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Für Chemiker

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Manaus
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Anmeldungsdatum: 01.01.2009
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BeitragBeitrag #1 vom 02.10.2016 - 10:38  Titel:  Für Chemiker

Hallo Forengemeinde,
Ich hätte einige Fragen zu Huminstoffen aus natürlichen Substraten:
Ich möchte aus Substraten wie Bucheckernhülsen, Buchenlaub, Eichelhülsen, Eichenlaub, Eichenholzextrakt, Kiefernzapfen, Erlenzapfen und Torf ein Konzentrat herstellen. Z.B. bei Bucheckernhülsen 1,6g TS/l (TS= Trockensubstanz). Brauch also für 100l Aquarium 160g Bucheckernhülsen die ich in Osmosewasser zum auslaugen gebe (wie ein Teesackerl). Weis jemand wie hoch der Sättigungsgrad der oben genannten Substrate ist (also g TS/l)? Will ja nicht zu viel oder zu wenig Wasser nehmen.

Wenn ich dann die Lösung aufkoche, also reduziere, verdunstet dann nur das Wasser oder auch die Lösungsstoffe?

Vielen Dank mal im Voraus für eure konstruktiven Antworten.

Gruß JosefManaus
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Harold Weiss
Team Zierfischforum
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BeitragBeitrag #2 vom 02.10.2016 - 11:50  Titel:  

Hallo Josef,

wieviel Wasser Du nehmen musst, kann ich Dir nicht sagen.
Zu Deiner Frage
Zitat:
Wenn ich dann die Lösung aufkoche, also reduziere, verdunstet dann nur das Wasser oder auch die Lösungsstoffe?

Es verdunstet immer nur reines Wasser. Alles im Wasser Gelöste bleibt drin. Darum wird z. B. Salzwasser durch Verdunstung immer salziger.

Liebe Grüße

Harold
oli
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Anmeldungsdatum: 11.08.2006
Beiträge: 322

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BeitragBeitrag #3 vom 02.10.2016 - 15:23  Titel:  

Hallo Josef,

Ein interessantes Projekt hast du da am Start! Nachdem ich das recht spannend finde, hab ich ein bisschen gestöbert. Zum Torf habe ich je nach Zersetzungsgrad einen Gehalt an Huminstoffen von bis zu ca 30% (Hochmoortorf) gefunden. Zu deinen anderen gewünschten Rohstoffen leider nichts konkretes. (Nur noch ein Beispiel von Laubkompost (13%), daher würd ich den Gehalt von modrigem Laub mit maximal 10% ansetzen).

Ich denke, du wirst das in der Praxis selbst herausfinden müssen. Zu beachten ist auch, welche Huminstoffe du gewinnen willst bzw. in den fertigen Extrakten vorhanden sein sollen. Da spielt nämlich der pH-Wert für die Löslichkeit noch eine wichtige Rolle. (Einige Huminstoffe sind im basischen und sauren löslich, andere nur im basischen. Andere wiederum garnicht löslich.) An deiner Stelle würde ich wohl mit dem Torf beginnen und den theoretischen Gehalt mit 30% ansetzen. Dann die Stoffe aus dem Torf in warmen/heißen Osmosewasser lösen (vielleicht 100g Torf auf 1L Wasser), danach den Torf entfernen und die Lösung einkochen (so hättest du einen theoretischen maximalen Huminstoffgehalt von 30g/L). Den entnommenen Torf kannst du später nochmal mit neuem Osmosewasser ansetzen und schauen, ob es noch zu einer deutlichen Farb/pH-Wert Änderung des Osmosewassers kommt. Sollte das der Fall sein, dann beim nächsten Aufbau mehr Osmosewasser zum lösen verwenden. Bei der eingekochten Lösung wirst du den Sättigungspunkt in der Praxis dann selbst herausfinden müssen. Sobald dir Stoffe aus der (abgekühlten) Lösung ausfallen, hast du die maximale Löslichkeit überschritten (bzw. der vorhandene pH-Wert ist für die optimale Löslichkeit ungeeignet). Sobald dir etwas ausgefallen ist, könntest du dieses auch als eine Fraktion abtrennen, und die weitere Lösung gesondert weiterkochen und schauen was passiert (siehe oben: unterschiedliche Löslichkeiten der verschiedenen Huminstoffe).

