Kationentauscher und CO2

[moskal]

Hallo,

im Moment starte ich ein Experiment: Aquarium 90/40/20cm befüllt mit Osmosewasser, Bodengrund neutraler Sand, Filterung per HMF und einem Extrafilter der mit schwach saurem Kationentauscher bestückt ist und per Luftheber betrieben wird. Dazu ein halbfaustgrößer Dolomit Kalkstein. Das Hydrogencarbonat des Steins wird per Kationentauscher geknackt, dabei wird CO2 frei. Soweit so gut, scheint zu funktionieren, der pH-wert ist über nacht auf grob mit Schätztröpfchen gemessene 4,5 gerasselt. Darauf hin habe ich erst mal den Durchfluss beim Harz verringert um über pH 5 zu kommen.

Nur sagen mir die Zahlen bei KH 0 in Bezug auf CO2 leider gar nichts und mir kommt die Formel zum berechnen des CO2 per pH und KH zunehmend schwammig und nur um pH 7 sinnvoll vor. (KH/2,8)*10hoch(7,91-pH) kann doch mit dem logarithmus pH der von einer Konstante subtrahiert wird keinen Sinn ergeben?

In meinem Fall bringt die ganze Formel so und so nichts, da 0/2,8 großer Quatsch wäre. Und angenommene KH 0,01 macht auch seltsame Ergebnisse. Aber CO2 ist trotzdem drinnen. Nur wie messe ich das?

Gruß, helmut

 

[omega]

Hi,

Dazu ein halbfaustgrößer Dolomit Kalkstein. Das Hydrogencarbonat des Steins wird per Kationentauscher geknackt, dabei wird CO2 frei. Soweit so gut, scheint zu funktionieren, der pH-wert ist über nacht auf grob mit Schätztröpfchen gemessene 4,5 gerasselt.

Du möchtest mit dem Harz die KH des Osmosewassers knacken, damit CO2 frei wird, das dann den Kalk löst, wodurch KH gebildet wird, und so ein Kreislauf entsteht? Wozu?

Grüße, Markus

 

[Biotoecus]

Hallo Helmut,
könntest Du mal kurz und prägnant erklären welches Ziel Du mit diesem Aufbau verfolgst?
Ich sehe da im Moment nur einen "stady state" aber dafür ist es mir zu aufwändig.
Gruß Martin

 

[moskal]

Hallo,

mit dem Dolomit führe ich beständig Hydrogencarbonat zu welches der Ionentauscher tauscht und dabei CO2 freisetzt. Dadurch sollte der Stein nicht nur HCO3 verlieren und in CO2 wandeln sondern auch andere möglicherweise für das Pflanzenwachstum zuträgliche Stoffe freisetzen. Der Stein stammt aus diesem Bach

die dimensionen täuschen ein wenig, jede grüne Insel ist minnimum 1m² groß und es sind locker 10 verschiedene Wasserpflanzen auf dem Bild.

Osmosewasser weil ich die komplette Zufuhr an potentiellen Nährstoffen dadurch kontrollieren will. Wie man sieht, Pflanzen wachsen im Beisein dieses Gesteins.
Allerdings scheinen Ca und Mg hauptsächlich an HCO3 gebunden vorhanden zu sein und das wird dann leider auch getauscht. Das muß ich wohl an NO3 gehängt zugeben.

Ich grübel immernoch an Kalkgebieten mit prächtigem Pflanzenwuchs und ich kann mir nur einen Zusammenhang mit Säuren und CO2 vorstellen. Das ist der Versuch dazu.

Gruß, helmut

 

[Wuestenrose]

Mahlzeit…

Dazu ein halbfaustgrößer Dolomit Kalkstein. Das Hydrogencarbonat des Steins wird per Kationentauscher geknackt, dabei wird CO2 frei.

Nö . Ein schwach-sauerer Kationentauscher tauscht nur die Kationen, denen ein Karbonat- oder Bikarbonatanion entgegensteht. Das heißt, die einzige Säure, die ein schwach-sauerer Kationentauscher produziert, ist Kohlensäure. Eine Säure kann aber nicht ihre eigenen Salze knacken. Geht nicht. Das kohlensaure Tauscherwasser wird den Stein anlösen, das aber unter CO₂-Verbrauch, nicht unter CO₂-Freisetzung.

