Opas Aquarium

[nik]

Hallo Ben,

ich weiß, ich bin dir lästig und du kommunizierst nicht mit mir. Man sollte aber nicht die Tür hinter sich zuwerfen. Letztes mal war es mir einfach zu mühsam. Jetzt wo ich das wieder vor Augen habe ...

lass Dir auch hinsichtlich „De-Nitrifikation und KH“ keinen Unsinn einreden.

Bei der De-Nitrifikation wird pro Mol NO3-N ein Mol an Protonen (H+) verbraucht. Bzw. werden dabei pro mg/l abgebautem NO3-N rund 0,07 mmol/l an SBV gewonnen.

Oder nochmal anders gesagt: Kann durch De-Nitrifikation, zumindest theoretisch, rund die Hälfte der Alkalinität (bzw. SBV) zurückgewonnen werden, die bei der Nitrifikation zuvor verbraucht wurde (sofern man das sich dabei bildende CO2 nicht berücksichtigt).

Würde aber logischerweise noch weniger auffallen, wie das zuvor bei der Nitrifikation verbrauchte SBV.

Ich muss mir zwar einen Wolf formatieren, aber bei der Denitrifikation durch heterotrophe Mikroorganismen wird eine organische Kohlenstoffquelle benötigt, die ebenfalls als Wasserstoffdonator dient und das wird dann wie folgt dargestellt:

5C_n(H₂O)_n + 4nNO₃^- -> 2nN₂ + 4nHCO₃^- + nCO₂ + 3nH₂O

Daraus lässt sich sowohl der Verbrauch an Protonen ablesen als auch die Bildung von einem Mol Hydrogencarbonat (HCO3-) je Mol Nitrationen (NO3-). Deine Ausführungen im Quote sind einfach nicht richtig.

Wie die Denitrifikation durch autotrophe MO praktisch gehen soll, wirst du, Ben, vermutlich (wieder?) nicht preisgeben. So langsam bekomme ich schon an deiner Theorie Zweifel. Autotrophe Denitrifikation ist ein schmales Brett und falls du dich doch äußerst, dann wüsste ich aus gegebenem Anlass ausnahmsweise namentlich welche Bakterien den Job verrichten sollen. Das sind so schon wenige und von denen sind die meisten auf oxidierbare Schwefelverbindungen angewiesen. Von alleine läuft da nichts.

Gruß, Nik

 

[kurt]

Hallo zusammen,

Bei der Denitrifikation entsteht für jedes veratmete Nitrat-Ion ein Hydrogencarbonat-Ion (HCO3).

Steht glaube ich auch so im Analytik-Kurs von Gerd Kassebeer.
Habe ja jetzt eine stabile KH ohne was zu tun, vorher hatte ich immer KH-Senkung und musste gegensteuern.
Was hat sich da geändert, grübel , grübel… Denitrifikation wo…muss ich jetzt wieder büffeln?

@ Ben,
Nitrat:
Ist ein Versuch gewesen um den Nitratgehalt zu senken, Anregung Diskusjahrbuch 1991
In meinem/diesem Thread Seite 2 ist die Technik als Bild zu sehen ( 1.u. 2 = Denitrifikationsanlage, außer Betrieb).
Auf Seite 1 Links unter den Lampen (Rückwand) ist ein kleiner V A-Kasten, da wurde das Wasser über Bypass eingegeben.
Der Leitungsüberdruck durch verengten Filterumwälzungsauslauf reichte zur Anhebung über die Wassersäule zum Kasten.
Der Wasserspiegel/Einlauf im Kasten muss ja für die Zirkulation immer etwas höher sein als der Nitratfilterauslauf.
Durchflussgeschwindigkeit war Tropfenweise eingestellt, sonst hätte ich nicht den nötigen niedrigen O2- Gehalt erreicht.
NO2- Bläschen auf der Wasseroberfläche dienten als Orientierungspunkt.
Sulfatreduktion selber war nicht vorgesehen, ergab sich aus Einstellungsproblemen…

Betreffend das nach faulen Eiern stinkende Becken:
Bist Du so nett und schreibst zu diesem Becken noch etwas - ob Pflanzenbecken oder eher typisches Fischbecken, welcher Bodengrund und wie lange das gelaufen ist?
Habe selber auch schon einige Becken ausgeräumt. Eines, das wirklich nach faulen Eiern gestunken hat, war da aber noch nie dabei.

