Chemie im Kalkreaktor

    Kann mir jemand die chemischen Prozesse im Kalkreaktor erklären samt Summenformeln?

    Ich versuche genauer zu verstehen welchen Einfluss die Parameter Ph-Wert (H2Co3 Menge) und Durchfluss auf das Ausgangswasser nehmen.


    Vor genau 10Jahren hatte ich mit verschiedenen Ph-Werten den Reaktor betrieben und mir ist aufgefallen, dass um so mehr H2Co3 verwendet wurde, um so höher war die Karbonathärte und niedriger die Kalziumzugabe.

    Nun möchte ich gerne verstehen, ob es nur Mist-Messungen waren, oder ob tatsächlich mehr Karbonate entstehen, beim saurerem Einsatz.


    In welcher Form befindet sich das Kalzium in unseren Becken, welches wir messen, als Hydroxid?


    VG, Andy

    So ganz verstehe ich nicht den Sinn der Fragerei, aber hier mal ein paar Punkte:


    Calcium befindet sich im Becken in Lösung, also als Ion, nicht als Salz in irgendeiner Form.

    Die Deko in Form von Totgestein oder Lebendgestein enthält natürlich Calcium in fester Form als Kalk CaCO3.

    Wie löslich Calcium im Reaktor ist hängt vom pH-Wert ab und steht im Gleichgewicht mit Alkalinität und Kohlendioxidgehalt.

    Ich vermute stark, dass bei Dir Calcium wieder ausfällt, was bei niedrigem pH-Wert und hoher Calciumkonzentration passieren kann.

    Danke für die ANtworten,

    Zitat


    Calcium befindet sich im Becken in Lösung, also als Ion, nicht als Salz in irgendeiner Form.

    Calciumcarbonat CaCO3 wird mit Kohlensäure H2CO3 gelöst. Es entstehen Ca2+ und 2 HCO3- Ionen.

    Aha, das wollte ich wissen. Und die Carbonationen sind auch ungebunden?

    Zitat


    Ich vermute stark, dass bei Dir Calcium wieder ausfällt, was bei niedrigem pH-Wert und hoher Calciumkonzentration passieren kann

    Meinst du im Becken oder im Reaktor? Ich verstehe den Satz so nicht. Der PH-Wert soll ja laut Dokumentation im Reaktor so niedrig wie möglich eingestellt werden. Meines Wissens ist die Ausfällungswahrscheinlichkeit doch von der KH abhängig, falls du im Becken meinst?


    In der Dokumentation steht auch, dass CA und CO3 1:1 gelöst werden,Ok, aber wäre es nicht auch möglich, dass die Ca2+ Ionen mit den HCO3- Ionen wieder zu CaCo3 + H2O reagieren durch Einflüsse wie sehr lange Verweilzeit im Reaktor oder durch die starke O2 Sättigung oder durch die NICHTentlüftung?

    Ich hatte damals das Ausgangswasser des Reaktors gemessen und unterschiedliche Verhältnisse zwischen KH und CA gehabt, also ohne Berührung meines Beckenwasser. Die Liste finde ich nicht mehr.

    Das chemische CO2-Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Carbonat-System ist sehr langweilig. Deshalb ist davon auszugehen, dass nie die maximale Lösefähigkeit im Reaktor erreicht ist. Solange sich die Bedingungen im Reaktor nicht ändern, kann nichts ausfallen. Sobald das Wasser den Reaktor verlässt (Neutralisierungstufe oder Aquarium), dann können alle möglichen Prozesse einen Teil des frisch gelösten CaCO3 ausfallen lassen oder die Einzelkomponenten reagieren mit anderen Ionen. Deshalb das mögliche Ungleichgewicht von Ca und KH im Aquarium.

    Der Tröpfenchenmesserei ist auch nicht unbedingt zu trauen. Für den Messbereich sind die Tests nicht konzipiert und können Unsinn anzeigen.


