Микроудобрение на основе глюконовой кислоты (страница 54)

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)

Sergey PAT_A
Не хотите ли сделать тест вытяжки из грунта на железо?

Делал уже подобное. Железо там точно есть, но не настолько много, сколько его накапливается в/на наполнителях фильтра.

Если железо выпадает в грунт, особых проблем не вижу. Оно хотя бы потом доступно растениям через корни.
Но в фильтре, вот это проблема. Теперь не понятно, как вносить.

О, еще намутил себе калькулятор с помощью ИИ)
С этим несколько сложнее было. Пришлось даже два раза начинать с нуля. Что бы довести за одну сессию до ума.

То есть по любой формуле соли, выдает элементарный состав.
Или если надо узнать чего сколько добавить, если внести на объем. C H O, конечно там да, лишнее.

Так и "программистом" можно стать)

упд. Еще один.


Изменено 5.2.26 автор Alex Livci

Решил отписаться по микро на фумаровой кислоте.
Простояло, цвет и Пш не изменился. В пятницу поставил его на дозатор.
Итоговая подача по микро получается такой.
Буду отписываться как пойдет.

Придумал еще пару полезных калькуляторов.

Для реминерализатора, с учетом выбранных реактивов и желаемых целевых значений/соотношений, выдает навески солей.

Можно сохранить или загрузить рецепт из файла. В общем, там потыкать, разобраться что куда не сложно.
Вроде бы все известные ходовые реактивы добавил.

Если условия не выполнимы, для выбранных солей. Поля ввода подсвечиваются красным. Тем не менее, алгоритм мудреный, в итоге все равно выдаст целевой GH и параметры с учетом указанных данных.


Ссылка на файл (22кб)

Откроется код, где то вверху будет иконка скачать. Это автономный файл html, открывается в любом браузере.

И вот еще такой. Идею скопировал с известного rotalabutterfly калькулятора. Давно им пользовался, но без впн теперь недоступен.
Несколько доработал под себя. Можно одновременно брать в расчет до 5 реактивов.

Можно смотреть что сколько внесет если внести прямо солью. Или если готовить раствор. Или из списка готовых удобрений.

Новые реактивы или готовые удо, можно добавить через правку кода. Разобраться что к чему, по примеру уже добавленных, не особо сложно.

Ссылка на файл (27кб)

Решил попробовать замешать железо на глицине. Чтобы не считать навески каждый раз вручную, подумал сделаю ка я по быстрому мобильную версию калькулятора с нужными реактивами.

И тут остапа понесло) Мне эти все дела с ИИ напомнило мультфильм

Калькулятор позволяет выбрать реактивы металлов, кислот, щелочи в качестве нейтрализатора.
Задать нужные параметры, объем, состав, чистоту реактивов, соотношение металла к лиганду, процент нейтрализации(если вдруг не нужно полное замещение протонов). Исключить из общего расчета любой элемент, например щелочь, кислоту, если для конкретного элемента это не нужно.


Получить общие навески и общий состав, с учетом всех введенных данных каждой пары - металл+кислота. Для удобства, любые элементы можно исключить из расчета, свернуть/развернуть настройки нажатием по названию.

Например если нужно внести аскорбинки только на некоторый процент восстановления железа.
Например, у нас состав 1 г/л Fe, и нам внести столько что бы хватило на восстановление 0.1 г/л.
Вводим 0.1 г/л, но сам металл из расчета исключаем, щелочь тоже. В итоге будет дана навеска аскорбинки. Соотношение ML нужно установить 0.5, так как 1 моль аскорбинки восстанавливает 2 моля железа.

Ссылка на онлайн версию

Попробовал собрать в установочный фал APK на android, как отдельное автономное приложение.
APK для android

Кстати, гугл не пропустил публикацию калькулятора похожего на rotalabutterfly, видимо из-за авторских прав.

Alex Livci

Калькулятор это вещь! Хотя представляя реакцию можно и так посчитать.
Основной момент это конечно технология. Без знания технологии не получить нормальный продукт.
Я с глицином так и не смог совладать.
Кстати с фумаровой кислотой тоже как то не срослось пока.

DenKl
Основной момент это конечно технология.

Это конечно да, калькулятор только поможет рассчитать навески с учетом стехиометрии.
А дальше уже нужно немного понимать что вводить и как смешивать. Основной момент это соотношение металл лиганд и замещение протонов. От этого и зависит что в конечном итоге будет получено в растворе.

DenKl
Кстати с фумаровой кислотой тоже как то не срослось пока.

А что именно не срослось?