Ist bei mir als Neuling gewesen, aber das ist zu lange her als das ich es noch genau zusammenbringe, war aber Kiesboden der dann gewaschen und wiederbenutzt wurde.
Die letzte Bekanntschaft war vor ca.1Jahr(eine Aquarienvereinsanlage),das Becken war schonausgeräumt(Fische/Pflanzen).
Betreibung, Sand, viel Fisch ,wenig Pflanzen, nach der Laufzeit habe ich nicht gefragt.
Da wurde der Bodengrund gesäubert (Schlauch mit Mulmglocke)auch richtig durchgerührt und ab in den Bodenabfluss.
Auf den Geruch angesprochen (Duftwolken) wurde mir gesagt das das nichts ungewöhnliches sei, ich sollte mal kommen wenn sie den Bodengrund eines Meerwasserbeckens reinigen, war wohl eine Andeutung das es da noch schlimmer kommt.

Mein Vorname ist nicht Bernd. „Ben“ ist allerdings auch nicht der richtige (ist ein Spitzname)

Sorry… Verschreiber, da habe ich nicht aufgepasst… :roll:

 

[Fino]

Hallo Kurt,

Habe ja jetzt eine stabile KH ohne was zu tun, vorher hatte ich immer KH-Senkung und musste gegensteuern.
Was hat sich da geändert, grübel , grübel… Denitrifikation wo…muss ich jetzt wieder büffeln?

Nur als Erklärungsansatz: Im Altwasserbecken gibt es ja neben der KH noch andere Puffer (schau mal bei den Beiträgen von G. Kassebeer, nichts Großes zum Büffeln ). Was als KH ertröpfelt wird, ist also die Summe aus KH und anderen Puffern. Also gut möglich, dass deine KH gar nicht so stabil ist. Aber wie gesagt nur ein Erklärungsansatz. Vielleicht ist sie auch tatsächlich stabil. Musste mal messen durch Bestimmung der KH aus pH und CO2 (auch irgendwo bei G. Kassebeer beschrieben).

@Ben
Wegen Denitrifikation: Das mit den ähnlichen Diffusionsgeschwindigkeiten klingt plausibel. Gleichwohl könnte ich mir vorstellen, dass es im Boden (in den tieferen Zonen) partiell stark verdichtete Zonen gibt, wo dann nichts (weder Sauerstoff noch Nitrat) nachdiffundiert. Wenn jetzt der Sauerstoff durch die Nitrifikanten verbraucht ist, müsste es dann unter diesen Bedingungen zur Denitrifikation kommen können?

@Nik
Interessante Gleichung, sehr schön. Hast du (zufällig) auch die Gleichung, die den eigentlichen Denitrifikationsprozess beschreibt (auch die Oxidation von H(+)-Ionen zu Wasser), quasi die Vorstufe dieser Reaktionsgleichung?

Viele Grüße
Klaus

 

[Fino]

Hallo Nik,

Hast du (zufällig) auch die Gleichung, die den eigentlichen Denitrifikationsprozess beschreibt (auch die Oxidation von H(+)-Ionen zu Wasser), quasi die Vorstufe dieser Reaktionsgleichung?

Vielleicht habe ich mich da ein wenig unklar und schief ausgedrückt. Was ich mit der Vorstufe der Reaktionsgleichung meine ist eine Gleichung, aus der sich (als Bestandteil des Denitrifikationsprozess) auch ergibt, wie der zuvor gebundene Sauerstoff mit H(+)-Ionen zu Wasser reagiert.

Viele Grüße
Klaus

 

[kurt]

Hallo Klaus,

Was als KH ertröpfelt wird, ist also die Summe aus KH und anderen Puffern. Also gut möglich, dass deine KH gar nicht so stabil ist. Aber wie gesagt nur ein Erklärungsansatz.

sind Humine gemeint?
Meine Leitfähigkeit bleibt doch gleich, beim KH- Abbau ist sie ja immer gesunken.
Huminstoffe werden da doch mit erfasst, oder?

