Natriumhydrogensulfat im Süßwasseraquarium

Natriumhydrogensulfat (NaHSO4), Natriumbisulfat oder saures Natriumsulfat ist ein saures Natriumsalz der Schwefelsäure (H2SO4). Es kann auch als eine „abgespeckte“ Form der Schwefelsäure betrachtet werden, da hier eines der beiden Protonen gegen ein Natrium-Ion ausgetauscht ist.
Natriumhydrogensulfat bildet weißliche kristalle, die durch die starke Hygroskopizität verklumpen. In wässriger Lösung stellt sich das Salz als gelblich-orange Flüssigkeit dar.
In der Süßwasseraquaristik wird Natriumhydrogensulfat angewandt, um die Karbonathärte (genauer: die Hydrogencarbonat-Konzentration) und sukzessive den ph-Wert im Aquariumwasser zu senken. Natriumhydrogensulfat ist deshalb als Wirkstoff in einigen pH-Minus-Produkten (z. B. ehemals „pH-Minus“ von „Bioplast“) enthalten. Analog wird es in Produkten für Gartenteiche und die Poolpflege eingesetzt. Auch diese Produkte sind grundsätzlich für die Anwendung im Süßwasseraquarium geeignet.
Pro Mol Natriumhydrogensulfat wird ein Mol Hydrogencarbonat zu Wasser und CO2 umgesetzt. 1° dKH entsprechen 0,36 mmol/l Hydrogencarbonat. Demnach senken 0,36 Millimol Natriumhydrogensulfat pro Liter Wasser die Karbonathärte um 1° dKH. Bei einer molaren Masse von etwa 120 Gramm pro Mol sind daher pro Liter Wasser knapp 43 Milligramm Natriumhydrogensulphat notwendig, um die KH um 1° dKH zu senken.
Durch den Sulphat- und Natriumanteil kommt es neben der Senkung von Karbonathärte und pH-Wert zu einem Anstieg der Natrium- und Sulfatkonzentration im Aquariumwasser. Folglich steigt auch die elektrische Leitfähigkeit leicht an.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

  1. Wiberg, N. (1995): Lehrbuch der anorganischen Chemie. 101. Aufl., deGruyter, Berlin, S.67f.
  2. Sicherheitsdatenblatt
  3. GESTIS Stoffdatenbank:Natriumhydrogensulfat (abgerufen am 30.04.2013)

weiterführende Literatur:

  • Krause, H.-J.: Handbuch Aquarienwasser. bede-Verlag

externe Verweise auf Diskussionsfäden in Foren und Newsgroups:

Die Karbonathärte im Süßwasseraquarium senken

Die Karbonathärte lässt sich im Süßwasseraquarium nicht nur erhöhen, sondern auch senken, reduzieren oder vermindern. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Neben den allgemeinen Verfahren zur Wasserentsalzung wie Torffilterung Umkehrosmose oder Ionentausch und dem Verschneiden mit entsalztem („destilliertem“) Wasser eignen sich dazu das Entcarbonisieren mit Mineralsäuren.

Entcarbonisieren mit Mineralsäuren

Wie jede Form der Wasseraufbereitung muss auch das Entcarbonisieren mit Mineralsäuren regelmäßig außerhalb des Aquariums erfolgen. Abhängig von der Stoffmenge des umgesetzten Hydrogencarbonats ensteht CO2, das zuvor ausgasen muss. Der Vorgang wird durch Belüften mittels Membranpumpe und Sprudelstein beschleunigt.
Neben dem Verschneiden mit vollentsalztem („destilliertem“) Wasser, Osmosewasser oder Regenwasser von guter Qualität zum Senken des Gesamtsalzgehalts besteht auch die Möglichkeit, die Karbonathärte direkt zu senken. Dazu verwendet man Mineralsäuren, aus Sicherheitsgründen meist in verdünnter Form. Dies sind Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4), Phosphorsäure (H3PO4) und Salpetersäure (HNO3). Wird Säure eingesetzt um die Karbonathärte zu senken, läuft dabei das folgende Reaktionsschema ab:

  • H+ + HCO3 ⇒ CO2 + H2O

Salzsäure eignet sich durch das relativ unbedenliche Chlorid-Ion als anorganischen Säurerest am besten. Zudem ist sie als einprotonige Säure auch eins zu eins anwendbar. Es wird ein Mol HCl benötigt, um ein Mol Hydrogencarbonat umzusetzen. Phosphorsäure und Salpetersäure sind bedingt durch die Düngewirkung ihrer Anionen Phosphat beziehungsweise Nitrat ungeeignet für die Senkung der Karbonathärte im Aquarium.
Auch die im Handel erhältlichen Präparate zur pH-Wert und KH Senkung (pH/KH-Minus, Eichenextrakt) basieren auf Mineralsäuren. Schwefelsäure und Salzsäure sind ob ihrer im Aquarium unbeedenklichen Säurereste Chlorid beziehungsweise Sulphat bevorzugt einzusetzen. Produkte auf Basis von Phosphorsäure sind zu vermeiden, da diese zu einem Anstieg des Phosphatwertes führen und unerwünschter Algenwuchs eine mögliche Folge ist. Die Veränderung des Wassers muss bei umfangreicher Entcarbonisierung über mehrere ° dKH außerhalb des Aquariums stattfinden. Zum einen entsteht bei der Reaktion der Säure mit der Karbonathärte im Wasser CO2, pro Grad dKH etwa 16 mg/l CO2, zum anderen sind die einhergehenden plötzlichen Schwankungen in der Wasserchemie nicht förderlich für die Gesundheit der Bewohner.
Man gibt solange Säure zu und rührt um, bis die Karbonathärte auf das gewünschte Maß reduziert ist. Danach das behandelte Wasser abstehen lassen oder mittels Membranpumpe und Sprudelstein belüften, damit überschüssiges CO2 ausgetrieben wird.

Phosphorsäure

Phosphorsäure senkt sowohl Karbonathärte als auch Gesamthärte. Sie ist in einigen Produkten enthalten, die zur pH-Wert beziehungsweise Karbonathärtesenkung angeboten werden.
Die Protonen reagieren wie bei anderen Säuren mit dem Carbonat und Hydrogencarbonat der Karbonathärte. Der Phosphat-Rest fällt teilweise mit Calcium (beziehungsweise Magnesium) als kaum Wasserlösliches Calciumphosphat (Magnesiumphosphat)aus. 0,15 Gramm Phosphorsäure (H3PO4) pro Liter senken die Gesamthärte um etwa 1°d, die Leitfähigkeit erhöht sich dabei aber um 300µS/cm. Zudem wird auch die Phosphatkonzentration im Wasser angehoben, was intensives Algenwachstum nach sich ziehen kann. Für die aquaristische Praxis ist dieses Verfahren also ungeeignet.

organische Säuren

Einfache organische Säuren wie Essigsäure oder Zitronensäure, sind zum Entcarbonisieren ungeeignet. Sie sind immer noch recht energiereiche Verbindungen, welche von Bakterien leicht verstoffwechselt und somit abgebaut werden. Es kann daher zur Bakterien/Infusorienblüte im Aquarium kommen, welche sich durch eine milchig-weiße Trübung des Wassers bemerkbar macht. Damit geht zudem oft Sauerstoffmangel und eventuelle Störungen der Stickstoff-Oxidation (Ammoniak zu Nitrit, Nitrit zu Nitrat) und dadurch bedingter Anstieg der Ammoniak und/oder Nitritkonzentration im Aquarium.

Eichenlaub, Erlenzapfen und Co.

Makromolekulare organische Säuren wie Fulvosäuren, sind zwar einerseits schwer abbaubar, andererseits nur gerade stark genug, um die Kohlensäure aus ihren Salzen zu verdrängen. Für die praktisch sinnvolle Anwendung ist die Differenz (Fulvosäuren pks 4-5, Kohlensäure pks 6,4) daher zu gering. Huminstoffe wie Huminsäuren, Fulvosäuren oder aber Tannine (Gerbsäuren) enhaltende Pflanzenteile (Erlenzapfen, Rinde und Trockenlaub von Buchengewächsen, besonders Eichen) oder Lösungen aus diesen (Erlenzapfenextrakt, Eichenrindenextrakt) können aber zum Ansäuern schwach karbonatgepufferter Wässer (Wässer mit niedriger Karbonathärte) genutzt werden.

