H+ +H2O+NO₂^-−
e:
NO₂^-− +0,5 O2 →NO₃^-−
Complessivamente :
NH4+ + 2 O2 →2H+ + H2O + NO₃^-−

Tuttavia ritengo che la degradazione dei carbonati avvenga più per reazioni chimiche di riduzione che per sintesi di biomassa, come di seguito descritto:
Poiché:
NO₃^-– in ambiente acido (HNO3)
Il nitrato presenta l'azoto allo stato di ossidazione (+5) e risulta un forte ossidante in ambiente acido. Tende a ridursi a NO₂^- (N=+4) od a NO (N=+2) a seconda se la soluzione del nitrato sia rispettivamente concentrata o diluita. Ovviamente se non è presente un riducente (un elemento disponibile a cedere elettroni), non avviene nessuna reazione.
NO₃^-– in ambiente basico
In ambiente basico il nitrato risulta meno forte come ossidante.
Assumendo un ambiente acido (anche debolmente acido) la prima cosa che fa l'acido nitrico essendo un forte ossidante è accettare elettroni ossia liberare H+ il quale determina appunto un ulteriore aumento dell’acidità e la conseguante riduzione della durezza carbonatica che agisce da tampone pH.

La durezza temporanea è ascrivibile a CaCO3 e MgCO3 le reazioni sono le seguenti
CaCO3 + 2 HNO3 = H2O + CO₂ + Ca(NO₃^-)2
MgCO3 + HNO3 = Mg(NO₃^-)2 + CO₂ + H2O

Non più rilevabili dai test durezza e non più tampone di pH.
Pertanto un filtro molto ossidante abbassa i carbonati. La prima conseguenza è che se li azzera sparisce l'effetto tampone, che è poi quello che si vuol evitare.

Quand’è che abbiamo un filtro molto ossidante?
Si potrebbe verificare con un elettrodo ORP per la misura del potenziale Redox è,l parametro chimico che misura l'equilibrio delle sostanze ossidanti e riducenti dell'acqua.
Se la quantità di sostanze riducenti è molto elevata si rileverà un potenziale Redox molto basso (negativo).
Se, invece, sono più elevate le sostanze ossidanti, si rileverà un potenziale Redox molto elevato (positivo).
Ma qui non ho possibilità di verificare sul campo la cosa.

Ciao

[Joo]

Ciao Liutpri, ciao a tutti.
Anche se sono allergico alle formule, apprezzo davvero il tuo impegno…. sei molto generoso, grazie ancora.

Con il termine "nitrificazione" si intende l'ossidazione biologica dei composti inorganici dell'azoto (NH4+ e NO₂^-). Tale ossidazione (donazione di elettroni) avviene prevalentemente ad opera di particolari batteri detti autrofici o più propriamente chemolitotrofi; per essi il carbonio inorganico è la sola fonte di carbonio e l'energia necessaria per la loro crescita e per il loro mantenimento deriva dall'ossidazione dell'ammoniaca a nitrito e del nitrito a nitrato.
L'energia prodotta durante tale ossidazione viene utilizzata per l'attività metabolica, mentre la sola fonte di carbonio per la sintesi della biomassa nitrificante è l'anidride carbonica o i bicarbonati.

I processi azotati per intenderci.
Ne sono convinto anch’io, soprattutto perché ho già toccato con mano ciò che sostieni, ma sono incredulo al fatto che il filtro possa divorare anche calcio e magnesio.
Però, andando per esclusione: o vengono assorbiti dai pesci (così come è possibile per gli umani) , oppure divorati dai batteri.

Non si spiega comunque perché non succede la stessa cosa a chi fa i cambi d’acqua canonici, oppure molto frequenti, con pH acido, senza modificare il KH e senza avere variazioni di rilievo fino cambio successivo.
Sicuramente anche loro avranno i fanghi nel filtro e/o sotto la sabbia, ma credo che il fenomeno sia legato al tempo di stagionatura dell’acqua ed al carico organico.

[liutpri]

Nel mio caso avevo KH stabile per 4 mesi circa (da novembre a febbraio) e da novembre non cambiavo più acqua. KH 4,5- 5 (con l'incertezza del KIT).
Nitrati sempre molto bassi, massimo 5.
A marzo, siccome avevo le piante in carenza e ipotizzando che fosse colpa di mancanza di azoto (non era azoto, ma potassio) ho inserito diversi ml di nitrato di ammonio andando quindi a sovraccaricare il biosistema acquario (filtro+ fondo). Le piante già soffrivano per il potassio e non per l'azoto e pertanto l'ammonio non l'hanno assimilavato o solo in parte (legge di Liebig), così i batteri si sono trovati un surplus di ammonio da ossidare (anche le alghe, ma in minima parte rispetto ai batteri).
Nel giro di una settimana mi si è azzerato il KH, penso dovuto a questo squilibrio repentino di azoto che ho creato. Nitriti niente l'ammonio è stato trasformato in nitrato (ora sto a 50 circa).
Quindi se non avessi modificato così bruscamente e imponentemente gli equilibri forse il KH si sarebbe ridotto con tempistiche diverse, verificabile solo con un'acqua moooolto invecchiata.

