Menu

Suplementacja

luty 3, 2019 - Chemia

Suplementacja może wydawać się na pierwszy rzut oka wiedzą tajemną, jednak w rzeczywistości jest bardzo łatwa. Zacznijmy od tego że proces suplementacji składa się z dwóch kroków:

  1. przygotowanie roztworu
  2. podanie roztworu

Oba kroki musimy wykonać świadomie. Aby dobrać odpowiednią dawkę roztworu musimy wiedzieć ile podawanego związku jest w nim rozpuszczonego i o ile chcemy podnieść jego poziom w akwarium.

Zdefiniujmy najpierw podstawowe zmienne:

mr – masa ¹ suplementowanego związku rozpuszczona w roztworze w gramach [g]

VH2O – objętość wody w której rozpuszczony został suplement w mililitrach [ml]

S – stężenie związku w roztworze [g/l]

VA – objętość wody w akwarium w litrach [l]

VS – ilość podanego roztworu w mililitrach [ml]

ΔSA – zmiana stężenia związku w akwarium w ppm [ppm] (parts per milion)

ms – masa suplementowanego związku w podanej dawce w gramach [g]

Teraz trochę prostych obliczeń:

S = (1000 * mr) /  VH2O       (1) ²

ms = S   *   VS / 1000            (2)

ΔSA = 1000 * ms /  VA       (3)

stąd łatwo wyprowadzić końcowy wzór:

ΔSA = VS    *      1000 / VA   *     m / VH2O        (4)

Pamiętajmy że wzór ten wymaga podania wartości w odpowiednich jednostkach.

ΔS_A [ppm] = VS  [ml]   *      1000 / VA [l]   *     m [g] / VH2O [ml]     (5)

Dobrane jednostki są najczęściej stosowanymi. Np pojemość akwarium jest podawana w litrach a ilość roztworu w mililitrach.

Wzór (4) można uprościć. Zwróćmy uwagę na to że składnik:

Z = 1000/ VA     (6)

jest stały dla naszego zbiornika niezależnie od podawanego suplementu.

Składnik:

R = m / VH2O  (7)

jest natomiast stały dla przygotowanego przez nas roztworu.

Teraz wzór (4) można zapisać w postaci:

ΔS_A = VS  *  Z   * R        (8)

Aby odpowiedzieć na pytanie: „Ile roztworu podać aby poziom związku „X” podnieść o … ppm?” równanie (8) należy przekształcić:

VS   =   ΔSA / (Z  *   R)  (9).

Jak to wygląda w praktyce? Weźmy jako przykład suplementację jodu.

Krok 1 – przygotowanie roztworu:

2 gramy jodu rozpuszczamy w 1000 ml wody RO (naprawdę rozpuszczamy 2.6 grama jodku potasu który zawiera właśnie 2 gramy jodu). Ze wzoru (7) otrzymujemy:

R = 2 / 1000 = 0.002 [g/ ml]

Krok 2 – podanie suplementu:

Akwarium ma 500 litrów. Po odjęciu objętości skały i piasku a dodaniu objętości wody w sumpie otrzymamy objętość wody 550 litrów. Stąd ze wzoru (6):

Z= 1000 / 550 = 1.818 [1 / litr]

Jeśli chcemy podnieść poziom jodu o 0.01 ppm korzystamy ze wzoru (9):

V_S = 0.01  (  0.002   * 1.818  )  = 2.75 ml

czyli aby podnieść poziom jodu o 0.01 ppm musimy wlać naszego roztworu dokładnie 2.75 ml.

A co się stanie jak przez pomyłkę wlejemy 10 ml? Do tego jest wzór (8):

ΔS_A = 10 * 0.002 * 1.818 = 0.036 ppm

czyli po podaniu 10 ml roztworu poziom jodu w akwarium wzrośnie o 0.036 ppm.

Prawda że banalnie proste?


Uwaga:

  1. Masa podawanego związku może różnić się znacznie od ilości wysypanego do roztworu proszku. Np. suplementując jod przy pomocy jodku potasu dodając 10 gram jodku dodajemy 7.6 grama jodu. Pozostałe 2.4 grama to masa potasu.
    Gdy rozpuszczamy chlorek wapnia sprawa się komplikuje bo może on występować w różnych stanach uwodnienia. Np rozpuszczając 10 gram bezwodnego chlorku  wapnia (CaCl2) dostarczamy 3.6 gram wapnia. Jeśli używamy dihydratu chlorku wapnia to z 10 gram proszku uzyskamy 2.8 grama wapnia.
  2. Formalnie rzecz biorąc równanie (1) jest niepoprawne. Jest zbudowane na założeniu że gęstość przygotowanego roztworu pozostanie równa gęstości wody. Mimo to przy małych ilościach rozpuszczanego związku w stosunku do ilości wody w roztworze dokładność obliczeń jest wystarczająca.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *