EDTA im Eisendünger - EDTA - Verfügbarkeit für Kupfer?

[Alchemist1982]

Hallo an die Community!



Wie hier zu Hauf gepostet, dient EDTA als Chelator (Komplexbildner) für Schwermetallionen und "neutralisiert" diese, sie sind also für die Lebewesen nicht mehr verfügbar und somit ungefährlich.
Beim Lesen eines Buches zur Wasserchemie im Aqaurium (Ecology of the Planted Aquarium, Diana L. Walstad) habe ich folgenden Zusammenhang gefunden. Das Eisen bildet einen derart stabilen Komplex mit dem EDTA, dass es nicht durch Kupfer ausgetauscht werden kann. Das Eisen werde aber dadurch verfügbar, dass diese Komplex durch Licht dissozieren. Eine geringe Eisenkonzentration ist folglich bei Lichteinfall immer vorhanden, worauf auch das Düngeprinzip der Hersteller beruht.

Nun zur Frage:

Nachdem das Eisenion die Zange des EDTA verlassen hat, bietet dieses Platz für einen neuen Gast, nach den Gesetzten der Physik ist das dieses Metallion, welches am stärksten an das EDTA bindet. Schaut man nach Stabilitätsreihen stehen Kupfer Zink und Eisen sehr hoch im Kurs. Demnach sollte es doch nach Freigabe des Eisen ein anderes Schwermetallion binden und ich damit meine Schwermetallkonzentration durch verwenden von EDTA beinhaltenden Düngern senken kann. Bei Garnelenhaltung folglich vorzugsweise diese einsetzen sollte?!

Was meint Ihr dazu?

 

[phaser]

Nachdem das Eisenion die Zange des EDTA verlassen hat, bietet dieses Platz für einen neuen Gast, nach den Gesetzten der Physik ist das dieses Metallion, welches am stärksten an das EDTA bindet. Schaut man nach Stabilitätsreihen stehen Kupfer Zink und Eisen sehr hoch im Kurs. Demnach sollte es doch nach Freigabe des Eisen ein anderes Schwermetallion binden und ich damit meine Schwermetallkonzentration durch verwenden von EDTA beinhaltenden Düngern senken kann. Bei Garnelenhaltung folglich vorzugsweise diese einsetzen sollte?!

Wie wird es genau rausgelöst durch Licht? Sicher, daß das Molekül nicht zerstört wird und das EDTA nicht mehr verfügbar ist?
Gibt es Fe-Dünger ohne EDTA?
Ich denke, in brauchbaren Mengen wird eher das EDTA durch Aufbereiter zugeführt.

 

[ShrimpRoy]

Nun zur Frage:

Nachdem das Eisenion die Zange des EDTA verlassen hat, bietet dieses Platz für einen neuen Gast, nach den Gesetzten der Physik ist das dieses Metallion, welches am stärksten an das EDTA bindet. Schaut man nach Stabilitätsreihen stehen Kupfer Zink und Eisen sehr hoch im Kurs. Demnach sollte es doch nach Freigabe des Eisen ein anderes Schwermetallion binden und ich damit meine Schwermetallkonzentration durch verwenden von EDTA beinhaltenden Düngern senken kann. Bei Garnelenhaltung folglich vorzugsweise diese einsetzen sollte?!

Der Komplexbildner EDTA ist ein instabiles Salz, das leicht von Bakterien zerlegt werden kann. Komplexbildner werden andererseits auch in biologischen Filtern gebildet. Sie sollen nicht Schwermetalle eliminieren, sondern sie neutralisieren die Elektronenaffinität von reduzierten Metallverbindungen, wodurch ihre Oxidation vermindert wird, in deren Form sie nicht mehr als Dünger pflanzenverfügbar sind. Darum soll EDTA-gebundener Dünger ja auch in Tagesration oder zumindest in Wochenrationen zugeführt werden.

 

[Alchemist1982]

Vielen Dank für die schnelle Antwort!

@phaser: Licht ist wie Wärme einfach eine Form von Energie. Infrarotes Licht führt z.B. dazu das die Moleküle zu Schwingen beginnen. Führt man Licht der richtigen Wellenlänge zu. kann das zur Dissoziation (Zerfall) einer Verbindung führen.

Darüber hinaus dachte ich, dass ich präventiv EDTA-stabilisierten Dünger einsetzten würde, um die schlimmsten Schwermetall (die wie z.B. bei Zn die stabilsten Komplexe mit EDTA bilden) so aus dem Wasser entferne (erst stabil komplexiere und dann durch Wasserwechsel rausziehe). Was weg ist ist weg ;-))

@Roybear
Es kommt definitiv darauf an, welches Salz des EDTA wir betrachten. Das Natriumsalz ist definitiv instabil, ein Kupferkomplex hingegen sehr stabil. Würden Bakterien die Schwermetallkomplexe des EDTA abbauen können, würden diese ja wieder frei werden und die Wirkung des EDTA war hinfällig.

