結果 Oh! Life

懲りずに書いてみたりする結果オーライな日記



20107月01

MgSO4によるマグネシウム添加

この記事を含むタグの全記事リスト: 水質コントロール

薬局に注文しておいた硫酸マグネシウムが届きました。

硫酸マグネシウム

和光純薬工業の硫酸マグネシウム七水和物で、特級99.5%です。1,050円でした。
化学記号はMgSO4・7H2Oで、分子量は246.48です。
見た目は味の素(笑)
舐めると、何とも言えない苦味がありました。苦味と言うか、渋苦いと言う感じかな。
ちなみに便秘に良いそうです。緩くなるとか。

で、これを添加して水槽のマグネシウム濃度を上げたいのですが、ご存知の通り、僕は化学が超苦手で、スイヘイリーベの呪文しか知りません。しかも意味も知らず♪
が、さすがに訳も判らず薬品をいじるのは怖いので、ちょっとお勉強してみましたよ。
化学の本なんて20年以上ぶりに読みました。当時もほとんど開かなかったけど。。。
実は先日、以前からも光合成色素のスペクトル吸収図の引用等で贔屓にしているフォトサイエンスと言うシリーズの化学版を本屋さんで見つけました。僕のような素人でも非常に判りやすいお気に入りのシリーズです。数研出版の「視覚でとらえるフォトサイエンス化学図鑑」と言うもので、価格は850円。こんなに詳しくて写真がてんこ盛りで、しかも千円でお釣りが来るなんて、信じられます?
ちなみに同シリーズの生物図鑑もお勧めです。こちらは880円。安いでしょ?
すっかり数研出版のファンです♪

さて、話を戻して、このお勉強の成果を疲労もとい披露しましょう。
間違ってたらご教示くださると嬉しいです。
以下、カルクワッサーとマグネシウムの添加に関する分量の計算方法です。

水酸化カルシウム - Ca(OH)2

カルクワッサーは基本的に飽和石灰水の上澄みを添加するので分量はあまり気にしてませんが、厳密に溶解度を意識すれば沈殿量が減らせて経済的かも?

溶解度 : 0.170% (25℃) - 1Lに1.7gの水酸化カルシウムが溶解可能

●原子量
カルシウム : 40.1
      酸素 : 32.0 (16.0×2)
      水素 :  2.0 (1.0×2)

●飽和石灰水1Lのカルシウム濃度
1.7 * 40.1 / ( 40.1 + 32 + 2 ) ≒ 0.92g = 920ppm

●100Lに溶液1L入れると
920 / 101 = 9.1ppm↑

●5Lに溶液100cc入れると
0.17 * 40.1 / ( 40.1 + 32 + 2 ) ≒ 0.092g = 92ppm
92 / 5.1 = 18ppm↑

僕の5L水槽ではいつも100ccのカルクワッサーを添加しているので、計算上は18ppm上昇している計算になります。はず。

硫酸マグネシウム7水和物(99.5%) - MgSO4・7H2O = 246.48

硫酸マグネシウムは溶解度が高く、飽和させると量が多すぎるので、きちんと分量を割り出して添加する必要があります。

溶解度 : 36.4% (25℃) - 1Lに364gの硫酸マグネシウムが溶解可能

●原子量 (分子量 = 246.48)
マグネシウム :  24.3
        硫黄 :  32.1
        酸素 :  64.0 (16.0×4)
        水素 :  14.1 (1.0×2×7)
       酸素 : 112.0 (16.0×7)

●飽和硫酸マグネシウム溶液のマグネシウム濃度
364 * 24.3 / 246.48 ≒ 35.883g = 35883ppm

●100Lに溶液1L入れると
35883 / 101 = 355.3ppm↑

●100ppmの溶液を5L作るには (5L水槽を100ppm上昇させるには)
a) 100 / 35883 * 364 * 5 = 5.072g ≒ 5g
b) 100 * 246.48 / 24.3 * 5 = 5071.6mg ≒ 5g
原液を100ccとする場合
a) 100 / 35883 * 364 * 4.9 = 4.97g ≒ 5g
b) 100 * 246.48 / 24.3 * 4.9 = 4970.2mg ≒ 5g
100ccに5gを溶く (100ccには36.4gまで溶解可能)

●カルシウムの3倍として約60ppm上昇させるなら
5 * 60 / 100 = 3g

カルクワッサーに合わせて約3倍のマグネシウム濃度の添加を目指したいので、とりあえず100ccに3gの硫酸マグネシウムを溶いて添加しようと思います。

ちなみにマグネシウムと同時に硫酸イオンも増加しますが、海水の成分のうちマグネシウムが1,300ppm、硫黄が930ppmとのことなので、この添加でも比率的に似たような上昇(厳密には硫黄がちょい多めになるけど)になるので特に問題は無いかしら?と考えてます。海草に吸収されたり、大気に放出されたり(磯の香り)しますから。
海草が増えたら良いなぁ♪

ところで、塩化マグネシウムでも良さそうなんですが、やはり塩酸負荷と言うトラウマがあるので、ちょっと億劫です。この場合はナトリウムも足す必要があると記憶しています。(昔スーリンに塩化カルシウムで教わったことを適用するならば)
で、どんどん塩辛くなっていく=塩分濃度が上昇していく、と。(塩化ナトリウム↑)

