CO2

CO2 is een gas dat van nature in de atmosfeer voorkomt. Aangezien het ook oplosbaar is in water heeft het ook een belangrijke invloed op het aquariumgebeuren.

CO2 is namelijk het gas dat vissen net als wij uitademen. Het dient tevens als voedingsstof voor planten aangezien ze hiermee aan fotosynthese doen.

Invloed van CO2 op het aquarium

De CO2-concentratie van het water mat niet te laag zijn aangezien er voldoende CO2 aanwezig moet zijn om als voedingsstof voor planten te dienen.
De CO2-concentratie mag echter ook niet te hoog zijn. De vissen in het aquarium gebruiken deze stof namelijk ook om hun ademhaling te regelen.

Een goed compromis is een koolstofdioxideconcentratie tussen de 10 en de 60 ppm.

En in plantenaquaria zonder vissen?

En hoe zit het bij plantenaquaria zonder vissen? Mogen we daar de grens van 60 ppm CO2 wel overschrijden? Helaas na een tijdje zullen ook planten het moeilijk krijgen. Ergens tussen de 60 en 400 ppm CO2 zal de plantengroei stoppen of sterk vertragen. (bronvermelding?)

Een nog hoger CO2-gehalte is zelfs niet haalbaar. Men zou zoveel CO2 in het systeem moeten pompen dat dit nooit rendabel zal zijn! Kortom: de grens van 60 ppm een klein beetje overschrijden kan misschien geen kwaad, maar je zal dan vooral zelf moeten nagaan hoe goed de planten blijven groeien.

CO2-concentratie bepalen in het aquarium.

Er zijn enkele verschillende methoden om de CO2-concentratie in het water te bepalen. Hieronder de 2 meest voorkomende.

Een CO2-continutest

Bij een CO2-continutest wordt er een klein reservoir gevuld met een pH-indicator. Deze tank staat in contact met het aquariumwater onder een afgesloten atmosfeer. Hierdoor komt er (met vertraging) een evenwicht tussen het CO2-gehalte in deze atmosfeer en in het aquariumwater. Even later komt ook de indicatorvloeistof in het kleine reservoir in evenwicht met de afgesloten atmosfeer en zal de pH hierin veranderen onder invloed van de CO2. De kleurindicator geeft bijgevolg een indicatie van het CO2-gehalte.

Nadelen van deze CO2-continutest

  • Wanneer de pH beïnvloed wordt door andere gasvormige zuren of basen is de meting niet langer correct.
  • Wanneer na een tijdje de indicator slecht wordt is de meting niet langer correct.
  • De kleurindicator is erg onnauwkeurig.
  • Een kleine afwijking in de samenstelling van de indicator geeft een incorrecte meting.
  • Bacteriën kunnen de indicator beïnvloeden waardoor de kleurveranderingen niet kloppen.
  • Chemische of biologische veranderingen in de indicator kunnen een negatieve invloed hebben op de correcte meting omdat deze het CO2-gehalte in de indicator zelf mogelijk beïnvloeden terwijl deze voor een goede werking alleen beïnvloed zou mogen worden door het CO2-gehalte in de afgesloten atmosfeer.
  • Aangezien de indicator geregeld moet worden vervangen hangt er ook een kostprijsje aan deze methode. Misschien is deze kostprijs klein. Maar de volgende besproken oplossing is gratis!

Gebruik maken van een pH, kH-tabel.

De pH, kH (HCO3-) en CO2 kunnen als chemisch evenwicht als volgt worden omgeschreven:

Ka = [CO2] / [H3O+][HCO3-]

en

pH = - log (a [H3O+])

De CO2 zou je dus erg makkelijk kunnen uitrekenen als [CO2] = Ka[H3O+][HCO3-]

Helaas zit de berekening een beetje ingewikkelder in elkaar want in werkelijkheid staat de kH ook voor carbonaten en niet alleen voor bicarbonaten en wordt het evenwicht hiertussen ook beïnvloed door o.a. de pH.
Maar er is ook goed nieuws. Je hoeft deze berekening nooit zelf te maken. Voor vrijwel elke mogelijke combinatie pH en kH is dit namelijk al gebeurd en al deze resultaten zijn eenvoudig terug te vinden in diverse pH,kH-tabellen. Meestal zit er zo'n tabel bij de testsets die je kan gebruiken.

Voordelen van de pH, kH-tabel

  • Altijd betrouwbaar.
  • Kosteloos
  • Nauwkeurig (tenzij de nauwkeurigheid van de pH- of kH-bepaling te wensen over laat, maar zelfs dan nog nauwkeuriger dan de CO2-continu-test)
  • Overzichtelijk

Fabel i.v.m. pH, kH-tabellen.

Men beweert vaak dat deze tabellen onbruikbaar worden wanneer er gebruik gemaakt wordt van pH-verlagers of -verhogers of turfgranulaat] als filtermateriaal. Een blik op bovenstaande vergelijking leert echter al snel dat dit niet kan. De schrijvers van deze onwaarheden hebben geen idee hoe deze tabellen in werkelijkheid werken en beweren dat ze enkel werken als er CO2 gebruikt wordt om de pH te wijzigen. Deze tabellen zijn echter opgesteld aan de hand van bovenstaand chemisch evenwicht en gelden altijd! Een belangrijke eigenschap van een systeem in evenwicht is namelijk dat het veranderingen probeert tegen te werken om terug in evenwicht te komen. Dit heet het principe van Le Châtelier. In praktijk betekent het dat het niet uitmaakt welke parameter gewijzigd wordt: de anderen zullen volgen om het evenwicht te herstellen. Het doet er dus niet toe of er gebruik wordt gemaakt van CO2 of eender welk ander zuur. Ter vergelijking: bij ammoniakproblemen helpt het ook zonder problemen om om het even welk zuur te gebruiken om het ammoniak om te zetten in onschadelijk ammonium. Een tweede reden die vaak wordt opgegeven om aan te tonen dat deze tabellen onbruikbaar zijn is dat de kH-test meestal titrimetrisch het bufferend vermogen van het water bepaald. Het bepaald dus niet alleen de kH maar tevens alle andere bufferende stoffen in het water. De kH-test zou in dat geval dus steeds te hoog zijn. Voorbeelden van dit soort bufferende stoffen zijn bijvoorbeeld fosfaat, nitraat en humuszuren uit turf. In praktijk is dit effect echter verwaarloosbaar aangezien fosfaat en nitraat in een gezond aquarium slechts in geringe hoeveelheden aanwezig zijn (of mogen zijn) en humuszuren worden afgebroken. De werkelijke hoeveelheid extra bufferende stoffen is zo verwaarloosbaar klein dat deze geen verschil kan maken op de kH-bepaling.