KH und CO2 Tröpfchentest
und noch ein kleiner Ausflug, ich denke aber, diesmal habe ich keine Chance, alle mitzunehmen.
KH und CO2 Tests sind mal ein Beispiel dafür das man wissen muss, wie ein Test funktioniert um die Ergebnisse zu verstehen.
KH die Carbonathärte ist chemisch gesehen die Menge an Calcium und Magensium als Hydrogencarbonat gelöst in Wasser. Demnach dürfte sie nie höher als die GH sein (GH ist in unseren Teichen die Menge an Calcium und Magnesium). Wenn wir einen KH Tröpfchentest nehmen misst der auch etwas ganz anderes.
Die Tröpfchen enthalten Salzsäure und einen Indikator der bei pH 4.3 die Farbe wechselt. Wenn man seine Hauswasseranalyse anschaut steht da auch machmal Säurekapazitat bis pH 4.3 oder SBV (Säurebindungsvermögen). Die wird normalerweise in mmol/L angegeben, darunter können sich aber nur wenige etwas vorstellen.
Deswegen hat der Hersteller das für uns vereinfacht. Wir zählen also Tröpfchen Salzsäure bis der pH Wert unseres Teichwassermusters bei pH 4.3 ist.
HCO3 (-) + Hcl (Salzsäure) → H2CO3 (Kohlensäure) + Cl(-) (Chlorid)
Der Hersteller hat das alles so eingestellt, dass ein Tröpchen 1 °dH (Grad deutscher Härte) entspricht. Das hat nichts mit preussischen Tugenden oder Fussball zu tun sonder mit der Definition 1 °dH entspricht 10 mg Kalziumoxid CaO) pro Liter Wasser. Das ist die gleiche Einheit wie bei GH (Gesammthärte) und da die beiden Werte normalerweise miteinander zu tun haben ist das auch ganz sinnvoll. Es stecken aber zwei Annahmen dahinter die uns in die Irre führen können.
1. Zu jedem Hydrogencarbonat ist auch ein Kalzium Ion im Wassser
2. Es gibt keine weitere Base im Wasser ausser Hydrogencarbonat
Zu 1. Man kann Backsoda (Natriumhydrogencarbonat) in sehr grossen Mengen in Wasser lösen. Damit könnte man irre viel Hydrogenkarbonat in Wasser bringen ohne Das überhaupt Wasserhärte vorliegt. Das ist der Stoff, der in KH plus drin ist. Für den CO2 Haushalt ist aber dieser Hydrogencarbonat Gehalt viel wichtiger und relativ egal, ob das sogenannte Gegenion Natrium (keine Härte) oder Calcium (Härte) ist.
Schlussfolgerung:
KH, wie ein Tröpfchentest es misst gibt die Menge an gelöstem Hydrogencarbonat an und hat mit der Wasserhärte nichts zu tun. KH kann also grösser sein als GH
Zu 2. Es gibt grade in Moorteichen einen Stoff der Huminsäure heisst. Das sind pflanzliche Abbauprodukte die in Wasser sauer reagieren. Bei pH Werten oberhalb von etwa 5 liegen die aber in ihrer „basischen“ Form vor. Das heisst für und das die Salzsäure neutralisieren. Bei unserem Test zählen wir die Salzsäuretröpfchen unabhängig davon, ob wir damit Hydrogencarbonat oder Huminsäureanionen neutralisieren. Die Huminsäuren sind meist stark gefärbt, so dass man bei farblosem Wasser davon ausgehen kann, dass man mit KH das richtige misst, in stark gefärbten Teichen nicht.
Für den wichtigsten Effekt von KH den Schutz vor dem Säuresturz ist das nicht schlimm, sie puffern ebenfalls. Für den CO2 Haushalt ist das etwas anderes, da Pflanzen aus Huminsäuren kein CO2 durch biogenen Entkalkung bekommen können.
Kleines Add on der pH 4.3 wird gewählt, weil bei diesem pH Wert noch 1% der Gesamtkohlensäure als Hydrogencarbonat vorliegt. (Es sind Gleichgewichte, 0% gibt es nicht)
Damit zum CO2 test
Eine Lösung mit einem Indikator der bei pH 8.2 die Farbe wechselt, einmal Natronlauge.
