Química del acuario-Magnesio-

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Buenas compañero,

Como comenté, traigo otro articulo sobre la quimica del acuario. Esta vez sobre el Mg, mas importante de lo que nos imaginamos. Como el del calcio, este esta sacado tambien de Avanceaquaristic. El autor es Randy Holms-Farley, Ph.D.

Espero que lo disfruteis y aprendais


Este artículo detalla la naturaleza de magnesio en agua de mar, cómo se agrega, medido y quitado de acuarios marinos y cómo afecta el mantenimiento de calcio y alcalinidad.

El magnesio es el tercer ion más abundante en agua de mar, detrás del sodio y el cloruro. También está íntimamente involucrado en una gran cantidad de procesos biológicos en cada organismo vivo. Sin embargo, el único momento en que llama la atención de la mayoría de los acuaristas de arrecifes es cuando se sospecha que causa un problema para mantener el calcio y la alcalinidad adecuados.
El calcio, el magnesio y el estroncio son muy similares químicamente. Tan similares, de hecho, que se interponen entre ellos en una variedad de situaciones, y esa es parte de la razón por la cual estos iones merecen el interés de los acuaristas. Este artículo detalla la naturaleza del magnesio en el agua de mar, cómo se agrega, mide y elimina de los acuarios marinos y cómo afecta el mantenimiento del calcio y la alcalinidad.
Los artículos futuros cubrirán algunos de estos mismos problemas para el estroncio, y también explorarán la entrega de estos iones a los acuarios en suplementos de varios tipos. La cantidad de magnesio y estroncio que se entregan a los acuarios en agua de cal (kalkwasser), por ejemplo, no es del todo obvia. De hecho, casi seguro depende de cómo se prepare y entregue el agua de cal. Estos problemas se abordarán de forma experimental en los productos reales que utilizan muchos acuaristas.

Magnesio en agua de mar

En agua de mar de fuerza completa (S = 35), el magnesio está presente a aproximadamente 53 mM (mM es corto para milimolar, que es una medida de la cantidad real de iones presente, en comparación con ppm (partes por millón), que es una medida de la masa de iones presente). Solo el sodio (469 mM) y el cloruro (546 mM) están presentes en una concentración más alta, con sulfato (28 mM) detrás. El magnesio es aproximadamente cinco veces más abundante que el calcio (10 mM). El magnesio es significativamente más liviano que el calcio, por lo que cuando se compara en base al peso, es solo aproximadamente 3 veces más concentrado (1285 ppm frente a 420 ppm).
Otro comentario sobre las concentraciones de magnesio en el agua de mar. El contenido de magnesio del agua de mar no ha sido constante desde que se formaron los océanos. Específicamente, el contenido de magnesio a menudo ha sido menor, como en el período cretácico tardío. Como se explica más adelante, la cantidad de magnesio que entra en los esqueletos de carbonato de calcio es una función de la cantidad de magnesio en el agua. En consecuencia, el contenido de magnesio de los sedimentos antiguos puede ser significativamente más bajo que los más modernos de organismos similares. Además de ser un hecho interesante, este resultado también puede desempeñar un papel en la idoneidad de ciertos depósitos de piedra caliza en el mantenimiento de magnesio en acuarios. Por ejemplo, tal caliza se usa a veces en reactores de CaCO3 / CO2 o como materia prima para producir hidróxido de calcio (cal). Si es bajo en magnesio, uno puede encontrar suplementos adicionales necesarios para mantener las concentraciones modernas de magnesio en agua de mar. Estos problemas se detallarán más en futuros artículos.
El magnesio está presente en el agua de mar como el ion Mg2 +, lo que significa que tiene dos cargas positivas, al igual que el calcio. La mayor parte del magnesio está presente como ion libre, con solo moléculas de agua adheridas. Se estima que cada ion de magnesio tiene aproximadamente ocho moléculas de agua fuertemente unidas a él. Es decir, moléculas de agua que están tan unidas que se mueven con él a medida que el ion de magnesio se mueve a través de la mayor parte del agua. A modo de comparación, los iones de carga única como el sodio tienen solo 3-4 moléculas de agua fuertemente unidas. Una pequeña porción (aproximadamente 10%) del magnesio está presente como un par de iones soluble con sulfato (MgSO4), y partes mucho más pequeñas se combinan con bicarbonato (MgHCO3 +), carbonato (MgCO3), fluoruro (MgF +), borato (MgB ( OH) 4+) e hidróxido (MgOH +).
Si bien estos pares de iones comprenden solo una pequeña porción de la concentración total de magnesio, pueden dominar la química de estos otros iones. Una discusión extensa de estos hechos está más allá del alcance de este artículo, pero debe tenerse en cuenta que estos pares de iones pueden tener un gran impacto en la química del agua de mar. En el caso del carbonato, por ejemplo, el emparejamiento de iones con el magnesio estabiliza el carbonato de tal manera que está presente en concentraciones mucho más altas de lo que estaría presente en ausencia de magnesio. Este efecto, a su vez, hace que el agua de mar sea un amortiguador mucho mejor en el rango de pH de 8.0-8.5 de lo que sería de otra manera. Sin este emparejamiento de iones, el pH del agua de mar podría ser significativamente mayor y más susceptible a oscilaciones diurnas (diarias).
El tiempo de residencia promedio para un ion de magnesio en el agua de mar es del orden de decenas de millones de años. Ese tiempo es sustancialmente más largo que el de calcio (unos pocos millones de años) y aluminio (100 años), pero menos que el sodio (alrededor de 250 millones de años). En cierto sentido, esto es una indicación de qué tan reactivo es el magnesio: se queda en el agua de mar durante mucho tiempo porque es bastante no reactivo, pero se elimina de la solución a través de diversos procesos biológicos y químicos más fácilmente que el sodio.
Otra característica interesante de los iones es si están excluidos de los organismos, activamente absorbidos o simplemente "permitidos" a estar presentes. Al igual que otros dos iones comunes, el sodio y el sulfato, la concentración relativa de magnesio en los organismos es aproximadamente la misma que en el agua de mar (sin contar el magnesio en los esqueletos). Esto probablemente resulta del hecho de que hay mucho magnesio presente en el agua de mar, y que es utilizado por organismos para muchos propósitos. El cloruro, otro ion muy común, es activamente rechazado por los organismos, y la mayoría de los otros iones están sustancialmente concentrados.
Organismos que usan magnesio

