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QUÍMICA DEL AGUA DEL LAGO TANGANYIKA

Agua, enfermadades, sales, composiciones de acuarios, técnica acuarística. También lo relativo a alimentación y marcas comerciales.


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NotaPublicado: 29 Oct 2010, 23:31
QUÍMICA DEL AGUA DEL LAGO TANGANYIKA

Autor: Jorge Bravo

1. COMPOSICIÓN REAL

La primera publicación de las sales que se encuentran disueltas en el agua del Lago Tanganyka la hizo P. Brichard.

Esta es la lista de las sales y su concentración:

ELEMENTOFÓRMULA
mg/l
%
ACUMULADO
Carbonato magnésicoMgCO3144,037,2
37,2
Carbonato sódicoNa2CO3125,032'3
69,5
Cloruro potásicoKCl59,015,2
84,7
Carbonato cálcicoCaCO330,07,7
92,4
Silicato sódicoNa2SiO313,53,5
95,9
Sulfato alumínico dieciocho veces hidratadoAl2(SO4)3+18 H2O5,01,3
97,2
Carbonato de litioLi2CO34,01,0
98,2
Sulfato potásicoK2SO44,01,0
99,2
Sulfato sódicoNa2SO41,00,3
99,5
Nitrato potásicoKNO30,50,1
99,6
Cloruro férrico hexahidratadoFeCl3+6 H2O0,50,1
99,7
Fosfato sódico doce veces hidratadoNa3PO4+12 H2O0,40,1
99,8

Lo ideal sería usar estas sales para "copiar" la química del agua del Lago Tanganyika, pero el problema radica en la casi insolubilidad del carbonato magnésico (la sal mayoritaria, con gran influencia en el GH y KH) y del carbonato cálcico (la cuarta sal más abundante, también con gran influencia en el GH y KH).

Por tanto, usando estas sales, es imposible obtener valores de GH y KH adecuados (además de otros muchos parámetros).



2. PARÁMETROS QUE NOS INTERESAN

Los parámetros que nosotros medimos en nuestros acuarios para ajustarnos a las condiciones requeridas son pH, GH y KH.

Haciendo una media de los últimos estudios realizados en el lago, se han obtenido los siguientes valores para estos tres parámetros:

PARÁMETRORANGO DE VALORESVALOR MEDIO
pH
7,5 a 9,9
8,9
GH
7 a 11ºdH
8,7ºdH
KH
16 a 18ºdH
16,8ºdH

Simulando una composición correcta de los compuestos básicos que hay en el agua del lago, obtendremos unos valores adecuados de estos parámetros, y de otros muchos que no medimos.


3. SÓLO UN POCO DE QUÍMICA

a. Unidades

ppm - partes por millón - es la unidad empleada usualmente para valorar la presencia de elementos en pequeñas cantidades dentro de una mezcla o solución. Indica las partes de soluto en un millón de partes de disolvente.

mg/l - miligramos por litro - es otra unidad empleada usualmente para valorar la presencia de elementos en pequeñas cantidades dentro de una mezcla o solución. Indica los miligramos de soluto en un litro de disolvente.

meq/l - miliequivalentes por litro - es otra unidad empleada usualmente para valorar la presencia de elementos en pequeñas cantidades dentro de una mezcla o solución. Es muy usada en química ya que hace referencia al peso molecular (PM) y a la valencia de un ion. Indica los miliequivalentes de soluto en un litro de disolvente.

ºdH - grado alemán de dureza de un líquido. Es la más usada para medir la dureza de un líquido.

b. Relaciones entre ellas

• ppm = mg/l

• meq = [mg x valencia]/PM

• 1 ºdH = 17,8 ppm de CaCO3

• 1 meq/l de CaCO3 = 2,8 ºdH = 50 ppm de CaCO3

c. Definiciones

GH - dureza total - mide la concentración de iones de magnesio (Mg++) y de calcio (Ca++). La unidad más utilizada para medirlo es ºdH, aunque también se usan los mg/l de CaCO3, las ppm de CaCO3, el grado francés (10 ppm de CaCO3), el grado americano (17,2 ppm de CaCO3) y, como iban a ser menos los británicos, el grado inglés o Clark (14,3 ppm de CaCO3).
KH - dureza de carbonatos - mide la concentración de carbonatos de magnesio, de calcio, de sodio o de cualquier otro metal mono o bivalente (podríamos decir CO3--, aunque no es correcto del todo). Se suele expresar en ºdH.
pH - mide la concentración de iones de hidrógeno (H+). En concreto, pH=-log([H+]), es decir, a mayor cantidad de iones de hidrógeno libre (H+), menor pH y, al revés. Puesto que la escala es logarítmica, eso significa que una reducción de una unidad en el pH, implica un aumento en 10 veces la cantidad de iones de hidrógeno libre o que una reducción en dos unidades en el pH, implica un aumento en 100 veces la cantidad de iones de hidrógeno libre. Por este motivo hay que evitar las fluctuaciones repentinas del pH. Su valor va de 0 a 14. Si es menor que 7 se dice que la solución es ácida, si su valor es 7 se dice que la solución es neutra y si su valor es mayor que 7, se dice que la solución es básica o alcalina.