[Joo]

Quindi se non avessi modificato così bruscamente e imponentemente gli equilibri forse il KH si sarebbe ridotto con tempistiche diverse, verificabile solo con un'acqua moooolto invecchiata.
Top

Concordo pienamente con questo concetto....l'acqua invecchiata ha i suoi aspetti positivi. E' ormai da tempo che sono sempre più tentato a portare i cambi d'acqua (già da 15 anni consolidati ogni sei mesi) in progressione fino ad un anno.
Questo perchè mi trovo molto bene con l'acqua invecchiata.....mai nessuna malattia, nemmeno per la prole di una coppia in continua riproduzione, anzi, i loro colori mi dicono che non gradiscono i cambi d'acqua.... anche se sono molto cauto in quella fase, avviene uno sbalzo di pH...da 5 a 7.3, che ovviamente non è apprezzato.
Considera tra l'altro che non posso tenere nessuna pianta ed in via sperimentale (da un anno) ho rinunciato alla sabbia..... nemmeno un granello.
Sono anche tentato di portare il KH a 8, che riuscirebbe a porre un forte freno al pH, e osservare: sia i tempi di acidificazione, sia i tempi di assorbimento dei carbonati.

[lucazio00]

E poi bisogna considerare anche le chiocciole che crescendo assorbono il bicarbonato di calcio disciolto in acqua per convertirlo in carbonato di calcio insolubile, che compone il loro guscio!

[Joo]

E poi bisogna considerare anche le chiocciole

Lucazio, ti chiedo scusa per l'enorme ritardo, ma non mi ero accorto del tuo post ....ho visto solo ora mettendo un link di questo topic.
Non ho le chiocciole, quindi non posso dire che queste siano concausa, anche se il loro guscio parla molto chiaro.
Ho sempre avuto il sospetto che una piccolissima parte di calcio possa essere assimilata dai pesci, ma anche se fosse, non giustifica il crollo.
Mi convince abbastanza la tesi di Liutpri:

Quand’è che abbiamo un filtro molto ossidante?
Si potrebbe verificare con un elettrodo ORP per la misura del potenziale Redox è,l parametro chimico che misura l'equilibrio delle sostanze ossidanti e riducenti dell'acqua.
Se la quantità di sostanze riducenti è molto elevata si rileverà un potenziale Redox molto basso (negativo).
Se, invece, sono più elevate le sostanze ossidanti, si rileverà un potenziale Redox molto elevato (positivo).
Ma qui non ho possibilità di verificare sul campo la cosa.

ma non del tutto.
Da molti anni uso un filtro abbastanza particolare, adottato per far fronte a massicci sovraffollamenti e da allora non l'ho più lasciato.
Quello che mi sono sempre chiesto è: se i fanghi sono in grado di assorbire i carbonati.... che cosa ne fanno? ..... possono anche rilasciarli?

[lucazio00]

Secondo me li neutralizzano rilasciando ioni acidi H⁺ e assorbono ioni Ca⁺² per scambio ionico...

[Pizza]

Quello che mi sono sempre chiesto è: se i fanghi sono in grado di assorbire i carbonati.... che cosa ne fanno? ..... possono anche rilasciarli?

I "fanghi" assorbono carboidrati per utilizzare il carbonio in essi contenuto e costruire nuove cellule e quindi lo trasformano in carbonio organico.
Quando una parte di fango (popolazione batterica) muore si ha che le cellule si "disintegrano" (lisi cellulare) rilaciando sostanza organica fruibile per altre tipologie di batteri che la utilizzano per nutrirsi (come noi con i carboidrati) producendo anidride carbonica ed acqua.
Alla fine della catena si osserva quindi che i bicarbonati vengono assorbiti e poi rilasciati come anidride carbonica: entrambe le cose comportano un abbassamento di pH.
Rispondo già alla successiva domanda
I fanghi muoiono principalmente per due ragioni: prolungata assenza di cibo o generalmente per condizioni ambientali avverse (pH, temperatura, etc.).

[Joo]

I fanghi muoiono principalmente per due ragioni: prolungata assenza di cibo o generalmente per condizioni ambientali avverse (pH, temperatura, etc.).

Oggi, dopo più di 6 mesi dal cambio/avvio, ho controllato i valori dell'acqua e con vera sorpresa ho trovato il pH tra 6,5 e 7..... due mesi fa era a 5.
Da 6 mesi a questa parte ho fatto solo due rabbocchi e pulito periodicamente (1 volta al mese più o meno) la prima parte del filtro.
NO₂^- 0 e NO₃^- 50, che cominciano a preoccuparmi un po', quindi gli starò col fiato sul collo.
Il KH invece era a 0 ed è rimasto tale.
Voglio ancora aspettare un mese, prima del cambio d'acqua, ma non mi spiego cosa avrebbe potuto far salire il pH.