En términos de la cantidad de magnesio consumido, el uso principal en los acuarios de arrecife está en la calcificación. Cuando se depositan esqueletos de carbonato de calcio, el magnesio generalmente entra al esqueleto en lugar del calcio. No está del todo claro si esto es algo que los organismos "intentan" controlar o no. Sin embargo, la cantidad de magnesio que entra en los esqueletos de diferentes organismos varía mucho. La Tabla 1 muestra la cantidad relativa de calcio y magnesio en los esqueletos de carbonato de calcio de diversos organismos.

Table 1. Magnesium in calcium carbonate skeletons

Organisms

Magnesium content of skeleton (weight %)

Reference

Corals

Suborder Asterocoeniina and Faviina

0.07 - 0.36%

2

Suborder Fungina

0.095-1.22%

2

-- Fungia actiniformis var. palawensis

0.091%

6

Suborder Caryophylliina

0.18-0.21%

2

Suborder Milleporina

0.12-0.53%

2

-- Millepora sp.

0.12-0.53%

2

Suborder Stolonifera

2.98-3.52%

2

-- Family Tubiporidae

2.98-3.52%

2

-- -- Tubipora rubrum

2.98-3.52%

2

-- Family Dendrophylliidae

0.05%

2

-- Family Porites

0.095-1.22%

2

-- -- Porites lobata

0.40-1.22%

2

-- Family Pocillopora

0.34%

2

-- Family Dendrophyllia

0.05%

2

Gorgonia

Eunicella papillosa, E. alba, E. tricoronata, and Lophogorgia flamea

2.2-2.7%

5

Other Organisms

Coralline Algae in general

>1%

1

Coralline algae: Lithophyllum and Lithotamnium

2.0-2.8%

7

Calcareous alga

4.4%

4

benthic marine Ostracoda (crustaceans)