Alex Livci

Ну значит микро на фумаровой кислоте получилось стабильное. Стабильный Пш, цвет и отсутствие осадка.
Я его зарядил на автодозатор и умчал в командировку.
По приезду увидел светлые, почти белые, макушки роталы. По листьям были пятна почти дырки. Погостемон еректус заткнулся и покрылся зеленкой.
В целом в акве был полный швах.
Сделал подмену, вылил это микро и поставил второе, на оэдф кислоте.
Аква ожила, растения пошли в рост, вернулся цвет растений и жирные макушки.
Сейчас нужно пережить этот период, отрастить/постричь/рассадить/восстановить.
Вот на фото видно листья, сформированные в этот период.

DenKl
По приезду увидел светлые, почти белые, макушки роталы.

Вот то же самое с белыми макушками, происходит на глюконатах. Похоже фумараты так же быстро исчезают из воды. В целом оно так и есть, фумараты по стойкости похожи.

В общем, белые макушки это от недостатка марганца и железа. В этом и вся сложность органики, не понятно ни с составом, ни с дозировками. Это в синтетике ЭДТА/ДТПА/ОЭДФ, там все просто, возможны только формы 1 к 1 причем в широком диапазоне pH. С органикой, все гораздо сложнее.

Ну и еще по слабым кислотам, похоже в кислом растворе, больше половины металла будет в свободной форме.
Вот этот график на примере меди и глюконовой кислотой, наглядно подтверждает.

Примерно похожая история будет с другими металлами и органическими кислотами. Возможно даже еще хуже, марганец будет слабее.
То есть, мы делаем раствор с pH 4, следуя графикам до 40% металла будет в аквакомплексах(на графике это кривая Cu, все что с L, это формы комплексов). Даже если брать больше лиганда, на втором графике где рибоновая кислота(она схожа с глюконатом), все равно при pH 4 будет до 40% свободных форм.

Вот и как тут тогда понять как лучше. Делать pH раствора выше - не вариант, тогда железо быстрее окислится да и выше риск получить в растворе осадок гидроксидов. То есть в этом плане лучше делать кислый раствор, так окисление медленне и риск осадка ниже. Но тогда половина металла будет вне комплекса, то есть у нас кроме того что сам комплекс для акваирума слабый, так еще и половина будет в ионной форме.

Есть вариант, закладывать большой избыток лиганда. Не так как делаем 1 к 2 исходя из формулы сухой соли, а гораздо больше 1 к 4 или даже выше. Так равновесие сместится в сторону комплексов. Ну и когда раствор будет попадать в аквариум, при избытке лиганда, выше вероятность что больше свободного металла прореагирует обратно в комплекс.

Вот это я и хочу попробовать. Делать раствор смешанный, где будет 20% ЭДТА или ОЭДФ, ML 1 к 1 (они свои 20% металла точно свяжут). Остальная часть органикой, но в существенном избытке лиганда, например 1 к 5 для глюконата и 1 к 3 для глицината. Глицин сильнее глюконата, но в кислом растворе он не образует комплексов. Идея в том, что в аквариуме, они как-то плюс минус распределят металлы. Главное что бы этот избыток органики не вредил акваируму.

DenKl
вылил это микро и поставил второе

Зря, надо было попробовать вносить дополнительно. Как дополнительный источник к ОЭДФ, возможно это дало бы результат, в плане иного окраса некоторых растений.

Alex Livci

У меня пока не получается с органикой. Вот никак.
С Эдта и оэдф примерно одинаковый стабильный результат. Как в бутылке, так и в аквариуме.
Конечно было бы шикарно сделать смешанный состав на нескольких хелаторах. Но тут работы целая куча. Даже не знаю, лезть в эти или нет.
Из органики пока оставил глюконат железа.
Если у вас будет возможность описать технологию по глицинатам, то я буду благодарен. Нашел как то патент на киберленинке, но у меня ничего не вышло. Видимо нюансы упущены, а я же не химик, вот и получил кашу-малашу вместо комплекса.

DenKl
Нашел как то патент на киберленинке, но у меня ничего не вышло.

Тут важно понимать и иметь ввиду, что в патентах, часто цель это получить большой выход сухого продукта без примесей.

А у нас водный раствор, причем часто из нескольких металлов и разных примесей. То есть, что бы было понятнее. Растворив сухой глицинат железа в воде, в зависимости от pH, там будет равновесие между комплексами и свободным аквакомплексами. Причем если добавим в раствор другие соли, например как это часто делают добавляя в микро сульфат магния, или даже кислоты, например серную часто любят добавить для стабилизации. Равновесие еще сильнее сместится, протоны и другие металлы вытеснят железо. А если это будет компот из кучи разных металлов и кислот, то от исходного железа глицинат мало чего останется. Реакция в обратима в обе стороны, нет такого что вот у нас молекула глицината и она в растворе такой же останется как в сухой формуле.