d. Reacciones químicas

Este apartado es fundamental para que entendamos la relación que existe entre el pH, el KH y el CO2 disuelto en el agua.

La primera reacción a la que debemos prestar atención es la siguiente:

CO2 + H2O ‹——› H2CO3 ‹——› H+ + HCO3- ‹——› H+ + H+ + CO3--

La segunda reacción importante es:

Ca(HCO3)2 ‹——› CaCO3 + CO2 + H2O

Podemos ver en la primera que si aumentamos el nivel de CO2, se produce más cantidad de ácido carbónico (H2CO3) y, por tanto, habrá más iones hidrógeno libre (H+), con lo cual, el pH disminuirá, y viceversa. Es decir, el pH y la concentración de CO2 disuelto, están en relación inversa.

De hecho, la fórmula que relaciona (de forma aproximada) estos tres parámetros, muy utilizada para la gente que quiere tener acuarios plantados, es:
CO2 = 3 * KH * 10 (7-pH)

donde, tanto la concentración de CO2 como el valor del KH se expresan en ppm.

En nuestros acuarios, con un KH de 10 a 18ºdH (de 178 a 321 ppm) y un pH de 8 a 8'5, la concentración de CO2 varía de 0'949 a 5'4 ppm, aproximadamente (para acuarios plantados se recomienda una concentración de CO2 entre 10 y 30 ppm).


4. SALES PARA IMITAR EL AGUA DEL LAGO

La mejor simulación del agua del Lago Tanganyika que he visto (pH, GH, KH, conductividad, Ca++, Mg++, Na+, K+, CO3--, HCO3-, ...) se consigue con estas sales y en esta proporción:

ELEMENTOFÓRMULA
mg/l
%
ACUMULADO
Bicarbonato sódicoNaHCO350548,42
48,42
Sulfato magnésico heptahidratado (Sales Epson)MgSO4+7 H2O42540,75
89,17
Cloruro potásicoKCl585,56
94,73
Cloruro cálcicoCaCl2343,26
97,99
Carbonato sódicoNa2CO3212,01
100,00

Teóricamente, en una simulación hecha sobre agua de ósmosis, se obtienen los siguientes valores de los parámetros que nos interesan:

PARÁMETROVALOR OBTENIDO
pH
8,86
GH
11,5ºdH
KH
18ºdH

Pero hay que decir que estos valores no serán así en nuestros acuarios ya que dependen de otros muchos factores como la concentración de CO2 (que depende de la aireación, movimiento del agua, población de peces, existencia de plantas, ...), de los materiales que usemos en la filtración (carbón activo, zeolitas,... que adsorben sales y metales) y de los valores iniciales de estos parámetros en el agua del grifo.

Por tanto, para cada caso se debe calcular la proporción de cada sal.

Afortunadamente, se pueden subir independientemente los valores del GH y KH, manteniendo el pH en los valores recomendados.

En la tabla siguiente os muestro la influencia que tiene cada una de estas sales sobre los tres parámetros que nos interesan, añadiendo una determinada cantidad:

SALmg/lVariación pHVariación GHVariación KH
NaHCO329,0
-0,03
0
+1ºdH
MgSO4+7 H2O45,0
0
+1ºdH
0
CaCl221,8
0
+1ºdH
0
Na2CO35,3
+0,1
0
+0,4ºdH

He creado una hoja de cálculo Excel que, introduciendo los valores de GH y KH así como el número de litros del agua a tratar, se calculan automáticamente los gramos y la proporción de cada una de las sales que hay que añadir. Debes hacerte con una báscula de precisión (hasta décimas de gramo) para poder pesarlas con exactitud. Si lo deseas, en el menú de la izquierda de mi web tienes un enlace:

http://almez.pntic.mec.es/~jbravo6/tropheus.html

o usa directamente este enlace a la Excel:

http://public.sheet.zoho.com/publish/jorgebravo/sales-tanganyika-1

Saludetes.
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