0.5-1.3%

3
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Curiosamente, las algas coralinas que normalmente contienen grandes cantidades de magnesio en sus depósitos de carbonato de calcio (> 4 por ciento en moles de carbonato de magnesio o > 1 por ciento en peso de magnesio) han demostrado que incorporan menos magnesio cuando se reduce el contenido de magnesio del agua. La cantidad incorporada es directamente proporcional a la concentración de magnesio. En consecuencia, la cantidad de magnesio que consumen en acuarios depende del contenido de magnesio del agua. También es probable que este efecto también se extienda a otros organismos calcificadores.
Además del utilizado en la calcificación, muchos organismos (si no todos) toman magnesio del agua de mar. Los organismos que van desde bacterias a peces toman magnesio. En muchos casos, hay tanto magnesio en el agua de mar que los organismos necesitan gastar más esfuerzo bombeando de vuelta el exceso de magnesio de lo que lo hacen tratando de tomarlo. Por ejemplo:
"Que los riñones de los peces marinos tienen potentes mecanismos renales para la excreción de magnesio (Mg) del cuerpo se conoce desde principios de la década de 1930 ..."
Toxicidad del magnesio elevado

Se han realizado muy pocos estudios sobre la toxicidad del magnesio elevado en la mayoría de los organismos marinos. La mayoría de los estudios de toxicidad que involucran magnesio usan especies de agua dulce. Esto es en gran parte cierto porque el magnesio ya tiene una concentración bastante alta en el agua de mar normal, por lo que para elevarlo significativamente se requieren condiciones que rara vez se encontrarían en los océanos o incluso en lagunas.
Bingman señaló en un artículo anterior que a concentraciones elevadas (> 8,000 ppm), el magnesio se ha usado como una ayuda para desconchar ostras, ayudando a forzar la ostra abierta, 12-14 y también como un anestésico para ellos.12 En consecuencia, el magnesio tiene efectos biológicos potencialmente negativos a concentraciones significativamente elevadas.
Toxicidad del magnesio empobrecido

Al igual que el magnesio elevado, no hay muchos estudios sobre los efectos del magnesio empobrecido sobre las criaturas que probablemente estén presentes en los acuarios. Excepto en los estuarios y en la salida de los respiraderos hidrotermales, no es probable que el magnesio se agote en los sistemas marinos. En consecuencia, pocos científicos tienen mucho interés en estudiar tal agotamiento. Se sabe que muchas bacterias marinas requieren magnesio, pero en algunos casos, solo un poco de magnesio es adecuado.8-10 En los primeros principios, todos los autótrofos (organismos que obtienen toda su energía de la fotosíntesis, incluidas todas las algas) deben obtener su requiere magnesio de la columna de agua. Sin embargo, no se sabe qué tan alta debe ser la concentración de magnesio antes de que se vean limitadas por el magnesio.
Magnesio en el agua marina

El magnesio tiene una gran importancia biológica y química para los acuarios de arrecife. Afortunadamente para los guardianes de los arrecifes, está presente en abundancia en el agua de mar. De hecho, hay una renovación bastante alta de magnesio en los acuarios de arrecife con organismos que se calientan rápidamente. La razón principal por la que el magnesio no es más una preocupación diaria para los acuaristas es que el depósito de magnesio en el agua de mar es muy grande. El magnesio podría compararse con un lago grande, donde el nivel de agua del lago responde lentamente a los cambios en las entradas de los ríos y las salidas a través de la evaporación y la salida. En consecuencia, el mantenimiento de los niveles de magnesio no suele ser un problema que aparezca de repente. Si usa una mezcla de sal adecuada, puede que nunca se convierta en un problema para muchos acuaristas. Sin embargo, a largo plazo los niveles pueden cambiar significativamente si las entradas y las salidasno coinciden. Las siguientes secciones describirán estas entradas y exportaciones, y también describirán qué sucede si el magnesio baja demasiado.
Fuentes de magnesio en el agua marina