    Und noch ein bisschen Verwirrung: man kann davon ausgehen, dass die Komponente Ca und HCO3 und CO3 einzeln im Wasser vorkommen (dissoziiert) und nicht als CaCO3-Teilchen. Die Wahrheit im Meerwassser (hohe Salzdichte) liegt dazwischen. Es gibt geradezu exotische "Zwischenverbindungen".

    Hallo Burkhard, nochmal danke für die Lektüre, das ist wirklich eine präzise Ausarbeitung!

    Zitat

    Und noch ein bisschen Verwirrung: man kann davon ausgehen, dass die Komponente Ca und HCO3 und CO3 einzeln im Wasser vorkommen (dissoziiert) und nicht als CaCO3-Teilchen. Die Wahrheit im Meerwassser (hohe Salzdichte) liegt dazwischen. Es gibt geradezu exotische "Zwischenverbindungen".

    So habe ich mir das auch vorgestellt und deshalb die Frage gestellt, was der Tropfentest überhaupt misst, oder auf was er reagiert.


    Zitat


    Solange sich die Bedingungen im Reaktor nicht ändern, kann nichts ausfallen

    Aber verändern sich nicht die Bedingungen zB. wenn O2 aus dem Wasser gelöst wird und kleine Bläschen entstehen, die nicht unbedingt CO2 sind?

    Ich könnte mir vorstellen, dass das O2 dann wieder CaCO3 reagiert?

    Was ich mich auch frage, was passiert, wenn der Reaktor mit dem gelöstem Kalk länger stehen gelassen wird bzw die Durchflussmenge sehr gering ist, wie es z.B bei überdimensionierten Reaktoren der Fall ist?



    ((Mal am Rande: Ich benötige ein Magnetventil, um eine zeitliche Belüftung am Reaktor nachzurüsten. Im Moment mache ich das manuel Kennt jemand bezahlbare saltzwasserbeständige Ventile für 6/8mm?))

    Hallo Andy


    für was benötigst Du ein salzwasserbeständiges Magnetventil,

    Du willst doch Falschluft oder CO2 damit steuern.

    Gruß Ewald


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    Früher hatte ich Angst im Dunkeln.
    Wenn ich heute so meine Stromrechnung sehe,
    hab ich Angst vorm Licht. :loudly_crying_face:

    Ich habe oben am Reaktor ein dünnen Schlauch, feste Qualität ca. 6-8mm und möchte dort mit Zeitschaltung entlüften. Reaktor hat Überdruck und der Entlüftungsschlauch hat schon die höchste Anordnung.

    Hallo Andy


    Reiner hat ja auch schon gefragt, wer ist der Herstelle deines Kalki

    und welche Bezeichnung hat er

    Gruß Ewald


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    Früher hatte ich Angst im Dunkeln.
    Wenn ich heute so meine Stromrechnung sehe,
    hab ich Angst vorm Licht. :loudly_crying_face:

    Aquamedic KR5000, Pumpen Ein- Ausgang wurde gerade nach draußen geführt und mit einer Co2 Rückführung versehen. Bei mir ist an der Stelle auch ein T-STück zum manuellen Entlüften mit einer Schernklemme. Es herscht ein leichter Überdruck und da soll ein Magnetventiel ran, jedoch halten die aus Messing wegen möglicher Korrusion nicht lange.

    schau mal im Internet, es gibt auch Kunststoffmagnetventile

    Gruß Ewald


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    Früher hatte ich Angst im Dunkeln.
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    Zitat von Fischie

    So habe ich mir das auch vorgestellt und deshalb die Frage gestellt, was der Tropfentest überhaupt misst, oder auf was er reagiert.

    Die exotischen Verbindungen sind nur von geringer Bedeutung (mengenmäßig). Ob sie im Tröpfentest erfasst werden oder nicht, weiß ich nicht. Aufgrund der Ungenauigkeit der Tests spielt das aber auch keine Rolle. In der ICP sollten sie gemessen werden, da kaum eine Verbindung im Plasma des Gerätes erhalben bleibt - es wird nahzu alles "kleingehauen", so dass die einzelnen Atome übrig bleiben und analysiert werden.