 

[nik]

Hallo Klaus,

mein Freund! Als Teammember befleißige ich mich einer gewissen Distanz. Zu einem erheblichen Anteil bin ich aber durchaus mit Eigennutz als User zugange und gehe als solcher mit anderen um. Freundlich wie ich bin, hat jeder einen durchaus tüchtigen Bonus. Die meisten brauchen den gar nicht, über deine "sachliche Art" habe ich mich genug geärgert, du hast deinen Spaß gehabt, aber deinen Bonus aufgebraucht. Das bedeutet nichts, es steht dir weiterhin frei mit mir umzugehen wie du willst, aber wundere dich dann nicht, wenn ich als User dich dann einfach sein lasse. Das muss jeder für sich entscheiden, das ist eine Klarstellung, da gibt es nichts zu diskutieren.

Hallo Nik,

Hast du (zufällig) auch die Gleichung, die den eigentlichen Denitrifikationsprozess beschreibt (auch die Oxidation von H(+)-Ionen zu Wasser), quasi die Vorstufe dieser Reaktionsgleichung?

Vielleicht habe ich mich da ein wenig unklar und schief ausgedrückt. Was ich mit der Vorstufe der Reaktionsgleichung meine ist eine Gleichung, aus der sich (als Bestandteil des Denitrifikationsprozess) auch ergibt, wie der zuvor gebundene Sauerstoff mit H(+)-Ionen zu Wasser reagiert.

Viele Grüße
Klaus

Das war zuerst wirklich unklar, jetzt lässt sich das in 2 Minuten ergooglen.
Wie sich das mit den Protonen verhält, geht aus der Gleichung auf dieser Seite hervor:
http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/De ... ation.html
da steht:

2NO 3 - + 2 H + => N 2 + 5 [O] + H 2 O

aufgedröselt mit resultierenden Elektronen findet sich das in Wikipedia Denitrifikation: http://de.wikipedia.org/wiki/Denitrifikation.
Außerdem sollte man sich vergegenwärtigen, dass bei der Denitrifikation kein Wasser gespalten wird, d.h. Protonen H+ aus der Dissoziation von H2O in H+ und OH- stammen.

Gruß, Nik

 

[Fino]

Hallo Kurt,

sind Humine gemeint?
Meine Leitfähigkeit bleibt doch gleich, beim KH- Abbau ist sie ja immer gesunken.
Huminstoffe werden da doch mit erfasst, oder?

Ja, ich meinte Humine bzw. Humat. Wenn die im Spiel sind (Altwasserbecken), weiß man ja so oder so nicht, wie die KH ist. Dann müsste man die KH, wie von Gerd K. beschrieben, aus pH und CO2 bestimmen. Mit dem KH-Tropfentest sind zur Entwicklung der KH dann keine Aussagen möglich.

@Nik

Die meisten brauchen den gar nicht, über deine "sachliche Art" habe ich mich genug geärgert, du hast deinen Spaß gehabt, aber deinen Bonus aufgebraucht.

Hm, mir geht es eigentlich tatsächlich immer nur um die Sache, weil mich die Dinge interessieren und da frage ich halt gerne nach. Mach ich bei anderen auch so (siehe meine obige Frage an Ben). Ich hätte umgekehrt kein Problem damit, wenn meine Ausführungen kritisch hinterfragt würden. Die nächsten 2 Wochen hast du aber Ruhe, da ich ab morgen im Urlaub bin .

Das war zuerst wirklich unklar, jetzt lässt sich das in 2 Minuten ergooglen.
Wie sich das mit den Protonen verhält, geht aus der Gleichung auf dieser Seite hervor:
http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/De ... ation.html
da steht:

2NO 3 - + 2 H + => N 2 + 5 [O] + H 2 O

aufgedröselt mit resultierenden Elektronen findet sich das in Wikipedia Denitrifikation: http://de.wikipedia.org/wiki/Denitrifikation.

Was mir noch fehlt, ist das Bindeglied von dieser Gleichung zu der von G. Kassebeer. Wahrscheinlich ist es nicht schwer, nur habe ich gerade wenig Zeit (Urlaubsvorbereitungen). Falls du da auf die Schnelle nichts hast, kein Problem ...

Außerdem sollte man sich vergegenwärtigen, dass bei der Denitrifikation kein Wasser gespalten wird,

Das hat doch keiner behauptet und wird auch wohl keiner behaupten.

d.h. Protonen H+ aus der Dissoziation von H2O in H+ und OH- stammen.

