Стабилизиране на хранителните вещества в аквариума чрез Хелатори

 

Стабилизиране на хранителните вещества в аквариума чрез Хелатори

Има известно количество микроелементи във водата, които растенията могат да поемат свободно чрез корените и листатата. Но има и някои микроелементи, които растенията не могат да приемат в свободна форма. Ето например желязото (Fe), добавено свободно във водата не след дъгло се свързва с други активни йони, Свързало се с тях, се превръщат неразтворими във вода съединения (утайка с различен цвят) които вече не са усвоими от растенията.

Следователно добавянето на тези форми на микроелементите към аквариума е неподходящо. За щастие съществуват вещества, наречени хелати, които могат да запазят микронутриентите си в разтворима форма за дълго време. Така те ще бъдат достъпни за растенията и те с лекота ще ги усвоят.

Хелатори:

Името “хелат” идва от гръцката “chela” – “нокът, клещи”. Хелаторите или хелатиращите агенти са лиганди*,способни да образуват молекулни пръстени с метални йони.  Всяка хелатираща молекула се свързва с един метален йон. Има повече от едно свързващо място за метала, а комплексът, получен от този процес, е особено стабилен. Металният йон е буквално захванат от хелатор и по този начин се превръща в централен атом на комплекса. Такова сложно съединение, състоящо се от хелатор и централен атом, се нарича хелат. Хелатът на метала е добре разтворим във вода, но реактивността му е намалена. Хелатът също предотвратява токсичността на някои тежки метали като цинк и мед. Пръстените на хекаторите “защитават” металния атом от създаването на силни връзки с други йони както и възпрепятстват прехода от разтворима в неразтворими във вода форма. 

Хелаторите не се използват само като торове. Може да го срещнете в хранителната индустрия, където чрез тях се запазва вкуса на храната (от бира до сосове в McDonalds). В медицината те се използват за лечение на отравяне с тежки метали – хелатът се разтваря в кръвта и лесно се филтрира чрез черния дроб или бъбреците. Друго важно приложение е в химията.

Хелатор

Фигура 1: Хелат- кръгчетата обвива и предпазва метала (жълто)

Фигура 2: Структура на ЕДТА

Растенията нормално изискват метали за правилен и здравословен растеж. Тези метали се абсорбират от растенията в хелатни форми. Растенията могат да произвеждат сами киселини с подобни ефекти като хелатните агенти и се използват само за разтваряне на метала и транспортирането му до растителното тяло.

Примери за хелатори са плодови киселини, които също могат да бъдат намерени в природата като аскорбинова киселина, лимонена киселина и глюконова киселина, както и синтетични съединения като EDTA (етилендиаминтетраоцетна киселина, C10H16N2O8), DTPA (диетилентриаминпентаоцетна киселина, C14H23N3O10) и HEDTA 2-хидроксиетил) етилендиамин триоцетна киселина, C10H15N2Na3O7).

Стабилността на хелатите е доста сложна. Всеки хелат “държи” (е стабилен) само при определени условия.

 

  • Стабилност на хелатите в зависимост от йонизираща енергия:

Проблемът на всички големи молекули, които включват хелати, е чувствителността към излъчване с висока енергия – напр. UV лъчите. UV светлината може да унищожи хелатите.  

Стабилност на хелатите
Стабилност на хелатите

Фигура 3: Стабилност на Fe-DTPA и неговата зависимост от температурата и осветеността.

  1. Стабилност на хелатите в зависимост от pH

Всеки хелат е стабилен само в определен диапазон на рН, в зависимост от това кое хелатиращо средство е било използвано.

  1. Стабилност на хелатите в зависимост от други метални йони

Наблюдавайте Фигура 4. Тя показва стабилността на хелатите в чиста вода. Проблемът е, ако разтворът е наличен и друг метал (калцият и магнезият са също метали!), който е несвързан(нехелатиран). Ако има други метални (несвързани в хелат) йони (от сулфати или хлориди) в разтвор, те могат да изместят оригиналния ограничен метал в хелата.