    Zitat von Fischie

    Aber verändern sich nicht die Bedingungen zB. wenn O2 aus dem Wasser gelöst wird und kleine Bläschen entstehen, die nicht unbedingt CO2 sind?

    Die Blasenbildung in Kalkreaktoren wird ein Stickstoff-Sauerstoffgemisch sein - Fremdgase genannt. Wenn ein Reaktor konstant läuft, ist auch die Fremdgasbildung einigermaßen konstant, also auch die Bedingungen im Reaktor.

    Werden die Fremdgase nicht regelmäßig entfernt, lässt die Leistung des Reaktor rappide nach. Es muss eine Entscheidung zwischen maximaler Leistung oder CO2-Recycling getroffen werden. Oder wie Dein Plan: regelmäßiges Entlüften (was die CO2-Recyclingrate reduziert!). Suche nach Kunststoffventilen (auch der Stößel darf nicht aus VA sein) oder nach Schlauchventilen. Wenn die ganze Bastelei nicht viel bringt - es gibt auch Kalkreaktoren, die automatisch regelmäßig entlüften.


    P.S.: danke für die Blumen

    Ja und dieses N-,O2-Gemisch könnte ja wieder weitere Reaktionen auslösen.

    Trotzdem weiß ich immernoch nicht, ob das Ca- HCO3 Verhältnis beeinflusst werden kann.

    Vielleicht mach ich mir nochmal die Mühe und messe das nach. Diesmal aber in verdünnter Form, um den Tropfentest eine gleiche Grundlage zu geben.


    Ich hätte übrigens nicht gedacht, dass der Reaktor eine Phosphatschleuder sein kann, bei schlechtem Material!

    Ich bin froh damals einige 100kg günstig kaufen zu können. Die haben kein Phosphat.

    Zitat von Fischie

    Ich hätte übrigens nicht gedacht, dass der Reaktor eine Phosphatschleuder sein kann, bei schlechtem Material!

    Ich bin froh damals einige 100kg günstig kaufen zu können. Die haben kein Phosphat.

    Hallo Andy


    Ich nutze für meinen Reaktor nur Korallenbruch und als Nachbrenner Muschelgrus.

    Den Korallenbruch mach ich selbst.

    Korallen die ich aus dem Becken schneide werden zerkleinert in ca 1-2cm Stücke,

    in Danklorix für ca drei Tage gelegt, 1xgespült und für zwei Tage in Natriumthiosulfat-Pentahydrat

    gelegt, danach noch 1x gespült, getrocknet und in den großen Eimer, dort wartet es auf seinen

    Gebrauch im Reaktor.

    Gruß Ewald


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    Früher hatte ich Angst im Dunkeln.
    Wenn ich heute so meine Stromrechnung sehe,
    hab ich Angst vorm Licht. :loudly_crying_face:

    Hallo Ewald, ja ich nehme auch Korallenbruch, woher der stammt weiß ich nicht, zumindest ist die Qualität super.

    Ich hatte auch schon einige 20L Eimer von meinem Gestein zerkloppt und gesammelt, aber glaube inzwischen, dass es besser ist kein Bruch aus dem eigenem Becken zu nehmen, da man ja so Spurenelementmangel bei sich in Schleife hält.

    Vor ca 5 Jahren meinte ein Händler, dass Korallenbruch nicht mehr gehandelt werden darf?..



    Hier habe ich sehr günstige Ventile gefunden:

    Elektro - Magnetventil G1/8 Zoll AG, NC direktgesteuert V23 PPS
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    Hallo Fischie,


    der Kalkreaktor ist keine Phosphatschleuder! Natürlicher Korallenkies besteht aus den Resten von Korallenskeletts, Gewebereste sind da durch die biologischen Abbauprozesse im Meer normalerweise längst abgebaut und und weggespült. Da im Meer die Phosphatkonzentrationen im Gegensatz zu unseren Aquarien sehr niedrig sind, kann in den Skeletten auch nur sehr wenig eingelagert werden. Letztlich wird den Korallen damit eigentlich ganz genau das zugeführt, was sie selbst benötigen. Möglicherweise höhere im Aquarium gemessene Belastungen haben im Regelfall andere Quellen.


