Magnesiumzugabe und Ionenverschiebung

Magnesiumzugabe und Ionenverschiebung war schon öfter ein Thema im Forum und man wird oft auf die entsprechende Seite bei Korallenriff.de [1] bzw. den Javarechner von Horst Weber [7] verwiesen.

Jens Kallmeyer schreibt in [1]: ...Chlorid und Sulfat stehen etwa in einem Verhältnis von 1,7:10 zueinander

Leider schreibt er nicht genau, welches Verhältnis er meint.
Nach einiger Recherche kam ich auf ein durchschnittliches Mol-Verhältnis der Ionen Cl zu SO4 von 19,3 : 1
Daraus ergibt sich ein Gewichts-Verhältnis der Hydrate von 7,97:1 also etwa 8:1 bzw. 1:0,125

Für die Magnesiumzugabe bedeutet das nach ein wenig Dreisatz- und Stöchiometrierechnung :
Um 200 g Magnesium zu erhalten, braucht man 1516 g Magnesiumchlorid-Hexahydrat und 190 g Magnesiumsulfat-Heptahydrat.

Horst Weber kommt auf 1383 g und 340 g, Jens Kallmaier auf 1378 g und 340 g, also etwa 4:1!!

Wo liegt der Fehler ??? Habe ich falsch gerechnet ???

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Rechnungen

Magnesiumchlorid-Hexahydrat MgCl2x6H2O 
1 Mol MgCl2x6H2O enthält 2 Mol Cl
19,3 Mol Cl sind in 9,65 Mol MgCl2x6H2O enthalten
9,65 Mol MgCl2x6H2O wiegen 1962 g (9,65 mol x 203,302 g/mol)

Magnesiumsulfat-Heptahydrat MgSO4x7H2O 
1 Mol MgSO4x7H2O enthält 1 Mol Cl
1 Mol MgSO4x7H2O wiegt 246,5 g (1 mol x 246,474 g/mol)

Gewichtsverhältnis: 1962 g / 246,5 g = 7,96

Verhältnis Cl / SO4

Fritz S. (2002) Re: Elemente im seewasser!!- Hä? [2]
Chlor 19000 mg/l (entspricht 536 mmol/l)
Schwefel 901 mg/l (entspricht 28 mmol/l)

Prof. Dr. Arne Körtzinger (2001) Vorlesung "Meereschemische Analytik" WS 2001/2002 [3]
Cl 545,88 mmol/kg
SO4 28,23 mmol/kg

K. Bruland (1983) Trace Elements in Seawater. Chemical Oceanography. [4]
Cl 546 mmol/kg
S 28,2 mmol/kg

Marlin Atkinson and Craig Bingman (1999) The Composition Of Several Synthetic Seawater Mixes [5]
Cl 550 mmol/kg
SO4 28 mmol/kg

Hans A. Baensch und Helmut Debelius [6]
Cl 18880 mg/l (entspricht 532,5 mmol/l)
SO4 2712 mg/l (entspricht 28,2 mmol/l)

Molmassen (berechnet mit FreeFormular Wizard [8])
H: 1,008 g/mol
O: 15,999 g/mol
Mg: 24,305 g/mol
S: 32,064 g/mol
Cl: 35,453 g/mol
SO4: 96,062 g/mol
MgCl2x6H2O: 203,302 g/mol
MgSO4x7H2O: 246,474 g/mol

Quellen:
[1] http://www.korallenriff.de/magnesium1.html
[2] http://www.primasparen.org/wbboarder/inde…ID=33&boardid=4
[3] http://www.ifm.uni-kiel.de/fb/fb2/staff/K…_analytik_1.pdf
[4] http://oceanography.geol.ucsb.edu/Support/materi…0re%20Earth.pdf
[5] http://www.animalnetwork.com/fish2/aqfm/199…s/1/default.asp
[6] Hans A. Baensch Helmut Debelius (1992) Meerwasseratlas S. 49
[7] http://www.weber-haiger.de/Meerwasser/Index.htm
[8] http://www.chimicasoft.com

Hallo zusammen!

Bingman kam in einem Magnesium-Artikel in "Aquarium-Frontiers" auch auf 7:1 und da ich faul bin und die Rechnung nicht noch einmal machen möchte, unterstütze ich mal Jörgs Ergebnis.

Grüße

Hans-Werner

Hallo Jörg,

ich glaube, du hast einen Schritt ausgelassen und das Verhältnis 7:1 direkt auf die Hydrate angewandt. Jetzt noch mal mein Weg:

Angaben Chemievorlesung:
Cl: 545,88 mmol/kg bzw. 19,353 g/kg
SO4: 28,23 mmol/kg bzw. 2,712 g/kg

Diese Verhältnisse betreffen das Meerwasser :
Molverhältnis Chlor zu Schwefelsulfat = 545,88/28,23 = 19,34
Gewichtsverhältnis Chlor zu Schwefelsulfat = 19,353/2,712 = 7,136

In einer künstlichen Salzmischung müssen also 7,136 Gewichtsanteile Chlor und 1 Gewichtsanteil Schwefelsulfat enthalten sein.