Hier noch zwei interessante Links, die ich gefunden habe: * Einloggen, um Links zu sehen * Einloggen, um Links zu sehen (Speziell Punkte Nr. 4 und 8 sind interessant)

LG oli
Manaus
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Anmeldungsdatum: 01.01.2009
Beiträge: 4

Fische: 14

Status: Offline

BeitragBeitrag #4 vom 03.10.2016 - 06:05  Titel:  

wieviel Wasser Du nehmen musst, kann ich Dir nicht sagen.
Zu Deiner Frage
Zitat:
Wenn ich dann die Lösung aufkoche, also reduziere, verdunstet dann nur das Wasser oder auch die Lösungsstoffe?

Es verdunstet immer nur reines Wasser. Alles im Wasser Gelöste bleibt drin. Darum wird z. B. Salzwasser durch Verdunstung immer salziger.

Das mit dem Salzwasser aufkochen, weiß ich. Wollte nur fragen ob bei den obigen Substraten auch alles in der Lösung bleibt. Oder irgendwie zerstört werden.

Hinzugefügt nach 14 Minuten:

Hallo oli

danke mal für deine Antwort. Betreibe 4 Aquarien die sich seit 1990 angesammelt haben. 3 Südamerika, 1 Regenbogenbecken.
Von 180l, 375l, 336l und 1000l. Im großen Becken schwimmen die Disken. Hab im Buch Symposiumband: Verhalten der Aquarienfische (2) vom Birgit Schmettkamp Verlag, den Bericht auf Seite 169 "Die Wirkung von Huminstoffen aus natürlichen Substraten auf Fische und Wasserchemie" von Helmut Wedekind gelesen. Der mit diesen Substraten in 10 Aquarien je 25l Wasser 18,5 dGH, 9 dKH, Leitfähigkeit 790 µS/cm, NH4 <0,001, NO2 <0,004, NO3 6,5 mg/l, pH 8,3, Säurebindungsvermögen (SBV) 3,2 einen Versuch gemacht hat. Besatz: 6 Rote Neon, 6 Glühlichtsalmler, 2 Kakadu-Zwergbuntbarschen und 1 Antennen-Harnischwels. Abgebildet sind auch die verschiedenen Tabellen mit den entsprechenden Ergebnissen. Sehr lesenswert gibt's beim großen Versandhaus um ¤10,00. Möchte hier keine Werbung dafür machen.

Weis schon, dass es ein Aufwand ist um die verschiedenen Substrate aufzubereiten. Mir geht es jedoch ebenfalls um einen Test. Möchte nur eben wissen, ob ich die 160g des jeweiligen Substrat in 5l oder 10l Osmosewasser ziehen lassen soll. Danach muss ich ja die Lösung aufkochen um 0,5l Konzentrat zu bekommen (beim kochen in der Küche nenn man das "reduzieren" der Sauce). Will ja keine 8 mal 10l Kanister herumstehen haben. Anschließend kann ich die verschiedenen Substrate zusammenmischen, um eine neue Huminstoffmischung herzustellen. Darum die Frage, ob beim Kochen nur Wasser verdampft.

Mit aquaristischen Grüßen

Josef
Kual
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Anmeldungsdatum: 14.08.2015
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BeitragBeitrag #5 vom 03.10.2016 - 07:09  Titel:  

Eines lassen hier alle außer Acht: was passiert mit den Huminstoffen, wenn die Lösung gekocht wird? Anzunehmen, dass es hierbei durch die hohen Temperaturen keine Veränderungen in diesem komplexen Gemisch aus organischen Verbindungen gibt wie bei NaCl, halte ich für einen Irrglauben.

Trotzdem kann man das ja mal experimentell versuchen und schauen, was dabei rauskommt. Ist halt reines Glücksspiel, immerhin variiert die Zusammensetzung der Huminstoffe.

Eine Option wäre die Vakuum Destillation bei niedriger Temperatur, die routinemäßig für die Gewinnung pflanzlicher Inhaltsstoffe die temperaturempfindlich sind, herangezogen wird. Leider ist das für den Hobby Chemiker schon ziemlich aufwändig und kostspielig.
w4tel
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BeitragBeitrag #6 vom 03.10.2016 - 08:43  Titel:  

"Ist halt reines Glücksspiel"

das kann ich unterschreiben. ich hab einmal mit 5(!) erlenzäpfchen 80l aquarienwasser derart intensiv gefärbt, daß es mehrfacher ausgiebiger teilwasserwechsel bedurfte, um wieder hindurchzusehen. der gehalt variiert nach fundort, alter, witterung etc.

mit kiefernzapfen wäre ich vorsichtig, da diese zudem ätherische öle enthalten. inwieweit diese allerdings eine "reduzierung" überleben würden, kann ich dir nicht sagen
oli
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Beiträge: 322

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BeitragBeitrag #7 vom 03.10.2016 - 09:16  Titel:  

Hallo nochmals,

Zitat:
Möchte nur eben wissen, ob ich die 160g des jeweiligen Substrat in 5l oder 10l Osmosewasser ziehen lassen soll.