    Ich verstehe auch nicht, was hier mit dem Betrieb eines Kalkreaktors für vergeistigte Rechenexempel aufgestellt werden sollen. Das einfache Grundprinzip ergibt sich ja aus der eingangs aufgezeigten Gleichung. Aus Kalksubstrat lösen wir mit Hilfe der schwachen Säure H2CO3 Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen zur Calcium-und Carbonatversorgung unseres Aquariums.


    Komplexe theoretische Berechnungen braucht man da nicht zu versuchen, da eine ganze Reihe anderer Wirkmechanismen schwer zu erfassen sind ( individueller Verbrauch, CO2-Eintrag durch Gasaustausch mit Umgebungsluft, Säurebildung durch Abbauprozesse, Magnesiumkonzentration etc., etc.).

    Wenn man das Wirkprinzip des Reaktors kapiert hat, dann muss man im jeweiligen Einzelfall nur austesten, welche Parameter gegebenenfalls wie einzustellen sind.


    Man steuert über die Zugabedosierung des CO2 (Tropfenzahl) und die Auslaufmenge aus dem Reaktor. Ein pH-Wert von ca. 6,25 im Reaktor hat sich bei mir als optimal bewährt, die Auslaufmenge sollte nur so hoch sein, dass der pH-Wert im Becken nicht fällt (Auslaufwasser daher auch zusätzlich über Calciumcarbonat führen). Idealerweise sollte des Ablaufwasser auf einen hohen KH-Wert (ca. 30 - 40) kommen und damit die Alkalinität im Aquarium bei etwa KH 7 - 7,5 gehalten werden.


    Dies alles muss man eben konkret über längere Zeit messen und die ideale Einstellung ermitteln. Natürlich muss das Volumen des Reaktors auch dem des Aquariums und vor allem auch des Korallenbesatzes angemessen sein.


    Da sich die Idealkonzentrationen von Calcium (380 - 440 mg/l ) zum angestrebten Carbonatwert nicht immer ganz gleichmäßig entwickeln, hat sich eine zusätzliche Steuerung mit Kalkwassergaben als recht sinnvoll erwiesen. Damit wird auch der Tendenz zu sinkenden pH-Werten durch den Reaktorabfluss entgegengewirkt.


    Gruß


    Bernd

    Hallo Bernd,

    auf Seite 35/36 in der Dokumentation stehen Messwerte verschiedener Phosphatkonzentrationen.


    Zitat

    Komplexe theoretische Berechnungen braucht man da nicht zu versuchen, da eine ganze Reihe anderer Wirkmechanismen schwer zu erfassen sind

    Verstehe, hast du denn mit verschiedenen PH-Werten unterschiedliche Ergebnisse gehabt, oder benutzt du nur so ein tiefen PH-Wert um die Leistungsfähigkeit zu steigern? Hast unterschiedlichen Säureeintrag im Becken je nach PH-Wert im Kalki?

    Es ist doch gefährlicher an der CO2 Sättigungsgrenze zu fahren, weil dann schneller gasförmiges CO2 in die Pumpe kommen kann wenn man nicht aufpasst. Ich habe festgestellt, dass bei den Glaselektroden der PH- Wert sich gerne mal ändert, wenn man nicht so häufig kallibriert... und dann bist du ja auch schnell unter dem Maximalwert..

    Ich habe deshalb meine Pumpe so umgebaut, dass die nicht trocken laufen kann.

