Stabilità pH con KH 0 senza CO2

[Nacks89]

In realtà, mi son sempre chiesto che fine fanno i carbonati... se processati dalla zona biologica del filtro: che cosa diventano?

Questa cosa l'ho notata pure io, con i miei famosi filtri sovradimensionati, ho sempre avuto un calo costante di carbonati fino a KH 4, che poi reintegravo facendo qualche cambio

[nicolatc]

Più tanta merda sul fondo che produce CO₂ di continuo

Eh si!

In realtà, mi son sempre chiesto che fine fanno i carbonati... se processati dalla zona biologica del filtro: che cosa diventano?
Qui non ho mai trovato la risposta.

Ne aveva parlato @Giueli tempo fa, provo a spiegarlo in dettaglio.
I batteri nitrificanti consumano ammonio, ossigeno e bicarbonati, e producono (alla fine del processo) nitrati ed anidride carbonica.

Le equazioni che trovi spesso in giro, che mostrano il lavoro svolto dai due tipi di batteri nitrificanti, sono queste due:

1) 2 NH₄⁺ + 3 O₂ --> 2 NO₂^- + 4 H⁺ + 2 H₂O (conversione dell'ammonio in nitriti)

2) 2 NO₂^- + O₂ --> 2 NO₃^- (conversione dei nitriti in nitrati)

Puoi unire facilmente le due equazioni, ottenendo il lavoro complessivo svolto dai batteri nitrificanti:

3) NH₄⁺ + 2 O₂ --> NO₃^- + 2 H⁺ + H₂O (conversione dell'ammonio in nitrati)

Come vedi, il lavoro dei batteri consuma ossigeno, e acidifica perché produce due ioni idrogeno per ogni ione ammonio lavorato.
Questo ti farà accendere una lampadina: se l'azione dei batteri acidifica (come un'acido forte), essendoci il tampone dei bicarbonati, questi saranno consumati associandosi agli ioni idrogeno e formando H₂CO₃ (acido carbonico, leggi pure CO₂!)

E in effetti è così: per ogni mg/l di ammonio lavorato dai batteri, vengono anche consumati 0,31 °dKH

Anche questo viene riportato spesso in modo a noi meno comprensibile (si parla di 7.14 mg/L di alcalinità come CaCO3 consumata per ogni mg/L di azoto ammoniacale eliminato, cioè azoto in forma di ammonio NH4).

Probabilmente il lavoro sui bicarbonati lo puoi vedere ancora più chiaramente dalla seguente equazione, che è una rielaborazione dell'ultima scritta sopra:

4) NH₄⁺ + 2 O₂ + 2 HCO₃^- --> NO₃^- + 2 CO₂ + 3 H₂O (conversione dell'ammonio in nitrati)

In realtà in questa equazione manca qualcosa, perché c'è una piccola parte che viene usata per la sintesi della biomassa dei batteri stessi, ma cambia poco.

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Per i curiosi, l'equazione completa (non conservativa) che tiene conto anche della sintesi della biomassa è questa:

5) NH₄⁺ + 1,83 O₂ + 1,98 HCO₃^- --> 0,021 C₅H₇NO₂ + 1,04 H₂O + 0,98 NO₃^- + 1,88 H₂CO₃

Quanto più è sovradimensionato il filtro, tanto più l'ammonio che c'è in giro viene certamente consumato tutto dai batteri nitrificanti, che alle piante non lasceranno nemmeno le briciole. E così anche la riduzione del KH sarà più marcata. Non ne parliamo poi se le piante non ci sono proprio, come può accadere in un allestimento Tanganica...

[Humboldt]

mi son sempre chiesto che fine fanno i carbonati... se processati dalla zona biologica del filtro: che cosa diventano?

Quella bella melmetta che si osserva nei filtri ben gestiti agisce come un debole scambiatore ionico che (un pò come la torba) rilascia ioni monovalenti, soprattutto H⁺, e trattiene ioni bivalenti, soprattutto Ca²⁺ e Mg²⁺.

E il gioco è fatto.

[Joo]

E in effetti è così: per ogni mg/l di ammonio lavorato dai batteri, vengono anche consumati 0,31 °dKH

Perfetto! Questa risposta è meglio di qualunque formula... di cui sono un po' allergico, ma ne approfitto.
Definisci "consumati" tra: degradati, estinti, assimilati, ossia, scomparsi.
Se invece sono trasformati... che cosa diventano?

[nicolatc]

Quella bella melmetta che si osserva nei filtri ben gestiti agisce come un debole scambiatore ionico che (un pò come la torba) rilascia ioni monovalenti, soprattutto H+, e trattiene ioni bivalenti, soprattutto Ca2+ e Mg2+.

E il gioco è fatto.

Ma come, io ho fatto uno sproloquio e tu risolvi in 2 righe?



In effetti, dovunque c'è materiale con buona capacità di scambio cationico, ci può essere acidificazione e conseguente consumo dei bicarbonati.
Se c'è buona capacità di scambio anionico (vedi allofano), i bicarbonati possono essere adsorbiti. Anche se in effetti questo adsorbimento ha un limite, e comunque la capacità diminuisce al diminuire del pH.

La melmetta nei filtri può anche essere utile per il contemporaneo processo di denitrificazione, che in pratica trasforma parte dei nitrati in azoto gassoso, che si disperde ed esce dal sistema!

Aggiunto dopo 2 minuti 49 secondi:

Se invece sono trasformati... che cosa diventano?

CO₂!

Capisco perfettamente che le reazioni appaiono ostiche, ma se ti soffermi e provi a guardarle e capirle, vedi anche la risposta! (infatti nella quarta equazione, che ora ho evidenziato in rosso, a sinistra ci sono i bicarbonati, e a destra c'è la CO₂)

[Joo]

CO₂!

rilascia ioni monovalenti, soprattutto H+, e trattiene ioni bivalenti, soprattutto Ca2+ e Mg2+.

Bene!
La chimica ha il suo grande fascino. ^:)^
Grazie ad entrambi.

[Humboldt]

Ma come, io ho fatto uno sproloquio e tu risolvi in 2 righe?

@nicolatc tu hai perfettamente illustrato il meccanismo principale che determina il calo dei bicarbonati nei filtri biologici.

[nicolatc]

Se smetto di aggiungere acidificanti in quantità industriale il pH tende a stabilizzarsi sul 6.5 ,decimo in più decimo in meno

Interessante grazie, mi era sfuggita!

nè ho mai capito se i pesci potrebbero assumere il calcio dall'acqua o dagli alimenti.

Mi era sfuggita anche questa, scusa. Che io sappia, possono assumerlo sia dall'acqua che (prevalentemente) dagli alimenti.
Ma in questa materia, sicuramente @Humboldt è più ferrato di me!

[Joo]

Mi era sfuggita anche questa, scusa. Che io sappia, possono assumerlo sia dall'acqua che (prevalentemente) dagli alimenti.

Si, sono d'accordo...
Più che altro miravo a capire se e quanto il loro fabbisogno potrebbe influenzare il KH, soprattutto in casi estremi come il mio, o comunque, nei sovraffollamenti molto spinti e con acqua invecchiata, quindi, se è un fattore da considerare, oppure è trascurabile.

@Nacks89, non volevo essere invadente, ma spero che le notizie siano interessanti anche per te.

[Nacks89]

@Nacks89, non volevo essere invadente, ma spero che le notizie siano interessanti anche te.

Tranquillo Joo ci mancherebbe, anzi sono ben contento che anche il discorso abbassamento KH sia emerso e sia stato spiegato in maniera egregia