Riflessioni sul calcolatore CO2

Senza essere scienziati: spiegazioni facili per tutti

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nicolatc
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Messaggio di nicolatc » 28/06/2017, 8:41

Artic1 ha scritto: Tutto quello che si può aggiungere e migliorare è sempre un bene quando è comprensibile e di facile utilizzo!
Beh, il mio metodo (se ragionevolmente valido :)) ) ti dice solo che con un punto di escursione arrivi al massimo a 30 mg/l, e che da qui puoi regolarti per valori intermedi. Credo sia davvero molto comprensibile e di facile utilizzo! Le motivazioni un po' meno! ;)
Artic1 ha scritto: Semplicemente credo che agire su un calcolatore per stimare empiricamente una concentrazione reale di CO2 dia risultati significativi anche meno di quelli ottenuti con formule chimiche, per quanto semplicistiche possano essere.
Quando nell'articolo Rox nell'articolo scrive:
Il calcolo reale sarebbe piuttosto complesso, visto che il pH è un valore logaritmico; tuttavia, in acquario ci possiamo accontentare di una semplice sottrazione: 56 - 22, ovvero la differenza tra i due dati ottenuti.
Con una certa approssimazione, la concentrazione di CO2 sarà sui 30-35 mg/litro, nel nostro esempio.

io preferirei invece sapere che quasi certamente sono al di sotto degli 8 mg/l. Poi diciamo che è sempre un valore approssimato, dobbiamo suggerire di osservare la salute di piante e pesci, che può essere pericoloso avvicinarsi a valori alti, e anche controproducente se ci sono poche piante poco esigenti, soprattutto se non si è pratici di fertilizzazione e non si vuole stare a tagliuzzare continuamente, che l'errore di misura può diventare molto pericoloso, che le piante mostrano il maggior beneficio già entro i 15 mg/l e molte possono star bene anche senza CO2. Quindi se le piante stanno già benissimo e ogni tanto si vede pure un pochino di pearling verso la fine del fotoperiodo, e a chi ha la vasca va bene così, farà non bene ma benissimo a non cambiar nulla...
Ma preferisco se possibile partire da una base che fornisce risultati più vicini alla realtà (questa è la mia idea almeno).
Quanto più lo strumento di misura è impreciso, tanto più avrò sia sul calcolatore che con il mio metodo risultati imprecisi, ma perché dovrei quindi preferire il calcolatore sommando gli errori dovuti alla misura agli errori sostanziali causati dal non escludere gli acidificanti?

Poi, se tutti i pazzi che seguiranno questo metodo ci informano che i pesci stanno meglio di prima e le piante vanno a razzo, nonostante il calcolatore sia passato da 100 mg/l a 300 mg/l (e con la mia formula da 10 a 30)... beh avremo la dimostrazione pratica che è una stima vicina alla realtà.
Se invece andasse male perché dai colori del test il verde sembrava blu e dopo aver aumentato la CO2 a palla, la mattina trovano tutti i pesci a galla... mi sa che sparirò per un bel po' :)) :)) :))
Artic1 ha scritto: ...l'effetto del sodio... ..guscio d'uovo.... effetto ossidante della luce solare.... ....gasteropodi...
@-) Vabbè... sei riuscito ad avvilirmi! :( :))
Onestamente però, non credo che nel rapporto tra una situazione iniziale (per quanto essa sia) ed una fortemente innaturale con CO2 pressurizzata (è come se gonfiassimo un palloncino), molti di quei fattori influiscano più di tanto sul risultato.
E visto che sembrano non essere quantificabili, l'unico modo di procedere sembrerebbe solo quello di fare tantissime prove sul campo, in modo da dimostrare la bontà o meno del metodo. :-?
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Messaggio di nicolatc » 28/06/2017, 8:58