Naja, die Protonen sind ja nicht angestrichen ... und die Eigendissoziation von Wasser ist ja bekanntlich gering.

Viele Grüße
Klaus

 

[Ben G.]

Hallo Klaus,

wo weder Sauerstoff noch Nitrat ist, gibt es es auch nichts zum „nitrifizieren“.

Was das Thema „De-Nitrifikation und KH“ und auch diese alberne Gleichung betrifft, noch ein letzter Erklärungsversuch:

Tatsächlich läuft die bakterielle De-Nitrifikation ja in mehreren Teil-Schritten ab – in vier, um genau zu sein. Nachfolgend wollen wir das, was dabei passiert, jetzt aber einfach mal in einer Gleichung zusammenfassen, die wir Schritt für Schritt sozusagen gemeinsam erstellen.

Das Wesentliche bei der De-Nitrifikation ist, dass der Stickstoff im Nitrat zu elementarem Stickstoff (-Gas) reduziert wird. Bedeutet, dass dabei die Oxidationszahl (Wertigkeit) von +5 (im Nitrat) zu 0 (im molekularem Stickstoff-Molekül) reduziert wird. Der Kohlenstoff (aus der Kohlenstoff-Quelle) wird dagegen von C zu CO2 oxidiert, also von 0 auf +4 oxidiert.

Die Ausgangssituation ist, dass Stickstoff von NO3- zu N2 reduziert wird:

= 2 NO3- => N2 (das "=>" ist deshalb, weil das so noch keine Gleichung ist).

Als nächstes berücksichtigen wir die Oxidationszahlen (+5 und 0) und gleichen die Differenz mittels Elektronen aus. Um beim elementarem Stickstoff auf die Oxidationszahl 0 zu kommen, brauchen wir 5 Elektronen. Da wir im Nitrat „2 Stickstoffe“ haben, brauchen wir 10 Elektronen.

= 2 NO3- + 10 e- => N2

Außerdem wird C zu CO2 oxidiert = C => CO2

Dann müssen wir auch noch die Oxidations-Stufen beim Kohlenstoff berücksichtigen (0 und +4)

= C => CO2 + 4 e-

Somit haben wir folgende Teil-Gleichungen:

Red: 2 NO3- + 10 e- => N2
Ox: C => CO2 + 4 e-

Jetzt müssen wir die beiden Teil-Gleichungen noch mit einem Faktor multiplizieren, damit die Elektronen-Anzahl in beiden Teil-Gleichungen gleich ist. Das KGV von 4 und 10 ist 20, also muss die obere mit 2 und die untere mit 5 multipliziert werden:

Red: 4 NO3- + 20 e- => 2 N2
Ox: 5 C => 5 CO2 + 20 e-

Jetzt haben wir in beiden Teil-Gleichungen gleich viele Elektronen. Nun können wir die beiden Teil-Gleichungen zusammenfassen und die Elektronen raus kürzen:

= Redox: 5 C + 4 NO3- => 5 CO2 + 2 N2

Wollen wir eine vollständige Gleichung daraus machen, müssen wir noch die anderen beteiligten Elemente und Ladungen ausgleichen. Links haben wir 4 NO3-, also 4 negative Ladungen. Weil die rechte Seite elektrisch neutral ist, geben wir zum Ausgleich der Ladungen mal 4 H+ dazu.

Somit erhalten wir = 5C + 4 NO3- + 4 H+ => 5 CO2 + 2 N2

Links haben wir jetzt 4 x 3 = 12 „Sauerstoffe“ und 4 „Wasserstoffe“ und rechts 5 x 2 = 10 Sauerstoffe und keine Wasserstoffe.

Deshalb müssen wir rechts noch 2 Sauerstoffe und 4 Wasserstoffe unterbringen. Wie löst man (und auch die „Natur“) das am einfachsten, bzw. am „natürlichsten“? In dem man das einfach zu 2 H2O "zusammenzufügt":

= 5 C + 4 NO3- + 4 H+ -> 5 CO2 + 2 N2 + 2 H2O

Fertig!