Trotzdem denke ich, dass der Ansatz richtig ist...es muss einen Prozess geben, der das EDTA zur Freisetzung des guten Metallions zerstört. Wenn ich dich richtig verstanden habe meinst du Huminsäuren, die durch Abbau von organischen Materialien im Filter entstehen und als Komplexbildner im Aqauriumwasser fungieren...ABER...wenn die EDTA-Matallkomplexe von Bakterien zersetzt werden, bedeutet dass lediglich, dass ich mein Geld für den Wasseraufbereiter falsch investiert habe und auf mein gut eingefahrenes Aquarium und den dort in großer Menge vorhandenen Huminsäure hoffe darf. Ich finde, dass passt alles noch nicht zusammen...?!

Zur Oxidation...Eisen liegt als Dünger in der Oxidationstufe +2 vor. Das EDTA stabilisiert diese ungünstige Oxidationsstufe und macht es so möglich, dass es in Wasser nicht zu Eisen +3 oxidiert wird. Das hat aber nicht mit der Toxizität der Schwermetallionen zu tun, den Zink ist immer +2 und die Redoxchemie des Kupfers spielt für Vergiftungen der Fische auch eine sehr untergeordnete Rolle.

 

[phaser]

Vielen Dank für die schnelle Antwort!

@phaser: Licht ist wie Wärme einfach eine Form von Energie. Infrarotes Licht führt z.B. dazu das die Moleküle zu Schwingen beginnen. Führt man Licht der richtigen Wellenlänge zu. kann das zur Dissoziation (Zerfall) einer Verbindung führen.

Wem sagst Du das...
Nur würde ich vom Gefühl her hier eher denken, daß das Licht das EDTA zerlegt als selektiv die Metallionen rauszulösen. Zumal es sich ja beim EDTA selbst um kovalente Bindungen, beim Komplex mit dem Schwermetall um Ionenbindungen handelt.
Und wenn dann das große Molekül zerstört ist, kann es auch nix mehr sammeln.

Darüber hinaus dachte ich, dass ich präventiv EDTA-stabilisierten Dünger einsetzten würde, um die schlimmsten Schwermetall (die wie z.B. bei Zn die stabilsten Komplexe mit EDTA bilden) so aus dem Wasser entferne (erst stabil komplexiere und dann durch Wasserwechsel rausziehe). Was weg ist ist weg ;-))

Nur macht da die Menge das Gift, oder hier den Giftfänger: Wenn Du problematisches Kupfer drin hast, wird da durch rauslösen vom Eisen aus dem EDTA nicht genug Kapazität frei, auch zu wirken.

 

[Alchemist1982]

Hey Phaser,

Licht, welches im Aquarium zum Einsatz kommt, ist normalerweise nicht stark genug, um eine kovalente Bindung zu knacken. Bei EDTA handelt es sich auschlißlich um Kohlenstoff-Stickstoff und Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen. Wäre Licht in der lage die zu Spalten, müsstest du dich bei einem Spaziergang in Luft auflösen. Der Trick bei Ionischen Verbindungen in Wasser ist, das nicht nur Energie zum Aufhebend der ionischen Bindung aufgewendet werden muss, sondern ein großer Beitrag zur freiwilligkeit des Prozesses aus der Hydratationsenergie (Freiwerdende Energie beim Ungeben der Ionen mit Wassermolekülen) kommt. Daher werden manche Salze beim Lösen merklich warm. Thermodynamisch betrachtet ist das die Triebkraft der Reaktion. Die Summe aus diesen Faktoren + Licht und eine natürliche Verteilung von Energien in einer Lösung könnte durchaus dafür sprechen, das im Gleichgewicht ein geringer Anteil der Komplexierten Verbindung gelöst/dissoziiert wird (Gleichgewicht!!) Kovalente Bindungen lassen sich erst unter viel brachialeren Bedingungen spalten, die im Aqaurium ohne zutun von Mikroorganismen, deren Enzyme den Energiebedarf zum Ablauf der Reaktion stark absenken, nicht vorliegen. Das EDTA bleibt als Ligand also theoretisch erstmal erhalten.

Klar macht die Menge das Gift und bei hohen Schwermetallbelastungen sollte auf keinen Fall mit dieser Methode (wenn es denn eine ist) behandelt werden, dass ist vollkommen richtig. Jedoch ist die Menge des eingebrachten EDTA schon beträchtlich und sollte bei Erwägungen nicht vernachlässigt werden. Man gibt ja auch öfter Dünger als frisches Wasser hinzu, oder?