scheccia ha scritto: In sunto... Possiamo affermare che la formula di nicola la possiamo usare dando come risultato:
1*10^(pH shak - pH)< CO2 <3*10^(pH shak - pH ) ?
Indovina cosa risponderei io? :)) :)) :))
Però sembrerebbe che a parte il range CO2 plausibile, anche il resto della formula, che è matematicamente esatta e deriva direttamente da quella in tabella, può risentire delle condizioni al contorno in una misura che fino ad ora sembra per nulla quantificabile (quindi potrebbe essere trascurabile o sensibile). Per determinare questo, si dovrebbero solo fare tanti test nelle condizioni più varie.
scheccia ha scritto: Inoltre
Appurato che lo shakeramento falsa il risultato in presenza di altre sostanze acidificanti... Una possibile soluzione potrebbe essere l'utilizzo della differenza di pH tra il pH dell'acqua inizialmente utilizzata (per riempire la vasca) e il pH shakerato, poi sommarlo al pH rilevato?
Questo dovrebbe dirci di quanto il pH è variato a causa degli acidi differenti dalla CO2
Certo, se riesci a liberarti dell'offset del pH causato dagli acidificanti puoi usare con molta più precisione la formula/tabella standard (con i dubbi di cui sopra...).
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Messaggio di scheccia » 28/06/2017, 9:01

Rilla1972 ha scritto: Il pH dell'acqua di rete con cui ho fatto i cambi era 7.2
I valori, da cui a suo tempo e prima di fare i cambi con il calcolatore, davano :
KH 2
pH 5.7
Temp. 25
CO2 risultante 141
pH shek 6
CO2 risultante 71
7.2 iniziale -6 shek = 1.2 acidicifazione no CO2.
Quindi il tuo pH senza acidificanti (no CO2 ) sarebbe 6.9
CO2 (2, 6.9) = 8 mg/l
Ma è che hai messo in vasca? 1.2 pt di pH abbassati dalla sola torba?

Per correttezza, con la formula di nicola uscirebbe 6mg/l
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http://goo.gl/81SHJb

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Messaggio di nicolatc » 28/06/2017, 9:34

lucazio00 ha scritto: Per sapere la concentrazione finale della CO2 disciolta nel campione sgasato bisogna applicare la legge di Henry:
https://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_Henry
i valori della k sono corrispondenti alla temperatura di 298°K cioè a 25°C (non c'entrano il colore della luce delle lampade)!
Il valore di k(CO2) ce lo fornisce Wikipedia...la pressione atmosferica va misurata!

[DA CONTINUARE]
Posso contribuire, nell'attesa del prosieguo, fornendo una formula che mi sono ricavato? Ci ho messo due ore... :(
I chimici ovviamente hanno il compito di verificarla! :))

In un foglio excel mettete nella cella A1 la CO2 atmosferica (ppm), in B1 la temperatura (°C) e in C1 l'altitudine (m)

In A2 copiate e incollate la seguente formula per avere la CO2 disciolta in acqua in mg/l:
=A1*44,01/(8,20574587*(B1+273,15)/(0,9877^(C1/100))/100)/1000


Se iniziate inserendo 410 ppm, 25°C e 0 metri (livello sul mare) la formula vi restituisce ad esempio 0,738 mg/l
Poi potete modificare l'altitudine a 1000m e temperatura a 30°C e vedere quanto cambia la CO2 disciolta, oppure passare da 410 a 1000 ppm ecc.

E' un modo pratico per capire quanto influiscono condizioni estreme sulla CO2 disciolta.
E il fattore che influisce molto più pesantemente degli altri risulta essere la concentrazione che avete in casa (rispetto a quella all'aperto). Sempre considerando che le variazioni forti devono restare costanti per un bel po' di tempo prima che la vasca raggiunga il nuovo equilibrio..

Qui potete avere un'idea dei valori possibili di CO2 all'aperto e indoor.
Qui invece nel grafico in basso si vede come è cambiata quella media (a 25° sul livello del mare) dal 1950 ad oggi: è aumentata da circa 300 a 400, ma l'andamento negli ultimi anni sembra esponenziale,purtroppo per noi... :(


EDIT: La formula considera la pressione di 1 atmosfera sul livello del mare. Non prende in considerazione quindi i fenomeni di bassa e altra pressione, che comunque hanno un'oscillazione in un range massimo del 5%.
Ultima modifica di nicolatc il 28/06/2017, 12:02, modificato 1 volta in totale.
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Messaggio di Rilla1972 » 28/06/2017, 10:07

scheccia ha scritto: Ma è che hai messo in vasca? 1.2 pt di pH abbassati dalla sola torba?
Il bello della storia è che in vasca non ho nessun altro tipo di acidificante a parte la CO2. Tutta questa faccenda era stata affrontata e parzialmente risolta nel solito : solito problema pH e KH