1 g MgCl2x6H2O enthält 0.12 g Mg, 0,35 g Cl und 0,53 g H2O
1 g MgSO4x7H2O enthält 0,1 g Mg, 0,39 g SO4 und 0,51 g H2O

7,136 g Cl entspricht 20,96 g MgClx6H2O (7,136*(1/0,35))
1,000 g SO4 entspricht 2,57 g MgSO4x7H2O (1*(1/0,39))

Gewichtsverhältnis der Hydrate = 20,96/2,57 = 8,16

Da ich die 5 Literaturangaben gemittelt hatte, kam ich auf ein Verhältnis von 7,96

Sorry Thomas,

ich war vorhin etwas voreilig.
Mittlerweile habe ich die Diskussion ausgedruckt und einmal Deinen Beitrag nachvollzogen und konnte keinen Fehler entdecken:

545,88 mmol : 28.23 mmol = 19,34
19,34 : 2 = 9,67 (wegen 2 Mol Cl pro Mol MgCl2)
9,67 x 203,3 g = 1965,9 g (MgCl2 x 6 H2O)
1 x 246,48 g = 246,48 g (MgSO4 x 7 H2O)
1965,9 g : 246,48 g = 7,98

Das war ja auch Dein Verhältnis!

Finde kein anderes Ergebnis. Deine Werte stimmen auch. Sollte also richtig sein.

Bei Jörg weiß ich nicht für was die erste Umrechnung von mmol auf mol und g gut ist.
Grüße

Hans-Werner

Zitat

Original von Hans-Werner
... (wegen 2 Mol Cl pro Mol MgCl2) ...
1965,9 g : 246,48 g = 7,98

Kallmeyer kommt auf 1378 g : 340 g = 4,05
Seine Lösung verschiebt also das Ionengleichgewicht deutlich nach Sulfat.
Sieht so aus, als hätte er die 2 Mol Cl pro Mol MgCl2 doppelt berücksichtigt.

Hallo

Ich hoffe ihr einigt euch bald, was stimmt nun.
Ich möchte auf keinen Fall bei einer Anfrage zum Magnesium ein Falsches Rezept weiter geben.

Bis jetzt empfähle ich immer :

30 Gramm Magnesiumsulfat-Hepthahydrat (MgSO4 x 7H2O) und 200 Gramm Magnesiumchlorid Hexahydrat(MgCl2 x 6 H2O) in ein Liter Osmosewasser. 1 Liter der Lösung enthalten etwa 26 g Mg2+ Magnesium. Wenn man 1 Liter dieser Lösung in ein 100 L Aquarium zuführt erhöht man den Magnesiumgehalt um ca. 260mg/L.

Könnt ihr Bitte wenn ihr euch geeinigt habt ,für die Normalsterblichen ein korrektes Rezept für eine Lösung in 1 Liter Osmosewasser geben. Das dann auch jeder versteht.

Grüße
Fritz.S

Hi Fritz,

ich habe an Jens Kallmeyer schon eine E-Mail geschickt. Leider ist er sehr beschäftigt und kann sich frühestens am Wochenende um das Problem kümmern.
Aber vielleicht haben Hans-Werner und ich ja den Jörg zum Nachrechnen gebracht.

Zitat

Original von Fritz.S Ich hoffe ihr einigt euch bald, was stimmt nun. ...
... ein korrektes Rezept für eine Lösung in 1 Liter Osmosewasser geben ...

Zitat

Original von Jens Kallmeyer Nun zu der Rechnung.
Du hast Recht, ich habe nur mit einem Mol Cl gerechnet.
Ich habe sie noch mal komplett durchgerechnet, diesmal bis zum letzten
Schritt in Mol, damit das klarer wird.

Verhältnis SO4 zu Cl im Meerwasser ist 28 mM / 545 mM damit ergibt sich ein Rechnerisches Verhältnis von 1 / 19,46. Gerundet kann man sagen, das 5 % SO4 und 95 % Cl im Wasser sind.
Da Magnesiumchlorid aber 2 Chlorid Ionen enthält, muß die doppelte Menge Sulfat zugegeben werden um das Ionengleichgewicht zu erhalten. Damit ergibt sich ein Verhältnis der beiden Salze von ca. 1:10, bzw. 10% SO4 zu 90 % Cl

Hallo Fritz, hallo Gemeinde,
nachdem sich auch Jens per E-Mail gemeldet hat, ist meine Rechnung jetzt von allen Seiten bestätigt.

[list=1]
MgCl2x6H2O = Magnesiumchlorid-Hexahydrat
(Merck® 105833 bzw. 105832)

MgSO4x7H2O = Magnesiumsulfat-Heptahydrat
(Merck® 105886 bzw.105882)

Rezept 1 - Standardlösung 2% (2 g Mg in 100 ml Wasser gelöst):
150 g MgCl2x6H2O und 20 g MgSO4x7H2O in 700 ml Wasser auflösen, dann auf 1000 ml auffüllen.

Rezept 2 - Konzentrat 5% (5 g Mg in 100 ml Wasser gelöst):
380 g MgCl2x6H2O und 48 g MgSO4x7H2O in 700 ml Wasser auflösen, dann auf 1000 ml auffüllen.
Achtung: Rezept 2 bewegt sich dicht an der Sättigungsgrenze.
[/list=1]
Die Konzentrationen wurden so gewählt, dass man möglichst einfach damit rechnen kann

Abschließend noch ein Tip von Jens:

Zitat

.. aber passe auf jeden Fall auf, die Konzentration nicht mehr als 50 -100 mg (Magnesium) pro Tag anzuheben wenn Du größere Verluste hast, das finden die Viecher nicht gut.

Hallo Thomas

Danke, und wieder haben wie etwas wichtiges dazu gelernt.

Werde meine Rezepturen sofort abändern.

Grüße
Fritz.S