Falls sich tatsächlich jemand für Nitrat-Filter mit autotrophem System interessiert, so gibt’s die z. B. hier: http://www.aquacare.de/1meer/d1meer.htm Auf dieser Seite links dann einfach auf "Filter" klicken.

Grüße
Ben

PS: Noch mehr mag ich zu diesem Thema jetzt aber wirklich nicht mehr schreiben. Wer das jetzt immer noch nicht versteht, sollte es einfach gut sein lassen und sich mit etwas anderem beschäftigen.

 

[Jan S.]

Hallo.
@Ben
Vielen Dank für die detaillierte Erklärung.
Das der Wissende nun ausgequetscht wird wie die Zitrone, hast Du aber bestimmt geahnt.
Kostet Dich Zeit und Nerven, aber uns wird u.U. geholfen...
Zur evtl. geplanten Website :
Ich weiß nicht genau, was Dir vorschwebt.Da Du aber den Bezug zu Robert`s Seit erwähnst :
Beleuchtung ist ein " griffiges" Thema .Damit müssen sich fast alle Aquarianer beschäftigen.
Sei es nun , um " Fisch " ins bessere Licht zu rücken oder Pflanzen besser wachsen zu lassen.
Robert hat die Seite gut aufgebaut, Dir fällt die Vermittlung von Tatsachen auch sehr leicht !
Verständlich erklärt, wenn denn der Gegenüber zur Aufnahme bereit/ geeignet ist.
Du mußt evtl. damit rechnen, daß sich nur ein Bruchteil der Aquarianer mit solchen Themen auseinandersetzt.
Wen interessiert bei einem funktionierndem Becken irgendeine Bakterie ?
@ Nik
Auf dem Foto siehst Du die Cree XR-E Q5 weiß, im Trockenbetrieb ansehnliches Licht.
Ich hab noch nichts fertig, da zensiert noch das Auge.
Die Q5 war fertig gelötet, Probelauf mit etwa 20 Personen. Geil, hell,blabla- über dem Aquarium kam die Ernüchterung.
Sie kann in keinster Weise Nuancen darstellen.War enttäuscht!
Das Licht ist neutralweiß, habe das über den " Blyxaberg" gehängt ( Foto oben), eine 865 kann das besser.
Sobald ich Zeit finde, mache ich Foto`s davon.Ich folge mal der Empfehlung von Robert.
Die Led`s nebeneinander auf weißem Hintergrund, dann hat mann schon mal einen Eindruck...
Die 2. Charge waren Nichia NS6W183 White, das gefiel mir schon viel besser !
Werde ich dann mit Fotos dokumentieren, subjektive Eindrücke sind zweifelhaft...
Gruß Jan

 

[kurt]

Hallo zusammen,

@ Ben, vielen Dank auch von meiner Seite, (schwere Kost, aber gut erklärt). :top:

Hallo Kurt,

sind Humine gemeint?
Meine Leitfähigkeit bleibt doch gleich, beim KH- Abbau ist sie ja immer gesunken.
Huminstoffe werden da doch mit erfasst, oder?

Ja, ich meinte Humine bzw. Humat. Wenn die im Spiel sind (Altwasserbecken), weiß man ja so oder so nicht, wie die KH ist. Dann müsste man die KH, wie von Gerd K. beschrieben, aus pH und CO2 bestimmen. Mit dem KH-Tropfentest sind zur Entwicklung der KH dann keine Aussagen möglich.

mal nachgehakt zu KH/ Huminstoffe…
normal färbt sich das Wasser (Gelbstich), wenn das Wasser aber kristallklar bleibt?
Wäre das Messen des KH- Wertes mit KH- Tropfentest dann genau genug für die Aquaristik bezüglich der Humine.
Ist ein Ausschlussverfahren anwendbar, Sichtkontrolle (Wasser)möglich um die zusätzlichen Messungen unnötig zu machen.

Wen interessiert bei einem funktionierndem Becken irgendeine Bakterie ?

@ Jan,
hmm… Wissen - Erkennen von zusammenhängen,
z.B.Details erkennen beim Wandern mit einem guten Fernglas ist auch eine andere Welt (macht aber Spaß),
um es zu verstehen(oder auch nicht...) muss man es machen, erklären nützt da nichts.

 

[Ben G.]