Стабилност на хелаторите в зависимост от pH

Фигура 4: стабилност на хелатите червено = нестабилно, синьо = стабилно

 

Фигура 5 Заместване на Fe в Fe-DTPA от свободни метали

От таблиците за стабилност може да се заключи, че са подходящи хелатни смеси от хранителни микроелементи:

Канадският Plantex CSM + B (само Fe-EDTA) е подходящ за вода до pH = 6,5

Холандският Tenso коктайл (Fe EDTA + DTPA) е подходящ за вода до рН = 7,5

Чешкият MicroMix плюс (FeEDTA, DTPA, EDDHMA, глюконат) е подходящ за вода до рН = 9

Въпреки това, когато ежедневно дозирате всички йони могат да бъдат използвани. Стабилният хелат се определя от размера и количеството кръгове на лигандата. Ефектът на хелатирането е най-силен, ако кръговете “защитен” метал са образувани от 5 или 6 атома.

Най-често използваните хелатиращи агенти са:

EDTA – етилендиаминтетраоцетна киселина

DTPA – диетилентриаминпентаоцетна киселина

EDDHA – етилендиамин дихидроксифенилоцетна киселина

EDDHMA –

EDDHSA – етилендиаминдисулфохидроксифенилоцетна киселин

Fe - EDDHMA
Fe – EDDHMA
Fe-DTPA Картинки
Fe-DTPA
Fe-EDTA Картинки
Fe-EDTA

 

Хелатиращи агенти допънителна информация:

Хелатните комплекси с различна стабилност могат да бъдат използвани за различни цели. Железни хелати, образувани от аскорбинова киселина, лимонена киселина и глюконова киселина (железен аскорбат, железен цитрат, железен глюконат), отделят желязо бързо и по този начин са подходящи за използване в бързодействащ ежедневен тор. По-стабилните железни хелати, образувани от EDTA, DTPA и HEDTA, освобождават желязото по малко и го правят достъпни за растенията за по-дълъг период от време. Тези хелатори се използват в торове, които се добавят ежеседмично.

Двувалентното желязо (Fe (II)), което се предпочита да се абсорбира от растенията, се стабилизира, между другото, с глюконова киселина и аскорбинова киселина, докато, EDTA хелатира предимно тривалентно желязо (Fe (III)), което може да се използва и от растения.

EDDHA, EDDHMA и EDDHSA хелатират само желязо. EDTA и DTPA хелатират желязо и мед, цинк, манган. Желязо (Fe 2 + и Fe 3+). EDTA и DTPA не са много стабилни при високо рН (виж фигурата). Тъй като Fe EDDHMA е много по-стабилен в алкална среда и следователно трябва да бъде предпочитан пред FeEDTA и FeDTPA при води с високо съдържание на калциев карбонат. Fe – EDDHA е с 2,5 пъти по-скъп от EDTA. Неговата употреба е много ефективна и обикновено само частта има същия ефект в сравнение с Fe – EDTA. Fe – EDTA е най-малко стабилната. Обикновено се използва EDTA, защото е евтино. Има известен ефект на Fe-EDTA и Fe-DTPA смес, където получената смес е толкова стабилна, колкото Fe-DTPA самата.

Съпротивлението на Fe – EDDHA е 100 милиарда пъти по – силно от Fe – DTPA, което е 1000 пъти по – силно от Fe – EDTA.
*(В химията, лиганд е йон или молекула (функционална група), която се свързва с метален атом, като формира координационен комплекс.)

Обратно към  –> Хранителни вещества в растителния аквариум

Може би се интересувате и от:

  • С какво се хранят аквариумните растения?
  • Нутриенти за аквариумните растения
  • Макро и микроелементи:
    • Мобилни и Немобилни хранителни вещества
    • Въглерод (C), Водород (H) и Кислород (О)
    • Азот (N) 
    • Фосфор (P)
    • Калий (K)
    • Сяра (S)
    • Калций (Ca)
    • Магнезий (Mg)
    • Желязо (Fe)
    • Манган (Mn)
    • Мед (Cu)
    • Цинк (Zn)
    • Бор (B)
    • Молибден (Mo)
    • Хлор (Cl)
    • Никел (Ni) & Кобалт (Co)
  • CO2 – Основният нутриент
  • Стабилизация на нутриентите чрез хелатори
  • Симптоми на недостатъчност при растенията
  • Системи на торене
Коментар