La principal fuente obvia de magnesio en los acuarios es el agua de mar artificial o natural utilizada para establecer el acuario, y con la que se realizan cambios de agua. Se ha informado que algunas mezclas artificiales de sal son deficientes en magnesio.15 Estas incluyen Tropic Marin y Seachem. Se ha informado que otros tienen un exceso sustancial, incluido Coralife.15
La otra fuente importante son los suplementos de calcio. Muchos de estos suplementos contienen magnesio, ya sea por "accidente" (como en el caso del carbonato de calcio con impurezas de carbonato de magnesio que se utiliza en los reactores de calcio) o porque los fabricantes agregan intencionadamente magnesio.
En el caso de los suplementos comerciales de calcio, algunos fabricantes agregan magnesio a algunos de ellos. Seachem, por ejemplo, agrega magnesio a Reef Complete y Reef Advantage Calcium, pero no a sus otros productos de calcio. Cuando se forma en el equivalente de un esqueleto de carbonato de calcio, la cantidad añadida es equivalente a aproximadamente 2% en peso de magnesio en el "esqueleto". Como se verá a continuación en comparación con otros métodos, eso es bastante alto. Sin embargo, no está del todo claro cuánto se puede agregar una cantidad óptima, y este "problema" de igualar la entrada de magnesio a la exportación se analiza en detalle a continuación. Otros fabricantes, como Kent, no agregan magnesio a ninguno de sus suplementos de calcio normales. Sin embargo, estos suplementos contendrán algo de magnesio. La pregunta es cuánto.
En algunos casos, especialmente el de agua de cal (kalkwasser), no está claro que todo el magnesio presente en él realmente lo convierta en acuario. El hidróxido de magnesio puede sedimentarse de la solución antes de agregarlo al acuario. En consecuencia, aunque los análisis de productos comerciales de cal muestran cantidades bastante grandes de magnesio (la cal viva que uso produciría un esqueleto de carbonato de calcio con aproximadamente un 1,8% de magnesio en peso), 16 la cantidad de acuarios probablemente sea una función complicada de cómo se agrega mucha cal a la cantidad de agua, cuánto tiempo se puede asentar (si es que lo hace) y si se agrega vinagre al medio ambiente. Estos problemas serán explorados experimentalmente en un artículo futuro.
Incluso cuando casi todo el magnesio incluido entra al acuario, como en un reactor de calcio, lograr un equilibrio perfecto entre la entrada y la exportación puede requerir mediciones y ajustes ocasionales. El argumento de que el uso de esqueletos de coral molidos en un reactor de calcio proporcionará exactamente lo que los corales necesitan es demasiado simplista. Las diferentes fuentes de carbonato de calcio tienen diferentes cantidades de magnesio en ellos. En las pruebas de muestras utilizadas por los acuaristas, Bingman18 informó 0.1% en peso de magnesio para Korlith y 0.28% de magnesio para Super Calc Gold. Del mismo modo, [Hiller] [29] 18 informó 0,4% en peso de magnesio para una piedra caliza de cantera y 0,26% de magnesio para el coral triturado de la marca Nature's Ocean.
Para complicar aún más la vida de los acuaristas, diferentes organismos usan diferentes cantidades de magnesio en relación con el calcio (Tabla 1, donde se observa que los organismos varían de 0,05% a 4,4% de magnesio en peso en el esqueleto). En consecuencia, la cantidad óptima de magnesio para proporcionar a un acuario, en relación con la entrada de calcio, va a depender exactamente de qué organismos están en el acuario. Por esta razón, uno puede encontrar que el uso simple de cualquier esquema de suplementación de calcio y alcalinidad en particular puede conducir a una disminución (o aumento) del magnesio a lo largo del tiempo. Estos problemas se abordarán más ampliamente en artículos futuros.
Otra fuente potencial de magnesio es la comida para peces. El magnesio está presente en muchos de estos alimentos en concentraciones bastante altas, pero no lo suficiente como para tener un impacto significativo en los niveles típicos de magnesio (~ 1285 ppm). La Tabla 2 muestra algunos datos de Shimek19 que se han recalculado para mostrar el efecto de agregar 5 gramos de alimento por día a un acuario de 100 galones durante un año. El efecto sobre el magnesio de 1-14 ppm supone que todo el magnesio se disuelve. Si eso sucede realmente o no es discutible ya que la contribución total al magnesio es pequeña. También se muestran en la Tabla 2 los mismos datos para el calcio, que muestran que algunos alimentos podrían agregar una cantidad significativa de calcio a los acuarios de arrecife.