Hallo Jan, hallo Kurt,

diese Info-Seite wird sich natürlich nicht nur auf Bakterien beschränken. Gibt da ja noch so einiges, was es verdient hätte, besser (oder überhaupt mal richtig) erklärt zu werden.

Die erwähnten Huminstoffe sind z. B. auch so ein Thema.

Das ist ein weiter Überbegriff für alles, was den Weg der Humifizierung geht. Je nachdem, wie weit das bereits fortgeschritten ist, kann man das dann nochmal grob unterteilen. Meistens wird das alles aber nur sehr grob in Fulvo-Säuren, Humin-Säuren und Humine unterteilt.

Etwas genauer ist z. B. in Fulvo-Säuren (gelb bis gelbrot), Hymatornelan-Säuren (braun), Braun-Humin-Säuren (tiefbraun), Grau-Humin-Säuren (grauschwarz) und Humine (schwarz).

Was noch wasserlöslich ist, darin auch sicher gelöst bleibt und dieses gelblich einfärbt, sind immer Fulvo-Säuren. Alles andere, was sozusagen auf dem Weg der Humifizierung bereits weiter fortgeschritten ist, ist nicht mehr wasserlöslich.

Bereits die Hymatornelan-Säuren (welche den Übergang zu den Huminsäuren darstellen) sind schon nicht mehr wasserlöslich. Sozusagen bereits vorhandene, die sich im Wasser aus Fulvo-Säuren gebildet haben, bleiben bis zu einem bestimmten Stadium aber noch gelöst.

Spätestens als Humin-Säuren fallen sie dann allerdings aus. Fallen in kurzer Zeit relativ viel Humin-Säuren aus, kann sich auf Pflanzen und Gegenständen ein deutlich sichtbarer, brauner Niederschlag bilden.

Die Humine (sozusagen das Endprodukt) sind selbst in heißer Natronlauge nur noch zum Teil löslich. Das ist dann alles fester Bestandteil des Bodens, aber halt nicht mehr im Wasser selber gelöst.

Die Fulvo-Säuren (inkl. max. daraus entstandener Hymatornelan-Säuren), färben einmal das Wasser gelblich bis bräunlich ein (je nachdem, wie viel wovon), säuern etwas an, erhöhen den CSB-Wert und haben Komplex-bildende Eigenschaften.

Was z. B. Fische betrifft, kommt es darauf an, wie viel davon im Wasser ist. Bis zu einem gewissen Punkt, wirkt die daraus resultierende Stressabwehr noch positiv, darüber dann aber negativ.

Zuviel davon führt u. a. zu Minderwuchs der Fische (weil die Stressabwehr-Reaktionen dann einen Großteil der Stoffwechsel-Energie erfordern) und kann bis zu Fruchtschädigungen (bei befruchteten Eiern) gehen.

Die Huminsäuren (bereits an anorganische Bestandteile im Boden gebunden) haben z. B. eine hohe Kationenaustausch-Kapazität und reduzieren die KH und den PH in einem gewissen Rahmen.

„Humate“ sind die Salze der Humin-Säuren. Hier sind die austauschbaren Protonen bereits ganz (oder zumindest teilweise) durch Kationen ersetzt – wenn z. B. durch Calcium, sind das dann „Calcium-Humate“.

Humine sind dagegen chemisch bereits ziemlich inaktiv und machen eigentlich nichts mehr – außer (im Boden) vorhanden zu sein.

Grüße
Ben

 

[Fino]

Hallo Ben,

Das Wesentliche bei der De-Nitrifikation ist, dass der Stickstoff im Nitrat zu elementarem Stickstoff (-Gas) reduziert wird. Bedeutet, dass dabei die Oxidationszahl (Wertigkeit) von +5 (im Nitrat) zu 0 (im molekularem Stickstoff-Molekül) reduziert wird. Der Kohlenstoff (aus der Kohlenstoff-Quelle) wird dagegen von C zu CO2 oxidiert, also von 0 auf +4 oxidiert.

Die Ausgangssituation ist, dass Stickstoff von NO3- zu N2 reduziert wird:

= 2 NO3- => N2 (das "=>" ist deshalb, weil das so noch keine Gleichung ist).