Auch dort wird nicht direkt CO2 gemessen, sondern gezählt wieviel Natronlaugetröpfchen verbraucht werden, bis der pH Wert bei 8.2 ist. Bei pH 8.2 liegen 99% der gesamt-Kohlensäure als Hydrogencarbonat vor. Während der Titration setzt man also vorhandenes CO2 zu Hydrogenkarbonat um. Im Trinkwassertest heisst das Basenkapazität bis 8.2 wieder in mmol/L.
CO2 + NaOH (Natronlauge) → HCO2 (-) (Hydrogencarbonat) + Na(+) + H2O (Wasser)
Diesmal gibt es als Einheit mg/L bezogen auf CO2, das ist also nicht so kompliziert. Hat aber den Nachteil, dass CO2 in mg/L angegeben wird und KH in °dH damit entspricht aber eine „1“ bei KH etwa einer „10“ bei CO2. Die Einheiten sind deutlich anders.
Punkt 2 von oben gilt aber auch hier. Die Annahme ist, dass es keine schwachen Säuren ausser Hydrogencarbonat gibt. Unter den Huminsäuren gibt es auch so schwache Säuren, das sie auch oberhalb pH 7 als Säure vorliegen, dass sie hier mitgezählt werden. Phosphat würde auch hier mitgezählt werden, wenn das relevant für den Wert ist hätte man aber ein massives Phosphatproblem. Man kann hier die Messung verbessern, indem man einen „Nullwert“ bestimmt. Man kann durch „Schütteln“ des Musters, Vakuum ziehen oder Luft durch blubbern das CO2 austreiben. Wenn man dieses Muster dann mit dem Töpfchentest misst, bekommt man den Wert der falsch mitgezählten Säure. Wenn man in diesem Test also 2 Tropfen zählt und vorher 8 Tropfen hatte, dann würde dem CO2 nur 6 Tropfen zustehen. So richtig genau ist das aber nicht.
Da der KH Wert etwa um den Faktor 10 höher liegt hätte man bei der gleichen Menge Huminsäure mix wie im CO2 Beispiel bei KH einen Fehler von 0.2 °dH also vernachlässigbar bei CO2 aber 2 mg/L, das ist bei Werten meist unter 10 mg/L schon sehr gross.
Der CO2 Tröpfchentest ist sehr ungenau. Ich empfehle immer KH, PH und CO2 gleichzeitig zu messen.
Dann kann man die Werte vergleichen aus pH und KH kann man den CO2 Gehalt berechnen. Es macht dann acu Sinn mal mit dem Fehler zu spielen, was wäre bei einem Tropfen zu viel oder zu wenig oder ein Farbfeld links oder rechts im Test. Man bekommt ein Gefühl für die Genauigkeit.
Alle drei Werte können sich ändern, wenn man die Probe zu lange stehen lässt und ändern sich stark im Laufe eines Tages.
Mein persönlicher Kommentar zum JBL test. Ich habe gelernt das man titriert, bis die Farbe umschlägt, beim JBL test muss man bis zu einem Rosaton gehen. Das ist mindestens 2 Tropfen (4 mg/L CO2) nach dem ersten Farbumschlag, der nicht mehr zurückgeht. Der Test soll sicher auch bei Schwarzwasser funktionieren, bei klarem Wasser gibt er meiner Meinung nach zu viel an. Der Indikator zeigt ab 8.2 an bei klarem Wasser also ruhig nur bis stabil rosa tropfen.
Viel Spass beim hirnen/studieren/nachdenken: Der Teich kann das alles ohne es zu verstehen
Rüdiger
Meiner Meinung nach benötige ich die GH ggf um den Fischen ein paar Mineralien zu geben, die bekomme ich jedoch nicht ins Wasser bei alkalischem PH. Ich mische immer ein wenig Montmonoonoo.. Montomo... Bentonit unters Futter. Wenigstens das.
)
"preussischen Tugenden.." ahhh härrlisch, made my day.