    Da mein Reaktorvolumen recht groß ist muss ich nicht unbedingt den tiefsten PH- Wert einstellen, Säureeintrag im Becken habe ich auch nahe null. Ich will nur herausfinden, ob der PH- Wert im Ergebnis das CA -CO3 Verhältnis beeinflussen kann. Von der Grundformel her zu verstehen: Nein, trotzdem hatte ich verschiedene Messergebnisse gemacht, bei denen ich leider die Parameter nicht mehr weiß. Ich hatte die letzten Jahre nur 6.8 aber musste auch die Elektrode tauschen. Wahrscheinlich waren es echte 6.5.


    LG, Andy

    Hallo Fischie, die aufgeführten Ventile sind NICHT meerwassertauglich. Die Edelstahlstößel werden recht schnell verrosten und blockieren dann die Funktion - im ungünstigsten Fall würde es dauernd offen sein.

    Stickstoff ist reaktionsträge und macht gar nichts im KR, außer das CO2 zu verdünnen und damit die Leistung zu erniedrigen. Wie Sauerstoff mit HCO3 oder CO2 reagieren sollte, ist mir schleierhaft, obwohl es nicht reaktionsträge ist. Da passiert nichts im KR.

    Ein Effekt der bei kalkhaltigen Neutralisierungsstufen auftreten könnte, ist Gipsbildung (CaSO4). Ob und in welchem Maße, weiß ich leider auch nicht. So würde Ca "verschwinden" und KH übrigbleiben.

    Hallo Andy, konstante pH-Werte zwischen 6.1 bis 6.45 bewirken die höchste Löslichkeit im Kalkreaktor und werden so m.W. auch von Herstellern empfohlen. Von realen Problemen mit "gasförmigen CO2" in der Pumpe ist mir nichts bekannt, kann ich bei meinem Reaktor aufgrund der Bauweise aber ausschließen. Meine Einstellung pH-Wert/ Ablauf beruht nicht auf theoretischen Berechnungen, sondern ist einfach das Ergebnis auf der Suche nach dem angestrebten optimalen Verhältnissen in meinem Becken.


    Gruß


    Bernd

    Hallo Bernd und Burghard,

    danke für die Info, ich hätte sonst wieder feste Ventile gehabt. Muss wohl in der Beschreibung übersehen haben.

    Wie oft kallibriert ihr eure Elektroden und welche Produkterfahrungen habt ihr gemacht?

    Ich benutze von TropTronic 140,- das STück, hatte aber auf einer Seite mal noch professionellere gesehen.

    Hallo Bernd


    ja genau deshalb

    Gruß Ewald


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    Praktisch sind KR-Systeme, die keine pH-Messkette benötigen.

    Ansonsten für Dauermessungen eignen sich die Messketten mit Flüssigelektrolyt besser als die Geltypen. Ist das Gel ausgelutscht, muss die Messkette weggeschmissen (Entschuldigung: entsorgt) werden. Flüssiger Elektrolyt ist nachfüllbar. Diese Typen sind aber auch teurer.

    Zitat von Fischie

    Wie oft kallibriert ihr eure Elektroden und welche Produkterfahrungen habt ihr gemacht?

    Ich benutze von TropTronic 140,- das STück,

    Hallo Andy


    Ich nutze PH-Elektroden von Ebay ca 15,00€ das Stück,

    kallibriert wird sie wenn ich Korallenbruch auffüllen muß, ca alle 3 Monate.

    Gruß Ewald


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    Ich hab auch schon überlegt, auf die Plasteelektroden zu wechseln.

    Ist ja nur für den KR.


    Ja so eine Schwimmerschaltung ist mal ne Überlegung wert. Aber so schnell wollte ich nicht am Gehäuse umbauen. Und dann muss ja auch alles schraubbar sein zum Reinigen und Auswechseln.


    Ich wollte mir übrigens ein neues Gadges gönnen:

    D-D Dosierpumpe P1-STP Peristaltikpumpe
    Die D-D P1-STP ist eine App-gesteuerte peristaltische Pumpe mit direkter Wi-Fi- oder Cloud-Konnektivität.
    meerwasser-hardware.de

    Kamoer FX-STP2 Wifi Dosierpumpe (1 Kanal)
    Kamoer FX-STP SchrittmotorpumpeDie Kamoer FX-STP Präzisions-Schrittmotorpumpe wurde speziell für den Dauereinsatz in Aquarien entwickelt und eignet sich gut…
    meerwasser-hardware.de

    kann mich noch nicht entscheiden.