На примере цитрата. Цитрат железа 3 это вещество с формулой C6H5FeO7*H2O, то есть тут на 1 ион железа 1 цитрат.
Но в воде это уже будет совсем другое вещество, будет равновесие между разнообразием форм. Причем при избытке цитрата, это будут гораздо более стабильные формы, чем обычный цитрат железа. Там уже можно назвать это не комплекс, а как бы хелат. Где на 1 металл может быть 2 моля кислоты. Или где в одной молекуле будет по 2-3 металла на 2-3 цитрата.

Вот как на картинке, форма B

Вот из-за преобладания этой формы в растворе цитрата железа 3, он меняет цвет на зеленый. Получить раствор только с одной формой, невозможно. Постоянно будет равновесие с преобладанием какой то одной. А попадая в акваирум, формы распределятся по другому в зависимости от pH в аквариуме. Вот как то так это работает.

В общем, тут только методом проб и ошибок.

Кстати. Карбонат магния для сухого рема, в качестве как вспомогательного дополнения от влаги и слипания хлоридов в составе, хорошо себя показал.
Не помню когда готовил рем, но достаточно давно эта банка у меня валяется в ящике. Периодически использовал, банка была полной. Тем не менее, порошок остается достаточно рассыпчатым, в жидкую липкую кашу не превратился.

Что удобно, так это то что "карбонат магния основной" имеет большой объем. То есть что бы было понятно, 1 кг это примерно 3-5 литров объема. То есть тот объем которого достаточно от слеживаемости, не повлияет на KH, максимум получится около 0.3-0.5 KH

Сказать точно сколько нужно добавить, не могу, формула плавающая. Это нужно подбирать опытным путем. Пробовать добавить в смесь и измерить полученный KH реминерализатора, что бы он получится в пределах желаемого.

Первый блин комом. 20% ЭДТА + ГДЛ и глицин с огромным избытком, еще поверх накинув аскорбинки. Смешав все вместе, получилась какая-то нестабильная чача)

В первый день, раствор был прозрачным pH 3.8
Пробовал применять в аквариумах, окрас травы к вечеру был заметно ярче.

На второй день, раствор стал темнеть в оранжевые оттенки. Измерил pH, а он очень кислый около 1. Не учел что избыток ГДЛ, продолжит гидролиз. В аквариуме, после очередной дозы, как бы словил легкую бак вспышку, вода на просвет помутнела.

Добавил в раствор аммиака до pH 3, цвет стал настолько темным, что даже фонарик еле просвечивает. Но раствор прозрачный.

Тем не менее, все равно продолжу дальше использовать. Надо точнее определить, от него ли помутнела вода. Я в это время рыбам корма больше чем обычно закинул, и баллон СО2 заменил.

Но цвет конечно да, совсем печально. Как то не очень радует такую жижу использовать.

Еще вот чего откопал в коробках. Срок годности до 05.2021. Это уже даже раритет, в старом дизайне.

Будет интересно, сохранил ли тест работоспособность.

Alex Livci

У меня как то получалась темная чача. По мне это взвесь магнетита. Нужно подождать, скорее всего даст осадок.

DenKl
По мне это взвесь магнетита.

Да фиг его знает что там образовалось столь насыщенного цвета, похоже какие то формы окисленного железа. Взвесь бы создавала мутность, а тут какие то растворимые соединения. Это уже косяк в методике, нельзя было добавлять щелочь после металла. Изначально раствор такой, что там в основном слабые формы, или даже свободные.

Но сам раствор, работает как и ожидалось. То есть в растворе вероятно часть металлов в аквакомплексах или очень слабых протонированных.

Но попадая в аквариумные условия, где pH выше, устойчивость возрастает, свободные металлы связываются в более прочный комплекс.

Немного практики.
Водопроводная щелочная вода, GH/KH около 20, pH 7.5, и она же спустя 10 минут после добавления 1мл раствора (это 15 мг/л по Fe)

То есть, к карбонат ионам раствор достаточно устойчив. Значит свободных или очень слабых форм нет.

Добавляю в раствор, пару капель красной кровяной соли. Ничего не происходит. Тут несколько вариантов, либо все железо окислилось, либо комплекс чачи настолько прочен что не отдает ион железа. Или красная соль при щелочном pH просто не способна образовать прочный комплекс, что по факту так и есть, красная соль образует комплексы в кислой среде.
Добавляю пару капель серной кислоты. И вот он, синий комплекс, что означает что железо +2 в растворе есть.


Что бы было наглядно понятней, вот что произойдет если добавить то же количество сульфата железа.

Уже в течении нескольких секунд, раствор мутнеет, образуются нерастворимые карбонаты железа.