nestor, mi intencion era justamente esa, aumentar los ppm del co2 en el agua.
pero no tuve en cuenta la disminucion del ph por accion de este.
Viendolo nuevamente por otro lado, si aplicara la regla de mezclas, habria que
ver en cuanto disminuiria el ph en el acuario.
Con respecto a los metodos de difusion que nombras, si te interesa ya tenemos
desarrollada una bomba peristaltica completamente casera, hecha con materiales
de resago. Para esta utilizamos un motor paso a paso y mangueras atoxicas por
la degradacion del plastico con liquidos de ph bajo.
Para controlar el motor paso a paso tenemos el circuito en pc y uno standalone
desarrollado. Ademas consta con control de velocidad para poder controlar el
flujo del liquido.
Aun no tenemos diagramas en papel, pero tenemos prototipos funcionando.
Mensaje Original -----------------------
Lazaro:
La capacidad de disolver un gas en un liquido tiene que ver como bien dices con
la ley de henry, pero en el caso del CO2 es más
complejo el modelado ya que existe una disociación ácida del proceso formando
un complejo. Veamos un poco que pasa
CO2 (g) + H2O (liq) -> H2CO3 (acuoso)
Con una constante para la ley de Henry para la fase gaseosa de KH = 3.4 x
10^(-2) mol L^(-1) atm^(-1)
Pero resulta que despues sucede
H2CO3 (aq) -> H+ (aq) + HCO3- (aq)
Pero esta vez con una constante Ka = 4.2 x 10^(-7) mol L^(-1)
De manera tal que el Dioxido de carbono total disuelto es
H2CO3 (aq) + HCO3- (acuoso)+ CO3-- (acuoso)
Esto reacciona con los carbonatos dispersos en el agua para formar bicarbonatos
que si son solubles. De acuerdo a la cantidad de
carbonatos que tengas disponibles en el liquido podes "acumular" más CO2 en el
interior del líquido, o lo que es lo mismo, podés
decir que el valor de disolución final de CO2 en el líquido aumenta con el
nivel inicial de carbonatos o más aún, en condiciones
normales, cuanto mayor es el PH, mayor es la cantidad de dióxido a disolver.
Si tenemos en cuenta que disolvemos dioxido en agua perfectamente pura,
obtenemos
p(CO2, gas) = 375 ppmv -> c(CO2, aq) = 1.3×10^(-5) mol/L (a presion
atmosférica y cantidad normal de CO2!, para mayor presión
aumenta, pero vamos a hacer toda la cuenta a una sola presión porque el ejemplo
es más simple)
Ka = [H+][HCO3-]/[H2CO3] = 4.2×10^(-7) mol/L (25°C)
[H+][HCO3-] = x^2 = Ka [H2CO3]
X^2 = (1.3×10^(-5) mol/L)(4.2×10^(-7) mol/L)
x = 2.3×10^(-6) mol/L
(A esa disolución en agua pura el pH es igual a 5.63 que debería ser el PH del
agua desyilada en contacto con la atmosfera!)
Por lo que el total de Dioxido de carbono disuelto en todas las formas es
= {1.3×10^(-5) + 2.3×10^(-6) mol/L} = 1.5×10^(-5) mol/L
Si tenemos en cuenta que un mol de CO2 pesa 44 gramos (sin los decimales del
promedio de isotopos), entonces
CO2 en agua pura en contacto con la atmosfera en ppm= 1.5×10^(-5) mol/L ×
44gr/mol × 10^3 mg/gr= 0.66 ppm!!!!!!!!!!
Es decir, que la cantidad máxima de CO2 que puede admitir el agua pura (sin
carbonatos de ningún tipo) es .66 ppm si esta en
contacto con la atmosfera llegando a un PH de 5.63. Aumentando la concentración
de CO2 inicial o la presión, logras disolver más CO2
pero pagando el costo de disminuir aún más el PH (por eso hice las cuentas con
el atmosférico para poner el techo). Hasta cuando
puedo disminuir el PH? No demasiado mas si no querés que el agua se vuelva
peligrosa y tengas que usar equipos sofisticados para
seguir diluyendo. Entonces surge una solución natural.
Aumento los carbonatos!
En esas condiciones de existencia de carbonatos, y asumiendo que el agua irá a
un acuario, se puede usar la aproximación que se hace
en acuarios donde se asume que el sodio es bajo, por lo que coincide la dureza
en carbonatos con la alcalinidad (es decir, los
(bi)carbonatos son de calcio y magnesio) y por lo tanto el CO2 en ppm es igual
a 3*KH*10^(7-ph). Para una dureza en carbonatos de 5
y un PH de 6, podes "disolver" 150ppm de CO2 en total. Si lo llevasemos a PH
5.63 la cantidad sería 350ppm!
Fijate que a pesar de aumentar la concentración del CO2 disuelto (obviamente
fue necesario aumentar la concentración del CO2 a
disolver) y dejar el PH en valores mas que razonables, la cantidad de CO2 que
pudimos disolver fue muchisimo mayor.
Cuando uno quiere disolver CO2 en un liquido y que siga siendo manejable, no
basta con aumentar la presión sino que además debémos
aumentar los carbonatos.
Con respecto a utilizar métodos más eficientes de produccion o difusión, te
aclaro que el meter el CO2 en la entrada de un filtro es
bastante eficiente, y no se si no me atrevería a decir que es de los más
eficientes. Se puede además disolver conemebranas
especiales, pero son carísimas para el acuarista promedio. La disolución via
los difusores ceráicos o de vidrio es menos eficiente
que la difusión en bomba, y prueba de ello es quelas burbujas llegan a la
superficie en algún momento.
Para la producciónd de CO2 por ahora tenemos 4 métodos
*) Fermentar o usar el CO2 producido por elgún ser vivo: la levadura es un caso
pero hay mas eficientes, el problema es que se
encarece.
*) Reacción química, para que sea fácil de manejar necesitamos bombas
periestalticas casera, pero ya estamos trabajando en eso.
*) Disolviendo CO2 a presión: es el método tradicional
*) Extrayendolo de la atmosfera: En eso tambien estamos trabajando, pero las
membranas serán CARISIMAS, aunque claro, seria un
sistema amigable al planeta (liberar CO2 hoy aumenta el problema del
calentamiento global) y libre de recargas, ya que funcionaría
en la medida que la membrana siga funcionando.
Creo que aproximar por los primeros tres y mejorarlos, por ahora es óptimo :-)
Un abrazo
Néstor D. Groel
Lórien Sistemas
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-----Mensaje original-----
De: [email protected] [mailto:[EMAIL PROTECTED] En nombre de LaZaRO
Enviado el: Lunes, 03 de Octubre de 2005 11:19 a.m.
Para: [email protected]
Asunto: RE: [aquaplanta] Mantenimiento Plantas
El aumento de presisn me queda claro, ya que por la ley de henry, a mas presisn
mas solubilidad de gas en el lmquido, lo que no me
queda claro, el porque del aumento de carbonatos en el agua.
Creo que separando el tema costos, podriamos ver formas mas eficientes de
mejorar nuestros procesos ?no?
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