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ohne Chemie!? – Aquarienchemie ist nicht „böse“

Regelmäßig taucht in Gesprächen unter Aquarianern über die Veränderung der Wasserparameter die Frage auf, wie dies ohne Chemie zu bewerkstelligen sei. Die pauschale Ablehnung des Einsatzes von Chemie, die dabei mitschwingt, meist sind damit chemische Zusätze gemeint, basiert meistens auf einem Unverständnis der für die Aquaristik bedeutenden chemischen Vorgänge, Zusammenhäge und Beziehungen. Oft ist mit ohne Chemie nämlich gemeint, dass man sich nicht mit den chemischen Prozessen und Zusammenhängen im Aquarium auseinandersetzen möchte. Die generelle Ablehnung von „Chemie im Aquarium ist also auf Nichtverstehen ihrer Eigenschaften und Wirkungsweisen zurückzuführen. Was nicht verstanden wird, kann auch nicht kontrolliert werden. Einsatz von Chemikalien ohne Verständnis für ihre Wirkungsweise führt nicht selten zu unerwünschten Ergebnissen. Dies wird dann der bösen Chemie angelastet.
Die gleiche Grundproblematik besteht bei der großen Thematik Fische und richtige Wasserwerte. Der Handel bietet eine ganze Reihe von Reagenziensets für die Überprüfung der verschiedensten chemischen Parameter an. Zwar ist die Kontrolle der Wassergüte im Grunde zu begrüßen, ist sie doch Ausrucksweise dafür, dass sich der Halter Gedanken um das Wohlergehen seiner Pfleglinge macht. Jedoch ist die Kontrolle der einzelnen Parameter ohne die notwendigen Kenntnisse für deren objektive Bewertung vergebene Liebesmüh. Viel zu oft wird in blinden Aktionismus verfallen, nur weil die eigenen Messergebnisse nicht mit willkürlichen Sollwerten einer beliebigen Quelle übereinstimmen. Neben dem rein chemischen Teilbereich kommt hierbei auch noch die große Thematik der Fisch-, Pflanzen- oder Wirbellosenhphysiologie zum tragen.
Welche Wertebereiche einzelner Parameter sind denn nun gut oder schlecht für die jeweiligen Fische, Pflanzen, Schnecken, Garnelen oder Krebse? Wie hart muss oder darf das Wasser sein, wie hoch sollte der pH-Wert sein? Fragen, die nur im einzelnen Fall, jede Art für sich, beantwortet werden können. Die Komplexität durch die Kontinuum-Natur des Sachverhalts und die Eigenschaften eines n-Dimensionalen Raumes durch unzähliche biotische und abiotische Faktoren machen es unmöglich, exakte Aussagen über Grenzwerte zu machen. Gerade diese Komplexität macht es aber für die Praxis meist recht simpel. In den allermeisten Fällen sind die chemischen Wasserparameter Faktoren, um den man sich bei regelmäßiger Wasserpflege durch Teilwasserwechsel eher wenig sorgen muss. Andere Faktoren sind für das Wohlergehen der Aquarienbewohner weitaus bedeutender als die scheinbar so handfesten und griffigen Zahlenwerte der chemischen Wasserparameter. Dazu zählt insbesondere die Temperatur als physikalischer Parameter sowie die verschiedensten biotischen Faktoren. Hierzu zählen die Qualität der Nahrung, sozialer Streß, oder zwischenartlicher Streß bei der Vergesellschaftung. Aber auch abiotische Faktoren wie die artspezifisch verhaltensgerechte Gestaltung des Aquariums sind bedeutend.

Wasserzusätze

Der Zoohandel bietet verschiedenste Präparate an, um die Wasserzusammensetzung zu beeinflussen. Im allgemeinen kann man diese in die Gruppen Wasseraufbereiter, Nitratentferner, Phosphatentferner, Bakterienstarter, Aufhärtesalze, Huminstoffzusätze und pH-Wertsenker einteilen. Hinzu kommen noch die Pflanzendüßnger, Antialgen- und Antischneckenmittel sowie Zierfischheilmittel, die jedoch gesondert zu betrachten sind. Die generelle Zusammensetzung und Wirkungsweise dieser Produkte ist bekannt, die Informationen allgemein verfügbar, sei es in diversen Postings in Internetforen oder aber auf der ein oder anderen privaten Website. Zwar mag es individuelle Detailunterschiede bei den Produkten einzelner Hersteller geben, die generelle Zusammensetzung und Funktionsweise ist aber gleich. Schließlich müssen sie nach natürlichen Gesetzmäßigkeiten arbeiten und kommen um diese nicht herum. Das eröffnet neben dem Überblick, was man da eigentlich in sein Aquarium gibt auch die Möglichkeit, diese Wirkung auch durch den Einsatz der Chemikalien in Reinform zu erzielen. Dies ist zum einen meist günstiger, zum anderen ermöglicht es auch eine gezieltere Kontrolle aufgrund der bekannten, da selbst erstellen, Zusammensetzung.