Soweit so gut, scheint zu funktionieren, der pH-wert ist über nacht auf grob mit Schätztröpfchen gemessene 4,5 gerasselt.

Nicht deswegen, sondern aufgrund der Kohlensäure im Tauscherwasser. Pro Grad KH entstehen knapp 16 mg/l CO₂.

Nur sagen mir die Zahlen bei KH 0 in Bezug auf CO2 leider gar nichts und mir kommt die Formel zum berechnen des CO2 per pH und KH zunehmend schwammig und nur um pH 7 sinnvoll vor. (KH/2,8)*10hoch(7,91-pH) kann doch mit dem logarithmus pH der von einer Konstante subtrahiert wird keinen Sinn ergeben?

Sicher ergibt das Sinn. Du kannst die Formel auch schreiben als KH×29029661×10^-pH. Kommt genau das selbe raus . Allerdings bin ich kein Freund der Formel, wie mehrmals im Forum bereits geschrieben.

Grüße
Robert

 

[moskal]

Hallo,

und jetzt verstehe ich gar nichts mehr.

Pro Grad KH entstehen knapp 16 mg/l CO2.

Genau das ist doch der gewünschte Effekt. pH geht wegs CO2 runter also ist doch CO2 und nicht nur H2CO3 vorhanden? Die KH wird vom Stein geliefert.
Ich lese auch überall daß überschüssiges CO2 per Belüftung ausgetrieben werden soll.
Dazu schreibt Krause:

Das (mit schwach saurem Kationentauscher)behandelte Wasser enthält keine starken Saüren, sondern nur Kohlensäure, die durch Belüftungals Kohlendioxid leicht ausgetrieben wird

Belüftung ist ja vorhanden, also was steht dem CO2 im Wege? Das Vorhandensein von weiteren Karbonaten die das CO2 sofort wieder beschäftigen? Aber dann dürfte doch der pH wert nicht in den Keller rutschen.

Ich schätze ich muß noch ein wenig mehr lesen...

Gruß, helmut

 

[Wuestenrose]

Hallo Helmut…

Wenn Du den Kalkbach nachstellen willst, wäre mein Vorschlag, dem Tauscher einen Kalkreaktor nachzuschalten, den Du nicht mit Muschelbruch, sondern Bruch aus Steinen vom Bach füllst.

Grüße
Robert

 

[moskal]

Hallo Robert,

so in etwa sieht mein momentaner Versuchsaufbau aus, nach dem Tauscher kommen Steine aus dem Bach.
Um das Ganze besser zu verinnerlichen und wirklich zu verstehen was du geschrieben hast werde ich jetzt noch ein wenig Basislektüre heranziehen. Mir ist z.B. der wechsel von H2CO3 nach CO2 alles andere als klar. Wobei ja H2CO3 alles für H2O und CO2 in der Formel parat hat. Nur ist es als Kohlensäure für Pflanzen nicht verfügbar?

Momentan ist der pH-test magenta. Könnte denke ich daran liegen daß sich die Sache selbst erhitzt oder daß ich den Tauscher vor Inbetriebnahme nicht genügend gespült habe und nun Salzsäure zulangt. Ohne es zu wissen kann ich mir nur schwer vorstellen, daß sich mit CO2 der pH-wert ins bodenlose stürzen lässt.
Ich mach jetzt erst mal großzügig Wasserwechsel.

Gruß, helmut

Edit: ich les grad daß pH 4 der Wert wäre der sich einstellt wenn einer Kohlendioxid/Wassermischung kein Hydrogencarbonat gegenübersteht. Das passt jetzt wieder überhauptnicht zu meinen CO2 gedüngten KH 0 Behältern. Ich werde mit Durchflussrate und Steinmenge noch ein wenig experimentieren.

 

[Fino]

Hallo Helmut,

Nur sagen mir die Zahlen bei KH 0 in Bezug auf CO2 leider gar nichts

In meinem Fall bringt die ganze Formel so und so nichts, da 0/2,8 großer Quatsch wäre.

Dein Fehler ist die Annahme einer KH 0; bei Anwesenheit von CO2 gilt immer KH > 0.

(KH/2,8)*10hoch(7,91-pH) kann doch mit dem logarithmus pH der von einer Konstante subtrahiert wird keinen Sinn ergeben?

