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20107月01

MgSO4によるマグネシウム添加

マリンアクアリウム エイジ 03:35
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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

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コメントとトラックバック

  1. 1. TAKA 2010/07/01 07:17

    ども~
    こういう便利なツールもあったりします。
    カルクはLimewater、硫酸マグネシウムはEpsom Saltを選択すれば良いです。水量に対してどのくらい各種濃度を上昇させたいかすぐに出してくれます。
    エイジさんの計算方法を検証してませんが、下のツールだと大体同じ値でした。
    http://home.comcast.net/~jdieck1/chemcalc.html

  2. 2. エイジ 2010/07/01 15:16

    あら。これ便利♪
    概ね合ってるみたいですね。良かったぁ。

    水温の設定が無いから固定なのかな?何度だろう。
    カルクワッサーに関してはその差が出たのかも。ま、10ccですが。
    マグネシウムは小数点四捨五入しなければほぼ値は一致してました。

    それよりも石灰水がlime water、MgSO4・7H2OがEpsom salts(しゃり塩)と言うのが勉強になりました(笑)

    情報ありがとございます!

  3. 3. スーリン 2010/07/01 15:31

    結論から言って、5リットルの海水のマグネシウムを60ppmあげるなら3gの水和硫酸マグネシウムでOKですよ。
    でも、添加も、計算ももっと簡単にできます。

    まず計算;
    水和硫酸マグネシウム(MgSO4・7H2O)の分子量;24.3+32+16×4+7×2+7×16=246.3
    マグネシウムの分子量は24.3だから、水和硫酸マグネシウム中にマグネシウムは24.3/246.3=0.0987=約0.1
    だから、水和硫酸マグネシウム重さの10分の1だけ、マグネシウムが上がる計算です。

    5リットルの海水でマグネシウムを60ppm上げたいなら、300mgのマグネシウムを入れれば良く、すなわち、3gの水和硫酸マグネシウムを入れればよろしいです。

    入れ方はもっと簡単。
    硫酸マグネシウムは淡水でも海水でも良く溶けるので、水槽の水をコップで掬い、3gの水和硫酸カルシウムをどばっと入れ、かき混ぜ、上澄みを水槽に戻し、残りの硫酸マグネシウムを溶かすために、また海水を掬ってかき混ぜ、上澄みを水槽にもどす。
    これを、2,3回やればほぼ全部溶けるでしょう。
    マグネシウムイオンや硫酸イオンは、海水に大量に含まれている元素だから、結構大胆な添加で大丈夫ですよ。

    塩化マグネシウムより硫酸マグネシウムの方が適しているわけ;塩素イオンは入れたら換水以外取り出せませんが、硫酸イオンは徐々に減っていくイオンだからってのも理由のひとつ。

    あと、薄い溶液ではカルシウムはかすかな甘み、マグネシウムは渋い苦みを出します。
    淡水で硬度の高い水はCaとMgの比でだいたい味が決まります。
    豆腐を作るにがりは、マグネシウム塩が主なので「にがり」
    でも、薬品はあんまり大胆に舐めちゃダメよ。

  4. 4. エイジ 2010/07/01 16:26

    スーリン、おひさしです!

    と言うことは僕の5L水槽の場合、一度に100ppm以上入れる気は無いから、大まかに硫酸マグネシウム1gあたり20ppm上昇すると考えておいて問題なさそうですね。
    で、カルクワッサー100ccに対しても3g併用する、とインプットしておきます。
    判りやすいのありがとです♪
    とりあえず週一くらいで水質見ながら入れてみようと思います。

    舐めたのは、事前に便秘に良いと見かけたので、だったら舐めても良いかな、と(汗)
    基本怖がりなので、何かしら裏が取れないと舐めないようにしてます(笑)
    昔、人工海水も友人に舐めさせてから舐めたくらいで♪

  5. 5. スーリン 2010/07/01 16:31

    あっそうそう、言い忘れていたけど、硫酸マグネシウムは空気中の湿気を吸ってどんどん重くなります(マグネシウム含有量は下がる)。
    終いには、溶けて液体になって流れ出します。
    これを「潮解」といいます。
    密閉には気をつけてね。

    >舐めたのは、事前に便秘に良いと見かけたので、だったら舐めても良いかな、と(汗)

    緩下剤として医療用では酸化マグネシウム(そのまま)を使います。
    試薬は、他の不純物が入っていることがあるので、注意してね。

  6. 6. エイジ 2010/07/01 16:55

    潮解、了解です。
    化学の本にも書いてあったので、厳重に密閉してます。
    乾燥剤でも入れた方が良いのかしら?
    それよりも湿気やすい?

    不純物も了解です。
    ん。酸化マグネシウムは水槽に適してますか?

  7. 7. スーリン 2010/07/01 17:39

    >乾燥剤でも入れた方が良いのかしら?

    マグネシウム自体が乾燥剤に使われるくらいだから、「密閉」で良いと思います。
    最後の手段として、焼いて無水硫酸マグネシウムにするっててもありますが。

    >ん。酸化マグネシウムは水槽に適してますか?

    水槽の中で炭酸マグネシウムとして沈殿するからあまり良くない。

    思い出話:
    十数年前に、酸化マグネシウムから炭酸マグネシウムを作り(水槽外で)、マグネシウムメディアを作ったことがあるのですが(当時はマグネシウムリアクターやマグネシウムメディアなんて売ってなかったし)、スキマーを外したうちの水槽はマグネシウムが下がらず、そのままお蔵入りとなってしまった。

  8. 8. エイジ 2010/07/02 00:46

    試しに数グラム放置してみましたが、2時間経っても変化無しでした。
    湿度にもよるでしょうけど、半日とか一日とかもっと掛かるのかな?
    あるいは見た目サラサラでも微妙に湿気ってるとか。

    マグネシウムって普段そんなに減らないものなら、一度調整したらあとは換水まで保持されると考えても差し支えないのかな?
    うちは特にサンゴも生体もほとんど入ってないし、問題のカルシウムも海水の銘柄変えたらそれ以来ほぼ450ppmをキープ出来ているようだし、あとは換水後にマグネシウムだけ希望値に調整して、あとは放置で良いのかも(汗)

  9. 9. スーリン 2010/07/02 15:39

    >半日とか一日とかもっと掛かるのかな?

    週とか月の単位です。
    タンスの防湿剤なんかもそのくらい持つでしょう。

    >マグネシウムって普段そんなに減らないものなら、一度調整したらあとは換水まで保持されると考えても差し支えないのかな?

    水槽によって違いますから一概には何とも言えませんね。
    うちは、コラリスメディア、スキマー無しで、年余にわたりマグネシウムの低下はありません。
    メディア中のマグネシウムとサンゴの取り込みが均衡しているのだと思っています。

  10. 10. エイジ 2010/07/03 05:01

    あ。そんなに掛かるのか。じゃ、密閉で大丈夫そうですね。

    コラリスってマグネシウムも入ってましたっけ?
    だったらコラリス買えばよかったな。。。
    実は今ミニリアクターを作ろうと考えていて、先日別のアラゴナイトのメディア買ったばかりでした。マグネシウムも溶けるかなぁと。。。

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