Микроудобрение на основе глюконовой кислоты (страница 45)

Искал чем доступно и не дорого, заменить глюконат железа. Попалась на глаза пищевая добавка E575.

Глюконо-дельта-лактон — это внутрений эфир глюконовой кислоты. При соединении с водой ГДЛ подвергается медленной реакции гидролиза обратно превращаясь в глюконовую кислоту. В процессе данной реакции происходит падение кислотности (Ph) среды реакции.

То есть по сути после полного гидролиза, получаем глюконовую кислоту для дальнейших экспериментов, причем очень даже бюджетно.

Возникла идея, попробовать приготовить полностью комплекс микро, где в качестве хелатора для всех элементов будет использована только глюконовая кислота. Но тут не понятно, как при этом данный комплекс будет работать в аквариуме, из-за чего сложно определиться с исходным составом по остальным элементам кроме железа.
Если с глюконатом железа все понятно, из практики известно что можно не опасаясь дозировать по 0.2 мг/л в день, и даже внести за раз дозу до 1 мг/л без каких либо последствий. То как поступить с концентрацией остальных элементов, марганца, меди и цинка, это уже большой вопрос.

Практика приготовления.
Из того что бегло нашел. Гидролиз глюконолактона, проходит быстрее при повышении температуры а так же в присутствии катализатора и в более щелочной среде.

Для более быстрого гидролиза, я взял 30 мл нагретой воды до 70-90С. В качестве катализатора применил гидроксид калия (KOH). С химией такого уровня я не дружу, по этому просто взял формулу глюконата калия, и исходя из стехиометрии, по химическому калькулятору прикинул навеску KOH.
Необходимую навеску KOH считал по формуле, где ХХ навеска ГДЛ в граммах: ХХ * 56.11 / 178.14 =
Последовательность такая, 30 мл горячей воды, навеска ГДЛ до полного растворения, навеска KOH до полного растворения. Выдержал какое то время, около 10-15 минут периодически помешивая, после чего добавил соль металла.

Если я верно понял, то в процессе гидролиза ГДЛ в глюконовую кислоту, глюконовая кислота в присутствии KOH нейтрализуется до оптимального pH и в конечном итоге получится глюконат калия. Что ничем не помешает в дальнейшем полученный раствор использовать для создания комплексов с другими металлами, при этом не имея не нужных побочных продуктов, типа натрия или кальция.

Для расчета необходимого количества ГДЛ для конкретной соли металла, для получения в теории полного комплекса с металлом. Я так же просто, взял известную формулу глюконата железа.
Где исходя из стехиометрической реакции, стало понятно что на 1 моль железа необходимо 2 моля глюконовой кислоты.

На примере FeSO4*7Н2О
Считал по такой формуле, где ХХ навеска сульфата железа: ХХ*178.14/278.0146=
На примере MnSO4*H2O - ХХ*178.14/169.0159=

Таким образом приготовил раствор с концентрацией железа 1.5 г/л, марганца 0.3 г/л. Достоверно я не уверен, получилось ли таким способом, полностью образовать комплексы глюконатов железа и марганца.

По данным расчетам, сам раствор получился стабильным и прозрачным. В течении суток никакого осадка и помутнения не образовалось.
Как известно, глюконовая кислота создает очень прочные комплексы в щелочной среде. На практике это подтверждается, в присутствии избытка щелочи, комплекс не распадается. Что очень похоже на поведение глюконата железа. А так же образует белый осадок в присутствии фосфатов.

В дальнейшем, планирую опробовать полученный раствор железа+марганец на одном из действующих аквариумов. Если результат окажется положительным, продолжу экспериментировать но уже с остальными микроэлементами в форме глюконата.

Пока начал пробовать несколько другой раствор, в дозировке 0.35 мг/л в неделю по железу.
Где в составе 1 г/л "глюконата" железа полученного вышеописанным методом. Так же в составе 0.5 г/л ДТПА Fe и 0.4 г/л ЭДТА Mn (Буйского производителя)

Alex Livci

Приветствую!
Алекс, прокомментируйте пожалуйста этот рецепт. Не могу понять хитрость использования чистой эдта.
Это четырехосновная кислота. КОН добавляется для координации 2 основ и 2 останется для взаимодействия с металлом сульфатов?
Соответственно бор и молибден не хелатируются, в расчет не берутся?