Als nächstes berücksichtigen wir die Oxidationszahlen (+5 und 0) und gleichen die Differenz mittels Elektronen aus. Um beim elementarem Stickstoff auf die Oxidationszahl 0 zu kommen, brauchen wir 5 Elektronen. Da wir im Nitrat „2 Stickstoffe“ haben, brauchen wir 10 Elektronen.

= 2 NO3- + 10 e- => N2

Außerdem wird C zu CO2 oxidiert = C => CO2

Dann müssen wir auch noch die Oxidations-Stufen beim Kohlenstoff berücksichtigen (0 und +4)

= C => CO2 + 4 e-

Somit haben wir folgende Teil-Gleichungen:

Red: 2 NO3- + 10 e- => N2
Ox: C => CO2 + 4 e-

Jetzt müssen wir die beiden Teil-Gleichungen noch mit einem Faktor multiplizieren, damit die Elektronen-Anzahl in beiden Teil-Gleichungen gleich ist. Das KGV von 4 und 10 ist 20, also muss die obere mit 2 und die untere mit 5 multipliziert werden:

Red: 4 NO3- + 20 e- => 2 N2
Ox: 5 C => 5 CO2 + 20 e-

Jetzt haben wir in beiden Teil-Gleichungen gleich viele Elektronen. Nun können wir die beiden Teil-Gleichungen zusammenfassen und die Elektronen raus kürzen:

= Redox: 5 C + 4 NO3- => 5 CO2 + 2 N2

Wollen wir eine vollständige Gleichung daraus machen, müssen wir noch die anderen beteiligten Elemente und Ladungen ausgleichen. Links haben wir 4 NO3-, also 4 negative Ladungen. Weil die rechte Seite elektrisch neutral ist, geben wir zum Ausgleich der Ladungen mal 4 H+ dazu.

Somit erhalten wir = 5C + 4 NO3- + 4 H+ => 5 CO2 + 2 N2

Links haben wir jetzt 4 x 3 = 12 „Sauerstoffe“ und 4 „Wasserstoffe“ und rechts 5 x 2 = 10 Sauerstoffe und keine Wasserstoffe.

Deshalb müssen wir rechts noch 2 Sauerstoffe und 4 Wasserstoffe unterbringen. Wie löst man (und auch die „Natur“) das am einfachsten, bzw. am „natürlichsten“? In dem man das einfach zu 2 H2O "zusammenzufügt":

= 5 C + 4 NO3- + 4 H+ -> 5 CO2 + 2 N2 + 2 H2O

Fertig!

auch von mir vielen Dank für die ausführliche Darstellung der De-Nitrifikation. Deine ausführliche Darstellung war für mich sehr erhellend (Aha-Effekt). Erhellend deswegen, weil mir überhaupt nicht bewusst war, dass das Ganze Redoxgleichungen folgt, wie sie mir auch während meiner Schulzeit (die allerdings schon ein wenig zurückliegt) begegnet sind, mit denen man das Ganze als Summenformel beschreiben kann.

Wenn ich es richtig verstanden habe, müsste das Ganze mit H (Wasserstoff) statt C wie folgt aussehen:

Ox: H => H+ + e-
Red: 2 NO3- + 10e- => N2

Multiplikation Ox mit Faktor 10:

Ox: 10 H => 10 H+ + 10e-
Red: 2 NO3- + 10 e- => N2

Redox: 2 NO3- + 10 H => N2 + 10 H+

Ladungsausgleich mittels H+ =>

2 NO3- + 10 H + 2 H+ => N2

Ausgleich „Sauerstoffe“ und „Wasserstoffe“ (rechts fehlen 6 Sauerstoffe und 12 Wasserstoffe) =>

2 NO3- + 10 H + 2 H+ -> N2 + 6 H2O

Müsste doch so richtig sein?

Viele Grüße
Klaus

 

[Ben G.]

Hallo Klaus,

eine chemische Reaktion, bei der ein Reaktions-Partner Elektronen auf den anderen überträgt, ist immer eine Redox-Reaktion.

Ein Stoff gibt Elektronen ab = Oxidation. Nimmt auf = Reduktion. Einer gibt welche an einen anderen ab = Redox-Reaktion.

Das, was die Bakterien dabei machen, ist, (einfach gesagt) lediglich die jeweiligen Reaktionen durch entsprechende Enzyme einzuleiten – um daraus Energie zu gewinnen.