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Messaggio di Pizza » 28/06/2017, 10:48

nicolatc ha scritto: Pizza ha scritto: ↑
alla domanda di @Sini sul fatto se, aggiungendo la stessa CO2, il pH finale in due acquari diversi che partono dallo steso pH sarà nuovamente uguale in entrambi ......... secondo me non è detto, perchè potrebbero avere diversi concentrazioni di altre coppie coniugate che regolano il pH.
Ok, non è detto, ma mi farebbe piacere approfondire questo punto. Per la tua esperienza si potrebbe avere un'idea grossolana della variazione?
Ipotizzando strumenti professionali per la misura della CO2 e del pH, se decuplico la CO2 iniziale nelle due vasche (nell'ipotesi che sia identica all'inizio e alla fine), di quanto secondo te si può ragionevolmente allontanare da un punto la differenza tra pH iniziale e finale nell'una o nell'altra vasca?
Cerco di spiegarmi meglio:
se i due acquari hanno stesso pH di partenza e KH diversi (senza tenere conto di acidificanti e altri tamponi)
- avranno pH diversi aggiungendo in entrambi la stessa CO2
- avranno pH uguali decuplicando la CO2 iniziale di entrambi (che però sarà diversa)

se i due hanno stesso pH e KH di partenza ma acidificanti/alcalinizzanti diversi la questione andrebbe scissa in diversi casi (sempre in assenza di altri tamponi)
nicolatc ha scritto: se decuplico la CO2 iniziale nelle due vasche (nell'ipotesi che sia identica all'inizio e alla fine)
Stai ipotizzando che abbiano un KH diverso, suppongo, altrimenti sarebbe per forza la stessa acqua iniziale. E quindi torniamo al nocciolo del problema
nicolatc ha scritto: Potrei eliminare questa variabile shakerando subito?
Penso di sì con la seguente procedura: shaker, stappo e arieggio (senza respirarci sopra) e ripeto più volte. Io faccio già così. Peri curiosi provate a trattenere il respiro per caricarlo di CO2, soffiate dentro, tappate shakerate e guardate come crolla il pH
nicolatc ha scritto: Alla fine però non ho capito una cosa: a parte l'approssimazione del valore della CO2 all'equilibrio, se avessi modo di rilevarla spaccando il mg/l alla perfezione con strumento professionale e fosse ad esempio 3 mg/l, ritieni che la formula (che hai definito ineccepibile dal punto di vista matematico) sia nella realtà approssimata oppure no?
Non altrettanto ineccepibile da poter dire che il valore di CO2 in acquario è esattamente quello ma comunque con un margine di errore più che accettabile per i nostri scopi.
nicolatc ha scritto:
28/06/2017, 1:18
quanto credi possano influire tipicamente le condizioni al contorno (altri tamponi e fosfati) e quindi quanto potrebbero allontanare mediamente il risultato dai 30 mg/l attesi?
Ti rispondo senza aver verificato ciò che mi aspetto. Ma credo che l'impostazione del ragionamento possa essere la seguente.
Non esiste un valore assoluto di errore perchè esso varia (si amplia o si riduce) in base al valore di pH al quale ci stiamo riferendo.
Esempio (senza numeri)
Ipotizziamo di avere, oltre all'effetto tampone della coppia CO2/bicarbonato anche l'effetto tampone del fosfato.
L'effetto tampone di quest'ultimo sarà ovviamente tanto più forte quanto maggiore sarà la sua concentrazione in acqua e (tipico dei tamponi) sarà tanto maggiore quanto il punto di partenza sarà vicino al suo pKa (in questo caso 6,8 a memoria).
Con questo credo che sarebbe quindi lecito attendersi che
- decuplicando la CO2 presente a partire da pH6,9 l'effetto tampone del fosfato sarebbe forte e non arriverei quindi precisamente a 5.9
- decuplicando la CO2 presente a partire da pH5,9 l'effetto tampone del fosfato sarebbe più debole arriverei quindi molto più vicino al valore atteso di 4.9

Qua però mi fermo sia per il tempo a disposizione che per il fatto che altrimenti dovremmo spostarci in un forum di chimica =))

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Messaggio di nicolatc » 28/06/2017, 11:46

Grazie mille per la risposta dettagliata.
Pizza ha scritto:
nicolatc ha scritto: Alla fine però non ho capito una cosa: a parte l'approssimazione del valore della CO2 all'equilibrio, se avessi modo di rilevarla spaccando il mg/l alla perfezione con strumento professionale e fosse ad esempio 3 mg/l, ritieni che la formula (che hai definito ineccepibile dal punto di vista matematico) sia nella realtà approssimata oppure no?
Non altrettanto ineccepibile da poter dire che il valore di CO2 in acquario è esattamente quello ma comunque con un margine di errore più che accettabile per i nostri scopi.
Perfetto, grazie. Era proprio quello che mi interessava.