DenKl
КОН добавляется для координации 2 основ и 2 останется для взаимодействия с металлом сульфатов?

КОН добавляется для растворения ЭДТА, до 2К или можно до 3К-4К. С металлом будет реагировать все 4 группы, калий или натрий этому не мешают.

Вся разница в исходной кислотности раствора, 2К примерно 5 pH, 3-4К более щелочной около 8-11 pH

В моем рецепте ЭДТА переведена в 3-4К, так легче растворение самой соли ЭДТА. Да и в дальнейшем нет необходимости добавления буферов при хелатировании, так как почти все протоны замещены на К

Если использовать 2К, по мере хелатирования металла, от двух групп будет отщепляться 2H, если их не нейтрализовать, раствор получится избыточно кислым.

DenKl
Соответственно бор и молибден не хелатируются, в расчет не берутся?

Не хелатируются.

Alex Livci

Ну да, это то о чем не единоразово говорил Вадимчик, кислота освобождается в раствор.
Википедия пишет о лучшем растворении ЭДТА в щелочной среде.
Получается можно ориентироваться по Пш среды?
2К это 5-5,5. Выше 7 это уже 4К?
По сути просто имеем лишний калий в растворе микро?
Кстати, а это же можно по молям посчитать наверное исходя из количества метала.
Вадимчик писал, что с КОН ни каких чудес в отличие от поташа, у которого со2 закисляет раствор.

DenKl
Получается можно ориентироваться по Пш среды?
2К это 5-5,5. Выше 7 это уже 4К?

Если не жалко бытовой pH метр и не лень его каждый раз промывать/калибровать после концентрированных растворов, можно и по pH.
Но особого смысла в этом нет, можно просто сделать расчет на 2.5-4К. То есть уже сразу взять щелочи с избытком, тогда вся ЭДТА легко растворится. Но учитывать щелочность раствора при дальнейшем хелатировании, и первыми вносить металлы наиболее устойчивые в щелочной среде.

Если делать строго 2K, есть высокий шанс что не вся ЭДТА растворится, а это лишняя возня. Ну и далее, все равно при хелатировании металла, нужно будет постоянно вносить щелочной буфер контролируя при этом pH. Это имхо тоже дополнительная возня.

DenKl
По сути просто имеем лишний калий в растворе микро?

Да. В любом варианте, в конечном итоге получим примерно одинаковое количество калия.

DenKl
Кстати, а это же можно по молям посчитать наверное исходя из количества метала.

Именно так и делаю.

DenKl

В процессе получения дикалиевой соли нужно учитывать длительность процесса устаканивания кислотности. Окончательное значение пш следует определять примерно через день. Есть там какие то сложности.

Hedin

Может у вас где то есть статейка по общению с ЭДТА?
Подольский форум прошерстил, но что то не нашел.
Евгений, а как вы рассчитывали количество щелочи для перевода из ЭДТА в соль?

Alex Livci

Я правильно понимаю, что на 1 моль эдта берём 3 моль КОН, дальше выжидаем сутки, как говорит Евгений, и дальше продолжаем заниматься приготовлением УДО?
Получается дальше можем захелатировать 1 моль метала?

DenKl
Я правильно понимаю, что на 1 моль эдта берём 3 моль КОН

Тогда будет замещено 3Н, еще останется 1H. По мере хелатирования, нужно будет нейтрализовать избыток H, что бы в итоге раствор микро имел оптимальный для хранения pH 3.5-4.5

Можно поступить так. Допустим нам нужно хелатировать 1г сульфата железа FeSO4*7H2O

Каждый моль металла, в теории отделит 4Н от ЭДТА. Прикинем сколько необходимо KOH на нейтрализацию.
1г*56.10564/278.0146*4=0,807г

Сколько нужно ЭДТА для хелатирования 1г сульфата железа.
1*292.2426/278.0146=1,051г

Сколько нужно KOH для перевода ЭДТА в четырех замещенную соль K4-ЭДТА
1,051*56.10564/292,2426*4=0,807г