    Zur entlüftung sollte so eine (günstige) Dosier-Pumpe wohl auch das beste sein anstatt eines Ventils.


    VG, Andy

    Hallo Andy


    Ich hab eine Kamoer X4 zu viel, wenn Du möchtest.

    Gruß Ewald


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    Früher hatte ich Angst im Dunkeln.
    Wenn ich heute so meine Stromrechnung sehe,
    hab ich Angst vorm Licht. :loudly_crying_face:

    Hallo Ewald,

    danke für Dein Angebot. Leider ist die X4 nur eine Dosierpumpe für >Flüssigkeiten zum Nachfüllen. Da hab ich mir ein 6 Kanal System gebaut, läuft auch stabil.

    Die von mir ausgesuchten haben denke ich den klaren Vorteil, dass die Dosiergeschwindigkeit eingestellt werden kann und somit über den ganzen Tag eine Menge X dosiert wird. Ob ich zur Nachtabschaltung eine zusätzliche Schaltuhr benötige weiß ich auch nicht. Genauso weiß ich nicht, ob der doppelte Preis den Kauf der FX-STP2 rechtfertigen würde.

    Hallo Reiner,

    was meinst du, die Dosierpumpe? Das ist doch Vereinfachung?! Im Moment steh ich mit der Stopuhr und zähle Tropfen :-).

    Und wegen der Nachtabschaltung- das würde zur Stabilisierung des PH-Wertes beitragen, ob man(n) es braucht, kommt drauf an..

    Ob die Dosierpumpen das onboard haben weiß ich auch nicht, denn du hast Recht, Zeitschaltuhren sind nur ein paar Jahren zu trauen.

    Hallo Andy


    ein sehr gute regulierbare Dosierpumpe für den Dauerbetrieb ist die Blaue von IKS

    Gruß Ewald


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    Früher hatte ich Angst im Dunkeln.
    Wenn ich heute so meine Stromrechnung sehe,
    hab ich Angst vorm Licht. :loudly_crying_face:

    Die ja genauso viel kostet, wie die Kamoer FX. Ich frag mich, wie man bei der D-D P1 STP den Schlauch wechselt, ob das wieder so ein Plastegefummel ist.

    Ich hab mal noch ne blöde Frage,

    meine Dosierpumpe mit nem konstantem Durchfluss könnte doch auch Verdunstungswasser als Saugseite haben, also Süßwasser?

    Somit würde ich weniger CO2 verbrauchen..

    In nicht KH-haltigem Wasser kannst du natürlich mehr KH lösen. Doch im Reaktor ist eine hohe KH, nämlich die Konzentration des Auslaufwassers. Je höher die KH im Reaktor, desto weniger tief kannst du den pH-Wert fahren, desto weniger zusätlzliches KH kannst du lösen. Ich bin mir nicht sicher, ob das wirklich eine CO2-Ersparnis ist. Wenn ja, dann nur eine sehr geringe.

    Aber frage mich nicht, wie du bei unregelmäßiger Verdunstungsrate eine regelmäßige Gelöstkalkversorgung mit dieser Fahrweise bewerkstelligen willst.

    Hallo Burkhard,

    ich wollte jetzt nicht die Verdunstungsautomatik ablösen, welche nachwievor über Leitwert geregelt wird.

    Trotzdem würde ich, bei sagen wir 10ml/min auf 14L am Tag bekommen, was ich natürlich nur im Sommer wegen Kühlbelüftung erreichen könnte.

    Ich dachte da fließt weniger Wasser durch den Reaktor. Wieviel Durchfluss es nun genau wird, kann ich erst die nächsten Tage nachmessen. Ich betreibe ja jetzt die Dosierpumpe...


    VG, Andy

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