Rein gefühlsmäßig müssten die 5L für eine nennenswerte Ausbeute reichen, das sind dann immerhin nur 32g/L TS und somit maximal ca 10g/L Huminstoffe (eher viel weniger). Mit den 10L ist deine Ausbeute vielleicht um ein paar Prozent höher, aber das ganze ist umso platz/arbeitsaufwändiger. 100% lassen sich in einem Arbeitsschritt ohnehin schwer extrahieren, egal wie viel Lösungsmittel man verwendet. Bei den Zapfen und Eckern würde ich vorschlagen, diese vor der Exktraktion zu zerkleinern um die Ausbeute zu erhöhen.

Zitat:
Danach muss ich ja die Lösung aufkochen um 0,5l Konzentrat zu bekommen.


Ob diese 0,5L dann reichen, um deine extrahierten Stoffe in Lösung zu halten, wirst du dann selbst feststellen.

Zitat:
Eines lassen hier alle außer Acht: was passiert mit den Huminstoffen, wenn die Lösung gekocht wird? Anzunehmen, dass es hierbei durch die hohen Temperaturen keine Veränderungen in diesem komplexen Gemisch aus organischen Verbindungen gibt wie bei NaCl, halte ich für einen Irrglauben.
Eine Option wäre die Vakuum Destillation bei niedriger Temperatur, die routinemäßig für die Gewinnung pflanzlicher Inhaltsstoffe die temperaturempfindlich sind, herangezogen wird. Leider ist das für den Hobby Chemiker schon ziemlich aufwändig und kostspielig.


Du hast natürlich recht, dass die schonende Vakuumdestillation das Verfahren der Wahl ist, wenn man so ein komplexes (und teilweise unbekanntes) Gemisch vorliegen hat. Ich schließe jetzt einmal aus, dass Josef eine solche Apparatur zur Verfügung stehen hat.

Habe jetzt noch den Hinweis gefunden, dass Huminstoffe unter 400°C zumindest einmal nicht zu Kohlenwasserstoffen entfunktionalisiert werden können. Das gibt Hoffnung, dass auch bei 100°C die Strukturen zumindest überwiegend erhalten bleiben. Da die Huminstoffe selbst ja schon Zersetzungsprodukte sind, sollten sie nicht allzu temperaturempfindlich sein wie andere Naturstoffe. Verdampfen wird von den Huminstoffen, wie schon von den Vorrednern gesagt, aufgrund der hohen Molmassen nichts.

LG oli
Manaus
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Anmeldungsdatum: 01.01.2009
Beiträge: 4

Fische: 14

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BeitragBeitrag #8 vom 04.10.2016 - 19:59  Titel:  

Na das sind schon gute Aussagen dabei. Eine Vakuumdestilation habe ich nicht, jedoch ein Kelomat steht da in der Küche rum. Werd dann der reihe nach die einzelnen Substrate einzeln in Osmosewasser einige Tage auslaugen und dann einzeln reduzieren. Abschließend dann in einem 2 Liter Kanister oder was ich finde versuchsweise mischen um dann mein Südamerika Becken vorsichtig "einschwarzwassern".

Gruß Josef
oli
Mitglied
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Alter: 25
Tierkreiszeichen: Ziege
Anmeldungsdatum: 11.08.2006
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BeitragBeitrag #9 vom 06.10.2016 - 17:47  Titel:  

Hallo Josef,

Der Kelomat wird da nichts nutzen bzw. würde das Gegenteil bewirken. Durch den niedrigeren Druck in der Vakuumdestillation sinkt der Siedepunkt des Wassers, sodass es sich bei einer geringeren Temperatur schonend abdampfen lässt. (Das ist aber auch nur für temperaturempfindliche Substanzen von Bedeutung.) Koche daher die Lösungen einfach in einem offenen Gefäß ein. Wie dem auch sei, ich bin gespannt auf deinen Bericht, wie das ganze geklappt hat und ob du Verhaltensänderungen feststellen kannst. Smile

LG oli
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