Как видим, получаем то же самое. Но имеет значение то, когда, сколько и как вносить КОН в раствор.
Для растворения самой ЭДТА, минимально нужно заместить 2H, при этом pH раствора будет около 5-5.5
По мере хелатирования металла, pH будет стремительно снижаться. Нужно будет постепенно вносить остальную часть KОН. Но только не солью, предварительно нужно растворить в слабый раствор, вносить по чуть чуть. Если это сделать солью, или внести сразу много концентрированной KOH, железо выпадет в нерастворимые гидроксиды. То есть раствор станет мутно-бурым.
А если не вносить KOH, то раствор может уйти в сильно кислую зону, где уже сама ЭДТА выпадет обратно в нерастворимые соединения.

При расчетах, нужно учитывать, что соли имеют свою чистоту, например KOH может быть 90-95%, а ЭДТА 98%
По этому, что бы ЭДТА хватило на весь металл, лучше взять немного с запасом +3 - 5%

С KOH, можно не учитывать чистоту. Пускай в итоге раствор останется немного протонирован pH 3.5-4.5, так медленнее будет окисление железа.

Теперь представим, что к этому добавились навески остальных металлов. То есть по мере хелатирования каждого металла, нужно поддерживать оптимальную кислотность. Тут либо более точно распределять необходимое добавление KOH на каждую соль металла, либо контролировать это по pH метру. В целом ничего сложного, при определенной практике, это можно легко делать на глаз, основное это нейтрализовать раствор во время добавления марганца и железа.

Я же в своем рецепте, поступил по другому. Всю КОН внес сразу при растворении ЭДТА, то есть заместил почти все Н
Но K4-ЭДТА имеет щелочной pH 10+. По этому первым добавляется сразу вся навеска марганца, он стабилен до 10.5 pH. По мере его хелатирования, pH раствора мгновенно снижается, что уже далее становится оптимально для Fe2+. Конечный pH раствора получается 4-4.5

DenKl
дальше выжидаем сутки

Я ничего не выдерживаю. Все делается сразу, как только ЭДТА полностью растворена, она уже готова для дальнейшего применения.

Alex Livci

Большое спасибо! Теперь понятно.

Выдрал всю незею голд, гора некрозной массы и корней. Не хочет она расти в моих аквариумах.

Зато в горшке только в путь)


Пришли зеленые светодиоды 560nm. Похоже их и поставлю, приятный теплый зеленый цвет с небольшим желтым оттенком.
515nm, 545nm, 560nm


Поигрался с разными волнами зеленых, все что ниже 525nm как то не то, неживое все получается. По хорошему нужно делать макет и пробовать разные варианты зеленых в паре, а это только на зеленые придется 3-4 управляемых канала мудрить. С этим пока думаю, надо что то простое, что бы не особо затратно и легко собрать.

Alex Livci
Зато в горшке только в путь)

Жесть какая она красивая в горшке, даже себе такую захотелось, хотя я не особо большой фанат комнатных растений

А она прям так растет у Вас, или в тепличке постоянно?

Drumkar
А она прям так растет у Вас, или в тепличке постоянно?

Растет как комнатное растение. Переносит влажность даже менее 35%. Но она на фитильном поливе, то есть земля постоянно максимально увлажненная. Если пропустить долив, очень быстро вянет. Но если вовремя долить, восстанавливается.

Подозреваю что так можно многие аквариумные растения держать. Попробовал макрандру так же посадить, вроде прижилась.

Может нафиг эти аквариумы, рассадить все по горшкам))

После того как убрал дополнительные 8 мг/л сульфата калия из подмен. Отменил дополнительные, марганец, бор. Состояние растений ни как не хочет выправляться. Все мятое, крутит, рост медленный.

Решил все же несколько изменить состав реминерализатора и вернуть более высокое содержание калия, только теперь он будет полностью хлоридом калия.

Было - кальций магний 3 к 1, калий 2.6 мг/л, натрий 1 мг/л(хлоридом натрия)
Стало - кальций магний 4 к 1, калий 13 мг/л, натрий 2 мг/л(тиосульфатом натрия)

Интересно, к чему приведет данное изменение.