 

[phaser]

UV-Anteil hab ich aber immer im Aquarienlicht, und die können organische Bindungen schon schädigen.
Von daher denke ich, daß Cu-Abfangen von EDTA ist vernachlässigbar.
Und das chelatierte Cu ist ja auch für die Pflanzen selbst nötig, die brauchen ja auch Cu. Das sollte sogar in Spure im Dünger enthalten sein.
Der Spaziergang im Licht ist auch nicht ungefährlich. Wenn da viel Licht ist, bekomm ich Sonnenbrand oder gar Krebs. Hier werden auch organische Verbindungen zerstört und so toxisch.
Wie viel man Dünger dazu gibt ist Glaubenssache - Eisen düngen wir einmal die Woche.

 

[Alchemist1982]

Hey Phaser,

das im Dünger vorhandene EDTA ist auch dazu da, den Pflanzen die komplexierten Spurenelemenet überhaupt zugänglich zu machen. Reine anorganische Salze werden von den Pfalnzen nur sehr langsam aufgenommen (durch Bindung an Huminsäuren etc.) Vermutlich kommt es nicht zu einer vorgeschalteten Bindungsspaltung, sondern das ganze Substrat mit dem spezifischen Kation wird in Gesamten verdaut. In einem eingefahrenen Aqaurium ist eine beträchtliche menge an gelösten organischen Verbindung im Wasser vorhanden, die die Pflanzen direkt als Nahrung verwerten können; diese sind dem EDTA chemisch sehr ähnlich.

Ich denke eine allgemeine Antwort gibt es da nicht, da die Wasserchemie sehr komplex ist. Ich denke, dass du recht hast mit der Theorie des UV-Anteils. Zusätzlch werden mit Sicherheit die Bakterien ihren Teil zum Abbau und der Freisetzung gewisser auch anorganisch assimilierbarer Stoffe beitragen. Andere Schwermetalle, die organisch komplexiert werden müssen um der Pflanze zugänglich zu sein, werden im Gesamten (als EDTA-Komplex) verdaut. Ohne richtige Laboruntersuchungen lässt sich da aber schwer was sagen...es war mir eine Ehre mit dir zu diskuteren! ;-)

Um also ein Resumee zur eigentlichen Frage zusammenzufassen...das EDTA wird, wie auch immer, mit der Zeit im Aqaurium verbraucht werden und steht nicht zur Entgiftung als kleines Nebenprodukt der Düngung bereit.

Beste Grüße und alles Gute

Alchemist

 

[phaser]

Hey Phaser,

das im Dünger vorhandene EDTA ist auch dazu da, den Pflanzen die komplexierten Spurenelemenet überhaupt zugänglich zu machen. Reine anorganische Salze werden von den Pfalnzen nur sehr langsam aufgenommen (durch Bindung an Huminsäuren etc.) Vermutlich kommt es nicht zu einer vorgeschalteten Bindungsspaltung, sondern das ganze Substrat mit dem spezifischen Kation wird in Gesamten verdaut. In einem eingefahrenen Aqaurium ist eine beträchtliche menge an gelösten organischen Verbindung im Wasser vorhanden, die die Pflanzen direkt als Nahrung verwerten können; diese sind dem EDTA chemisch sehr ähnlich.

Obwohl auch die Huminsäuren es erst verfügbar machen. Eisen fällt ja bspw durch Phosphat aus, wenn es "nackt" ist und ist dann schwerlöslich und nicht mehr verfügbar.
Durch eine irgendgeartete Chelatierung ist es aber verfügbar.

 

[Alchemist1982]

Genau das meine ich ja mit der chemischen Ähnlichkeit der Huminsäure zu EDTA...eben...das sind wir uns einig. Das Beispiel mit dem Eisen zeigt, das es für die verschiedenen Metalle ganz verschiedene Wege zur Auafnahme geben muss.

Eisenphosphate sind schwer löslich, sind aber in geringen Konzentrationen im Wasser stets gelöst/vorhanden (siehe Löslichkeitsprodukt!) So können sie mit den Huminsäuren interagieren und werden so einerseits organisch verfügbar, andererseits wird der Verlust durch Verbrauch in den Pflanzen ständig wieder ausgeglichen. Gleichgewichtskonzentration in Lösung) Es gibt kein anorganisches Salz, das in Wasser zu 100% unlöslich ist, die Konzentrationen sind bei schwer löslichen Salzen einfach nur sehr gering. Durch Gleichgewichtsreaktion jedoch, wie beschrieben, verfügbar.