Table 2: Calcium and Magnesium in Aquarium Foods

Food

Calcium Concentration (ppm)

Calcium added to 100 gallon tank in 1 year (ppm in aquarium)

Magnesium Concentration (ppm)

Magnesium added to 100 gallon tank in 1 year (ppm in aquarium)

Formula One

800

4

280

1

Formula Two

1700

8

290

1

Prime Reef

860

4

290

1

Lancefish

4700

23

520

3

Silversides

4300

21

560

3

Brine Shrimp

140

1

300

1

Plankton

1700

8

520

3

Golden Pearls

8700

42

920

4

Gold Flakes

7200

35

1300

6

Tahitian Blend

440

2

290

1

Saltwater Staple

17000

82

1800

9

Nori

2400

12

2900

14
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Consumidores de magnesio en el agua marina

El sumidero principal para el magnesio en el acuario es la coprecipitación con carbonato de calcio. Esto ocurre en organismos, como se muestra en la Tabla 1, y también durante la precipitación abiótica (no impulsada biológicamente) del carbonato de calcio (como en los calentadores).

Una de las principales causas de la bajada de magnesio que ha sido descrito por algunos aficionados es la precipitación de magnesio por agua de cal (kalkwasser). Se han sugerido hidróxido de magnesio y carbonato de magnesio. No creo que tampoco sea un proceso importante en la mayoría de los acuarios. La adición de cualquier aditivo de pH alto, incluido el agua de cal, da como resultado la formación transitoria de hidróxido de magnesio. Este material se vuelve a mezclar rápidamente al mezclar, de modo que el pH local cae por debajo de aproximadamente 8.6.-9.0. El carbonato de magnesio es un problema más complicado, ya que está cerca de su límite de solubilidad en agua de mar y puede ser recubierto rápidamente con una calcita de magnesio menos soluble. Estos temas han sido tratados por Bingman con mucho más detalle, y su conclusión es que ninguno de estos precipitados es probablemente una causa de la bajada de magnesio.
Sugeriría que una causa de que los acuarios que usan solo agua de cal sean deficientes en magnesio con el tiempo es que el agua de cal simplemente no está entregando magnesio al acuario a pesar de que está presente en la cal sólida. Cómo y por qué sucedió esto se discutió anteriormente con la precipitación del hidróxido de magnesio en el depósito de agua de cal. Esta falta de adición, junto con la eliminación continua de magnesio en la calcificación, podría conducir a deficiencias en el magnesio. Tales deficiencias no se han vuelto extensas en mi acuario, pero no tienen una tasa especialmente alta de calcificación, y quizás los cambios de agua han eliminado el problema. En cualquier caso, aquellos que usan solo agua de cal (u otros sistemas que no entregan magnesio) pueden querer verificar ocasionalmente el magnesio.