Für das, was Bakterien jeweils genau machen (oder besser gesagt: welche Reaktionen sie jeweils einleiten), ist deshalb auch immer das „Redox-Potential“ mitentscheidend.

Die von mir erstellte Gleichung bezog sich auf die heterotrophe De-Nitrifikation. Hierbei dient eine leicht verwertbare, organisch gebundene Kohlenstoff-Quelle (z. B. Zucker, Alkohole o. Essigsäure) der Energiegewinnung – indem der enthaltene Kohlenstoff oxidiert wird (C zu CO2).

Bei der autotrophen De-Nitrifikation, gewinnen die Bakterien ihre Energie dagegen i. d. R. aus der Oxidation von Schwefel. Aus der von Wasserstoff (wenn, dann allerdings molekularer, nicht atomarer) geht zwar auch, ist aber nicht wirklich empfehlenswert.

Eine C-Quelle, für den Aufbau körpereigener Stoffe, brauchen aber natürlich auch autotrophe Bakterien. Hierfür reicht allerdings anorganisch gebundener Kohlenstoff (i. d. R. CO2), aus, welchen sie sich aus dem Wasser holen.

Die beiden Systeme haben natürlich auch jeweils ihre Vor- und Nachteile - wie eben alles im Leben.

Für etwas, das hier keiner braucht, weder im Aquarium, noch in einem „normalen“ Aquarien-Filter stattfindet, war bereits das bisher geschriebene aber schon zu viel. Noch mehr möchte ich dazu (hier) deshalb wirklich nicht mehr schreiben.

Außerdem sollten wir berücksichtigen, dass das hier das Thema von Kurt ist, wo es eigentlich um sein Aquarium geht. Wenn wir daraus eine Art Chemie- und Mathe-Stunde machen, würde er wohl bald mit uns schimpfen.

Gibt außerdem noch so vieles „rund um die Aquaristik“, was auch für „Flowgrower“ wirklich relevant ist.

Was ich z. B. auch noch nirgends gefunden habe (weder hier bei Flowgrow, noch anderswo), ist eine richtige Erklärung, was eigentlich genau passiert, wenn man Harnstoff düngt.

Dazu würde ich z. B., falls gewünscht, auch hier (oder in einem anderen Thema) noch etwas schreiben.

Gruß

PS: Für diejenigen, die das Thema „De-Nitrifikation“ wirklich interessiert, wird es auf meinen Info-Seiten auch hierzu noch genaueres geben.

 

[Tobias Coring]

Hallo Ben,

ich denke der Übersicht halber sollte man diese gezielten Fragen wirklich in eigene Themen ausgliedern. Das geht ja hier leider etwas im Thema unter und könnte sicher auch andere Leute interessieren.

Wäre sehr schön, wenn du ein anderes Thema aufmachen würdest.

 

[kurt]

Hallo zusammen,

Als Ausgleich zum Wissenserweiternden Dialog gebe ich mal ein Bild (Praxis)vom jetzigen Stand des Aquariums ein.

Die Neons vermehren sich im Becken immer noch...(seit Anfang März).
Geht das ganzjährig (durchgehend), ich hätte da mehr Jahreszeitabhängigkeit erwartet?
Gedüngt wird zur Zeit mager (gerade nachweisbar), in Bezug zur Cladophora- Bekämpfung ergibt sich so Augenscheinlich die beste Wirkung, werde das mal über einen längeren Zeitraum so Händeln.

Was ich z. B. auch noch nirgends gefunden habe (weder hier bei Flowgrow, noch anderswo), ist eine richtige Erklärung, was eigentlich genau passiert, wenn man Harnstoff düngt.

Dazu würde ich z. B., falls gewünscht, auch hier (oder in einem anderen Thema) noch etwas schreiben.

@ Ben,
Prima, also ich würde das begrüßen …
hier, am besten in einem neuen Thread, auch eigene Web-Seite von dir, dann findet man es leichter.
Web= Herausforderung /Leitmotiv ?
Bei mir ist es einfach Neugier, verstehen, lernen, HTML/Java /PHP…
bzw. Darstellung - Vermittlung über die Faszination und Vielseitigkeit der Aquaristik.
(Übungsversuch meinerseits)