Elektrolyse in zoetwater aquarium.

[kastanje57]

hallo,

in mijn huiskamer staat een tropisch zoetwater aquarium. Om de plantjes daarin van voldoende koolzuur (CO2) te voorzien, gebruik ik een elektrolyse apparaat bestaande uit een koolstof plaat en een RVS plaat.

Aan de RVS plaat wordt H2 gegenereerd, aan de koolstof plaat wordt CO2 gegenereerd.

De RVS plaat raakt na een tijdje bedekt met een witbruinig laagje. Ik ga ervan uit dat dit vnl. Calcium is.

De geleidbaarheid van het water wordt door dit gebruik langzaam minder. De hoeveelheid HCO3- wordt ook langzaam minder. Ik ga er dus van uit dat CaCO3 wordt omgezet in Ca(OH)2 en CO2.

Tot zover mijn aannames.

In het water is opgelost Calcium, Magnesium, Natrium en Kalium in meetbare hoeveelheden. Daarnaast ook Ijzer, Mangaan, Zink etc. Dit zijn echter sporen elementen.

De opgeloste zuur ionen zijn : H2CO3, H2S, H2SO4, HNO3, HCl, H3PO4

Wat ik nu graag wil weten is het volgende. De koolstof plaat wordt langzaam verbruikt waarbij de koolstof met met zuurstof CO2 vormt. Echter ook een belangrijk deel van het opgeloste HCO3- wordt omgezet in CO2. Dat kan ik meten.

Wat gebeurt er nu eigenlijk bij die koolstof plaat? Waarom verdwijnt het HCO3-?

Wat gebeurt er bij de RVS plaat? is het inderdaad Calcium hydroxide - vermengd met Mg, Mn, Fe enz - wat er neerslaat en hoe zit dat dan? Wat slaat er eerst neer en wat helemaal niet?

Hoe komt het dat de geleidbaarheid van het water zakt?

Ik hoop dat een van jullie me kan helpen, 35 jaar geleden heb ik enkele jaren scheikunde op de middelbare school gehad. Ik ken derhalve het principe van elektrolyse maar daar houdt mijn kennis op?

groetjes, Hans

[hzeil]

Aan de grafietanode wordt zeker geen koolstof geoxydeerd tot CO2. Er wordt wel zuurstof gevormd en door de verzuring ter plaatse komt er daar CO2 uit het waterstofcarbonaat ion.

Het gebruik van RVS als kathodemateriaal is niet erg logisch. Want je reduceert daarbij juist de beschermende passieve oxydelaag. Je kunt daar beter gewoon ongelegeerd staal kiezen. ( "koolstofstaal")

Er onstaat aan het staal waterstof en je reduceert daar ook de opgeloste zuurstof. Door de plaatselijke alkalisering wordt CO2 daar gebonden tot het HCO3(-) ion.

Beide electroden werken elkaar dus tegen. De een verzuurt, de andere alkaliseert; de een vormt zuurstof, de andere reduceert zuurstof, de een vormt CO2 en de andere bindt weer CO2. In hoeverre Uw planten (en vissen) daar baat bij hebben kan ik niet beoordelen.

Ik vraag me af of Uw aquariumwater overal dezelfde samenstelling heeft. Het kan zijn dat de geleidbaarheidsmeting tot plaatsafhankelijke resultaten leidt.

Bovendien, U kunt alleen maar de pH meten als U de electrolyse uit zet. Door de electrolyse krijgt U een potentiaalgradient in het water. Dat geeft een meetfout bij de pH meting. U kunt dat controleren door tijdens de pH meting de electrolysestroom aan/uit/aan/uit te schakelen. Dat mag geen invloed hebben op de uitslag van de pH meter.

Verder: U werkt dus met vier of zes electroden tegelijk in een aquariumbak. Daarvan mag er maar een geaard zijn. Welke, hangt af van Uw apparatuur.

Ook Uw geleidbaarheidsmeting kan worden verstoord door de electrolyse. Ook hier moet U via aan/uit schakelen het effekt controleren. Dit ligt echter moeilijker omdat geleidbaarheid met wisselstroom gemeten wordt. Dat maakt de gevoeligheid voor de electrolyse minder.

[kastanje57]

Dank je wel voor het heldere antwoord. Ik begrijp nu veel beter het hoe en waarom van wat ik meet.

Inderdaad verandert de pH bij het uitschakelen van het elektrolyse apparaat.

Het eventueel veranderen van de geleidbaarheid test ik de komende tijd wel uit evenals het meten op verschillende plaatsen en diepten.

Er hangen inderdaad drie elektroden in het water, de pH meting, de geleidbaarheid meting en het elektrolyse apparaat. Ik wist niet dat deze invloed op elkaar hadden al had ik de pH meting wel zien veranderen bij het uit- en inschakelen van een of meer van deze apparaten. Die verandering ligt in de orde van grootte van 0,05 tot 0,1 pH bij een pH waarde die 6,9 in de morgen en 7,2 in de avond is.

Overigens, de fabrikant van het apparaat claimt dat de koolstof plaat verbruikt wordt door de vorming van CO2 als reaktie van de onstane zuurstof met de koolstof plaat. Zelf heb ik dat niet kunnen konstateren. Ik gebruik het ding nu zo'n anderhalf jaar en de koolstofplaat blijft wat het is, alleen de hardheid van het water daalt langzaam. (zacht water is in de meeste tropische aquaria een gewenste situatie en dus goed.) Deze bijwerking van het apparaat komt mij dus goed uit. Ik kan verversen met middelhard kraanwater en het wordt vanzelf zachter na enkele dagen tot een week.

groetjes, Hans

[hzeil]

Kastanje 57,

De electrolysestroom veroorzaakt een electrisch veld in Uw gehele aquarium. Maar dat veld is wel plaatsafhankelijk. Als U eenmaal een plaats gekozen hebt voor de koolstofplaten kunt U via trial and error de beste plaats zoeken voor de electroden voor de pH meting. Via roteren vindt U daarbij de stand voor de minste interaktie. De drie electrode systemen die U gebruikt moet je elk dubbeltellen. U werkt dus met in totaal zes electroden. Waarschijnlijk is daarbij maar een van de zes geaard. Welke kunt je met een universeelmeter experimenteel vaststellen.

Overdag, met zonlicht en electrische verlichting, verbruikt U CO2 voor het assimilatieproces. Hierdoor stijgt de pH en aan het eind van de dag is de pH waarde het hoogste. 's-Nachts, in de duisternis, is er geen assimilatie

meer en daalt de pH weer door CO2 opname uit de lucht en door de stofwisseling van de dieren in Uw aquarium.