Die Formel leitet sich aus dem Massenwirkungsgesetz ab, das ist eine chemische Gesetzmäßigkeit, der man ruhig vertrauen kann.

Aber CO2 ist trotzdem drinnen. Nur wie messe ich das?

Mit einem CO2-Tropfentest z.B. von Tetra.

Viele Grüße
Klaus

 

[moskal]

Hallo,

@Klaus
langsam lichtet es sich bei mir, danke

Dein Fehler ist die Annahme einer KH 0; bei Anwesenheit von CO2 gilt immer KH > 0.

und hier wird es wieder dunkel. Ich habe Behälter mit Osmose pur in die ich CO2 einleite. Da wird noch eine winzige Restmenge KH vorhanden sein aber wenn das Wasser nachdräglich noch durch einen Ionentausche geschickt wird und wirklich keine KH mehr vorhanden ist, wäre dann CO2 einleiten sinnlos?

Mit einem CO2-Tropfentest z.B. von Tetra.

die hatte ich gar nicht auf dem Schirm oder besser gesagt, ich dachte daß sie auch auf dem KH pH Prinzip beruhen.


Mittlerweile klappt es per Durchflußregulierung, daß der pH-wert nicht auf 4 stürzt und ganz knapp über 6 bleibt. Die Leitfähigkeit ist bei 34 µS/cm was schon mal 20µS/cm oberhalb des verwendetem Wassers ist. Allerdings sagt das auch, das Ca/Mg vor allem an Hydrogencarbonat gebunden vorliegt und getauscht wird.
Jetzt müsste die Leitfähigkeit langsam aber stetig steigen weil durch Abbau der Steine immer mehr ins Wasser gelangt das nicht getauscht wird. Gestern waren es noch 28µS/cm. Ich bin gespannt.

Noch 2 Tage und es wird bepflanzt.

Gruß, helmut

 

[Plantamaniac]

Hallo Helmut, ich schick Dir grad mal ein Video per PN, dass das Thema streift...
Vielleicht kannst Du da irgendwas rausziehen?
Möchte jetzt keine Diskussion darüber auslösen...
Chiao Moni

 

[Fino]

Hallo Helmut,

und hier wird es wieder dunkel. Ich habe Behälter mit Osmose pur in die ich CO2 einleite. Da wird noch eine winzige Restmenge KH vorhanden sein aber wenn das Wasser nachdräglich noch durch einen Ionentausche geschickt wird und wirklich keine KH mehr vorhanden ist

Wirklich keine KH im Sinne von KH=0 wird auch dieses Wasser nicht haben. KH=0 ist nur bei CO2=0 möglich.

die hatte ich gar nicht auf dem Schirm oder besser gesagt, ich dachte daß sie auch auf dem KH pH Prinzip beruhen.

Ich weiß zwar nicht, was du mit dem "KH pH Prinzip" meinst, mit dem CO2-Tröpfentest kannst du jedenfalls das vorhandene CO2 messen.

Mittlerweile klappt es per Durchflußregulierung, daß der pH-wert nicht auf 4 stürzt und ganz knapp über 6 bleibt. Die Leitfähigkeit ist bei 34 µS/cm was schon mal 20µS/cm oberhalb des verwendetem Wassers ist. Allerdings sagt das auch, das Ca/Mg vor allem an Hydrogencarbonat gebunden vorliegt und getauscht wird.

Die gestiegene Leitfähigkeit kann aber auch einfach an den eingebrachten Resten aus der Regenerierung liegen.

Jetzt müsste die Leitfähigkeit langsam aber stetig steigen weil durch Abbau der Steine immer mehr ins Wasser gelangt das nicht getauscht wird. Gestern waren es noch 28µS/cm. Ich bin gespannt.

Schwer zu sagen, welche Stoffe außer Kalk gelöst werden, die dann die Leitfähigkeit erhöhen könnten. Kenn mich bzgl. der sonstigen Inhaltsstoffe dieser Steine nicht aus. Vermute mal, dass das eher wenig ist. Aber nur eine Vermutung.

Viele Grüße
Klaus

 

[moskal]

Hallo Klaus,

Wirklich keine KH im Sinne von KH=0 wird auch dieses Wasser nicht haben. KH=0 ist nur bei CO2=0 möglich.

Ich weiß zwar nicht, was du mit dem "KH pH Prinzip" meinst, mit dem CO2-Tröpfentest kannst du jedenfalls das vorhandene CO2 messen.

Dann könnte der CO2 Test wenn der genaue pH-wert bekannt ist zum messen kleinster mengen KH verwendet werden?

Die gestiegene Leitfähigkeit kann aber auch einfach an den eingebrachten Resten aus der Regenerierung liegen.

das ist eine meiner ersten Vermutungen gewesen als ich den magentafarbenen pH-test gesehen habe: Salzsäure vom regenerieren ist noch da.
Momentan beschäftigt mich was anderes(ich habe das mal aus einem anderen Thema rauskopiert):

Hallo Robert,

Wuestenrose hat geschrieben:
Nachdem ein Taschenlampentest vorhin immer noch Krümel im Wasser aufzeigte, wollte ich diesen mit CO2 zu Leibe rücken. Original verpackten CO2-Atomizer ausgepackt und zusammen mit meinem Leitfähigkeitsmeßgerät in ein Wasserglas mit demin. Wasser verfrachtet – man ist ja inzwischen vorsichtig geworden… Nach 20 Minuten ist die Leitfähigkeit dort von 2 auf über 40 µS/cm gestiegen :shock: . Der Atomizer gibt irgendwas ab, was die Leitfähigkeit erhöht :doof: !


Der Anstieg lässt sich durch die eingebrachte Kohlensäure erklären. Je nach eingebrachte CO2-Menge geht das auch noch höher. Ich würde den Atomizer eher für "unschuldig" halten :wink: .

Viele Grüße
Klaus

Hat mich auf den ersten Blick verwundert aber auf den zweiten Blick gibt es ja auch die Kohlenfadenlampe, bei der ja Kohlenfaden auch leitet. Also sollte das CO2/HCO3 auch die Leitfähigkeit in die Höhe treiben.
Das wiederum würde bedeuten, daß pH magenta am Anfang bei größerer Durchflussrate auf Salzsäure zurückzuführen wäre und nichts mit CO2 zu tun hatte und jetz die Salzsäure verbraucht ist und das CO2 leitet? Ansonsten müsste ja die Leitfähigkeit anfangs mit mehr CO2 bedeutend höher gewesen sein müssen? Jetzt kann ich mir allerdings vom weichwasserfischzüchten her nur schwer vorstellen, daß eine Zugabe von Salzsäure die die Leitfähigkeit um nur 20µS/cm erhöht den pH wert von um 6,5 auf magenta knüppelt.
Lässt sich in dem Fall per Leitfähigkeit der CO2-Gehalt grob ermitteln?
Mir scheint daß mir die relevanten dimensionen nicht klar sind.

Gruß, helmut

 

[omega]

Hi,

Hat mich auf den ersten Blick verwundert aber auf den zweiten Blick gibt es ja auch die Kohlenfadenlampe, bei der ja Kohlenfaden auch leitet. Also sollte das CO2/HCO3 auch die Leitfähigkeit in die Höhe treiben.

Mann, Helmut, mir dreht's grad mächtig die Zehennägel auf. Man kann doch keinen Kohlenfaden mit in Wasser gelöstem CO2 vergleichen. Würden alle solchen Unfug denken, wäre die Menscheit wohl schon längst ausgestorben.

CO₂ in Wasser gelöst reagiert zu 0,1% zur Kohlensäure H₂CO₃ und diese dissoziiert zu H⁺ und HCO₃^- und weiter zu 2H⁺ und CO₃^2-.
Dissoziierte Säuren erhöhen mächtig die el. Leitfähigkeit. Da braucht es keinen aus dem Stein gelösten Kalk.

Siehe z.B. https://chemiezauber.de/inhalt/basic-3-kl-9/rund-um-die-kohlensaeure/dissoziation-der-kohlensaeure.html

Grüße, Markus

 

[moskal]

Mann, Helmut, mir dreht's grad mächtig die Zehennägel auf. Man kann doch keinen Kohlenfaden mit in Wasser gelöstem CO2 vergleichen. Würden alle solchen Unfug denken, wäre die Menscheit wohl schon längst ausgestorben.

ja, oh du großer Sprung nach vorne. Gibts wieder viel zu trinken allein zuhause?