Per il resto, la shakerata la faccio esattamente come te.
E soprattutto, riguardo all'effetto dei fosfati: semplificando, se ho capito bene, stai suggerendo (con tutte le differenziazioni caso per caso) che ad alti pH, un punto di escursione potrebbe significare una concentrazione di CO2 leggermente più alta di quella attesa da formula (fermo restando l'empiricità del valore iniziale), mentre a bassi pH lo stesso punto di escursione potrebbe significare una concentrazione leggermente più bassa di quella attesa.
Pizza ha scritto: Qua però mi fermo sia per il tempo a disposizione che per il fatto che altrimenti dovremmo spostarci in un forum di chimica =))
[-x [-x [-x
Io ci ho provato a fermarmi 5 pagine fa, e mi hanno cazziato! :)) :)) :))
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Messaggio di Pizza » 28/06/2017, 12:00

nicolatc ha scritto: E soprattutto, riguardo all'effetto dei fosfati: semplificando, se ho capito bene, stai suggerendo (con tutte le differenziazioni caso per caso) che ad alti pH, un punto di escursione potrebbe significare una concentrazione di CO2 leggermente più alta di quella attesa da formula (fermo restando l'empiricità del valore iniziale), mentre a bassi pH lo stesso punto di escursione potrebbe significare una concentrazione leggermente più bassa di quella attesa.
Intorno a (pKa6,8 legato ai fosfati) per muovermi verso pH più bassi è necessito di acidificare di più e quindi devo dare più CO2 rispetto al calcolo matematico della formula che non ne tiene conto.
Idem intorno a qualunque pKa di qualunque coppia tampone.

Se parto da una soluzione con sostanze alcalinizzanti, in vece, la prima acidificazione con CO2 mi neutralizzerà in primis dette sostanze e poi tornerà "a lavorare" sulla cureva di titolazione della coppia CO2/bicarbonato

Viceversa se parto da un pH più acido per presenza di acidificanti avrò l'effetto opposto e raggiungerò pH4 (prendendo a riferimento il minimo pH ottenibile con sola CO2 in acqua distillata) con un quantitativo minore di CO2 di quello atteso dalla formula.

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Messaggio di Steinoff » 28/06/2017, 18:11

Allora, ho misurato ora il pH dell'acqua lasciata a decantare per 48 ore.
Il pH risulta essere ben piu' alto rispetto a quanto avevo misurato shackerando la provetta.
Ora e' oltre la scala colorimetrica, ipotizzo un valore tra il 7.8 e l'8.
Tuttavia, i pesci non mostrano alcuna problematica, non boccheggiano, continuano a nuotare ai livelli che mi aspetto per le caratteristiche di ciascuno di loro, mangiano, si inseguono... le piante fanno piu' pearling, e iniziano a farlo prima durante il fotoperiodo. Vedremo lunedi prossimo se e come saranno variati i consumi degli elementi da parte loro. ;)
Riporto i valori che avevo misurato lunedi scorso:
pH: 6.6
pH Shk: 7.1
pH 48h: >7.6
KH: 7.5
CO2: 66
CO2 Shk: 45
CO2 Nicola [CO2 finale = 3 * 10 ^ (pH decantato – pH in vasca)]: 9.5 calcolato con pH shackerato, 47.5 con quello decantato 48 ore
litraggio vasca: 130 netti
bolle al minuto: 20
tipo di erogazione: H24
Impianto di CO2: Bombola ricaricabile disciolta tramite Venturi

Ecco una foto del test
markaf_201706281812401489292995.jpg
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Ultima modifica di Steinoff il 28/06/2017, 18:44, modificato 2 volte in totale.
Sed quis custodiet ipsos custodes?

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Messaggio di trotasalmonata » 28/06/2017, 18:20

Quindi nel tuo caso con pH dopo 48 ore cosa ti viene da calcolatore?

Con Nicola minore di 30 e non più minore di 9. Buon risultato... secondo me il tuo acquario è intorno ai 15...
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