5L水槽に対するカルシウムとマグネシウムの添加量

飽和石灰水100cc + 硫酸マグネシウム3g → Ca:18ppm↑ + Mg:60ppm↑

もちろん、個別に添加します。混ぜたらどうなるか判らないので(汗)
化学式が判れば、色んな添加剤の混合液とか作れるんだろうなぁ。。。

さて、本当にコレで合ってるのかしら?
もっと勉強して、化学式も判るようになりたい♪

参考文献:
視覚でとらえるフォトサイエンス化学図鑑/数研出版

このエントリーをはてなブックマークに追加

こちらのエントリーもどうぞ♪


20107月01

BioPellets実験2:最終日14日目

この記事を含むタグの全記事リスト: BioPellets実験

6/17から始めたバイオペレット実験2の14日目、最終日の報告です。

なかなかうまくいかないもんです。

バイオペレット実験2の最終結果

いつものように左からA槽、B槽、C槽です。
比色結果がいずれも濃くて各槽の濃度の差異が判りづらいので、敢えて比色1分後の画像(写真左)も用意してみました。C槽がもっとも薄いことは事前に判っていたので、敢えて試薬投与はC槽から始めています。それでも尚C槽が薄いことを見てもらうためです。
この結果では、C槽の硝酸が最も低く、目視で約20ppm、次いでA槽で20ppmちょい、B槽が一番高くて30ppmくらいはありそうです。

但し注意点としては、当初の試薬で20ppmで開始しましたが、先の案内の通り途中で試薬が新しくなり、極端に比色が濃くなったため、最終的に開始時よりも比色の濃い値での終了となってしまったことです。
しかし実際には硝酸塩は開始時から徐々に低くなっていって終了したはずで、あくまでも比色結果は試薬の差だと判断しました。
また、途中で試薬を変えると混乱の元だと反省し、たとえ試薬の値にずれがあろうとも、実験中は一貫して同じ試薬で通すべきだと認識しました。最低でも低くなっていく経過が判れば良いと思うので。

で、何が難しかったかと言うと、エアレーションを利用した流動フィルターの実現です。バイオペレットの撹拌を優先すると槽内の水流が確保できないし、かと言って水流を優先するとバイオペレットの通水が得られないし、通算で5回以上作り変えましたが、結果は上の写真をごらんの通り、A槽の砂による脱窒にも負ける有様。。。これは水流の確保と流動フィルターの撹拌をひとつのエア源で一元化することにこだわった報いだと反省し、第三弾ではエアレーションと流動フィルターのエア源を分離し、個別に設置して再スタートしようと思います。

結局、バイオペレット実験2でまともに得られたデータは、A槽とC槽の比較でしょうか。A槽では砂だけの脱窒、C槽では砂の脱窒に加え、砂の上にばら撒いたバイオペレットによる脱窒があり、当然C槽の方が硝酸塩は若干低くなった、と言う結果に落ち着きました。しかし濃度の高いものどうしの比較なので、判ったような判らないような曖昧な結果ですね(汗)

さて、バイオペレット実験3の準備ができました。

バイオペレット実験3の設備

A槽は今までと同じ構成で、砂とエアレーションのみ。
B槽はA槽と同じように独立したエアレーションを設置し、それとは別のエア源を利用した流動フィルターにバイオペレットを収容して設置しました。
C槽も今までと同じ構成で、砂とエアレーション、そして砂の上にバイオペレットをばら撒いてます。

但し、B槽とC槽のバイオペレット量はこれまでの2倍(規定量の2倍、各4cc分)にしました。これはより早く実験結果を出すためです。生体は入っていないし、水質を見るだけなので、特に問題は無いと考えてます。

更に、第三弾では低い硝酸塩濃度から開始するため、第二段のA槽の海水を希釈し、約3~4ppmの硝酸塩濃度の海水を作って、それを各槽に1Lずつ投入しました。これはB槽やC槽の海水を使うと、バイオペレットによる過剰な細菌が含まれる可能性があり、それが結果へ影響を与えることを危惧したためです。事実、最終日でのB槽の海水はA槽よりも若干黄ばんで見えました。バイオフィルムの剥離したような浮遊物も無数に確認できましたので、何らかのバイオペレットによる影響だろうと推測しています。また、このことからバイオペレットの撹拌が強すぎた感もあるので、第三弾では独立したエアにより撹拌量を細かく調整しようと思います。

バイオペレット実験3の開始時の硝酸塩濃度は以下の通りです。

バイオペレット実験3の開始時の硝酸塩

これなら長くても一ヶ月もすれば結果が判るだろうと期待しています♪
写真では5ppmに見えますが、目視では3~4ppmと言う感じです。
これならA槽の砂だけでも早々にゼロになりそうな値ですけど(笑)

では、また定期的にご報告していきます。

このエントリーをはてなブックマークに追加

こちらのエントリーもどうぞ♪




コンテンツ

スペクトラ LEDスペクトラ解説