Fazit

Die Konsequenz ist nicht die strikte Ablehnung des Einsatzes von Chemie im Aquarium, sondern eine Auseinandersetzung mit der Thematik der Aquarienchemie. Ein Verstehen der Vorgänge und Zusammenhänge ermöglicht nämlich einen gezielten und vorrausberechnenden Einsatz von Chemie im Aquarium, sowie die Kontrolle der dabei stattfindenden Prozesse. Ebenso ist eine Abwägung der positiven und negativen Auswirkungen auf das Aquarium möglich und damit auch eine Entscheidung für oder gegen die Anwendung im Einzelfall. Chemie im Aquarium einzusetzen ist also nicht per se schlecht. Schlecht ist nur, Chemie im Aquarium einzusetzen, ohne sich über ihre Wirkungsweise im Klaren zu sein.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

weiterführende Literatur:

  • Geisler, R.: Wasserkunde für die aquaristische Praxis. Alfred Kernen Verlag, Stuttgart.
  • Gonella, H. & Hieronimus, H. (2003). Perfektes Aquarienwasser. bede-Verlag, Ruhmannsfelden. ISBN: 3-89860-044-0
  • Hohl, D. (1994). Aquarienchemie. Urania Verlag, Leipzig. ISBN 3-332-00471-9
  • Hückstedt, G.: Aquarienchemie. Frank´sche Verlagshandlung, Stuttgart.

Natriumhydrogencarbonat im Süßwasseraquarium

Natriumhydrogencarbonat ist ein Natriumsalz der Kohlensäure. Es wird auch Natriumbicarbonat, doppelkohlensaures Natrium oder kurz Natron oder Speisenatron genannt. Die chemische Summenformel lautet NaHCO3. Speisenatron wird unter anderem unter den Marken „Kaisernatron“ und „Bullrichsalz“ in Supermärkten und Drogerien angeboten.
Natron wird in der Süßwasseraquaristik eingesetzt, um die Karbonathärte – genauer die Pufferkapazität oder das Säurebindevermögen – und sukzessive den pH-Wert anzuheben. In der Praxis wird es vor allem eingesetzt, wenn das Trinkwasser von Haus aus sehr weich und nur schwach gepuffert ist. Oder aber zur Pflege von Cichliden aus den ostafrikansichen Grabenseen, die einen alkalischen pH-Wert über 7,5 benötigen. Mit Natriumhydrogencarbonat allein kann aber der pH-Wert nicht über etwa 8,5 angehoben werden.
Die Zugabe von 3 Gramm Speisenatron auf 100 Liter Wasser erhöht die „Karbonathärte“ um 1°d. Es ist empfehlenswert, die benötigte Menge Speisenatron zuvor in Wasser aufzulösen und diese Lösung langsam ins Aquarium- oder Wechselwasser zu geben.
Eine andere Art der Anwendung von Natron ist die gesättigte Lösung, die man durch Zugabe von 100 Gramm (zwei Tütchen à 50g) NaHCO3 auf einen Liter destilliertes Wasser herstellt.
100 ml dieser Lösung enthalten etwa 0,1143 Mol Natriumhydrogencarbonat oder 300°dKH. 1 ml der Lösung erhöht die „Karbonathärte“ in einem Liter Wasser also um gut 3 °d. 100 ml der Lösung erhöhen somit die „Karbonathärte“ in 100 Liter Wasser um 3 ° dKH, 30 ml um 1° dKH.
Zum „Aufhärten“ von vollentsalztem Wasser oder Osmosewasser ist eine alleinige Anhebung der Pufferkapazität mit Natriumhydrogencarbonat nicht ausreichend und bewirkt ein unphysiologisches Ionenspektrum im Wasser. Zu diesem Zweck sind ausgewogenen Salzgemische notwendig, wie sie der Handel in Form von Aufhärtesalzen verschiedener Hersteller bereithält.
Für Aquarien, in denen ein höhrer pH-Wert als 8,5 erwünscht oder notwendig ist, wie bei Cichliden der Gattung Alcolapia aus den deutlich alkalischen ostafrikanischen Natron-Soda-Seen (Magadi-See, Natron-See) muss auf Alkalimetall-Carbonate wie Soda (Natriumcarbonat, Na2CO3) zurückgegriffen werden.