Suplementos para magnesio en el agua marina

Hay una variedad de suplementos comerciales para magnesio. Esos suplementos hechos por ESV, Seachem y Kent son bastante populares, aunque no he visto ningún análisis detallado de ellos. Asumiendo que son lo que dicen ser, son buenos productos para usar, incluso para grandes aumentos de magnesio. He usado el suplemento de ESV, junto con los que he hecho yo mismo.
Una cosa a tener en cuenta acerca de los suplementos de magnesio es que todos están necesariamente bastante "diluidos", incluso cuando se presentan como sólidos secos. La razón de esto es que el magnesio es un ion doblemente cargado y muy ligero. Por lo tanto, en forma de sal, o cuando se disuelve en un líquido, necesariamente va acompañado de un gran número de contraiones bastante pesados (especialmente cloruro y sulfato). Los suplementos secos comerciales pueden contener solo un 8% en peso de magnesio, por ejemplo.
Lo que agrava el problema es el simple hecho de que hay tanto magnesio en un acuario que la suplementación significativa requiere una gran cantidad de material. ¡Un acuario de 100 galones contiene alrededor de una libra de magnesio! ¡Para poder elevar ese mismo acuario en 200 ppm de magnesio, uno necesitaría agregar en el orden de 2 libras de sales de magnesio secas!
Las sales de Epsom (heptahidrato de sulfato de magnesio grado USP) están disponibles en farmacias y son muy baratas. El problema es que si tuvieras que elevar el magnesio en una gran cantidad (o una pequeña cantidad varias veces), el agua del acuario se enriquecería proporcionalmente con sulfato. Este enriquecimiento puede no ser un problema para algunos acuarios, especialmente aquellos que usan mezclas de sal que ya son deficientes en sulfato, o aquellos que experimentan cambios frecuentes de agua. Bingman ha abordado estos problemas de enriquecimiento y ha sugerido una receta de suplementos caseros a base de sales de Epsom y cloruro de magnesio. El problema es conseguir que este último tenga la pureza adecuada.
Como alternativa, algunos acuaristas han comenzado a usar Nigari, un producto japonés que se deriva del agua de mar y se utiliza para fabricar tofu. Parece ser en su mayoría sales de magnesio de cloruro y sulfato, pero cuánto sulfato y qué cantidad de cloruro, así como qué otros metales quedan por demostrar.
Cualquiera que sea el suplemento que elija, le sugiero que se centre en la concentración natural de agua de mar: 1285 ppm. Para fines prácticos, 1250-1350 ppm está bien. No recomendaría aumentar el magnesio en más de 100 ppm por día. Si necesita aumentarlo en varios cientos de ppm, dividir la adición durante varios días le permitirá concentrarse mejor en la concentración objetivo, y posiblemente permita que el acuario se ocupe de las impurezas que puedan aparecer con el suplemento.
Se ha sugerido que agregar dolomita a los reactores de calcio puede ayudar con los problemas de magnesio. La dolomita es un material que contiene tanto magnesio como carbonato de calcio. Si se agrega dolomita al reactor para mantener los niveles adecuados de magnesio contra el agotamiento continuo a través de la calcificación (por ejemplo, si el carbonato de calcio que se utiliza es demasiado bajo en magnesio para mantener el magnesio adecuado), este es un buen enfoque.
Sin embargo, este método no es adecuado si el objetivo es aumentar los niveles de magnesio. El problema es que, por cada ion de magnesio liberado de la dolomita, también se liberan 2 unidades de alcalinidad:
MgCO3 → Mg2 + + CO32-
En consecuencia, si uno quiere elevar el magnesio en 100 ppm, la alcalinidad aumentará necesariamente en 8.2 meq / L (23 dKH). La única forma de solucionar este problema es agregar un ácido mineral (no vinagre) al acuario para reducir la alcalinidad, y eso puede ser más problemático que solo agregar magnesio en primer lugar.

Medición de magnesio en el agua marina

Hay una serie de kits comerciales de prueba de magnesio disponibles, incluidos los fabricados por Hach, Salifert y Seachem. Estos kits tienen varias formas de tratar de distinguir el magnesio del calcio. Algunos, como el kit Hach, requieren 2 valoraciones, pero terminan con lecturas de magnesio y calcio. Otros, como el kit Seachem, requieren solo una titulación única, pero producen solo un valor de magnesio cuando se usan de esa manera. En la mayoría de los casos, simplemente siguiendo las instrucciones del fabricante obtendrá lo que desea, pero las unidades son a veces complicadas. ¡El kit de Hach, por ejemplo, informa el magnesio en unidades de equivalentes de carbonato de calcio! Si bien esto facilita el proceso de resta utilizado en el kit de Hach para obtener un valor de magnesio, también sirve para confundir a muchos acuaristas. Esperemos que las versiones futuras de ese kit se esfuercen por hacer que las unidades sean más claras. Para aquellos interesados, Bingman tiene una discusión más detallada de la química involucrada en estos kits.
Efecto del magnesio en el equilibrio de calcio / alcalinidad en el agua

¿Cómo afecta el magnesio al equilibrio de calcio y alcalinidad en los acuarios de arrecife? Para responder a esa pregunta, uno debe tener una comprensión básica de los sistemas de calcio y carbonato en el agua de mar. Estos sistemas se han discutido en detalle en una variedad de artículos anteriores, por lo que no entraré en ellos aquí en gran detalle. En resumen, el carbonato de calcio (CaCO3) está sobresaturado en agua de mar, lo que significa que, dado el tiempo suficiente, los iones de calcio interactuarán con los iones de carbonato y se precipitarán como carbonato de calcio. Si empuja la concentración demasiado alta, CaCO3 comenzará a precipitar. El magnesio interfiere con este proceso, permitiendo que el calcio y el carbonato se eleven por encima de donde estarían en ausencia de magnesio.
Si esto le parece confuso, no se sienta solo. En el libro de Stephen Spotte _ Captive Seawater Fishes, Spotte dice: "El estudio de los minerales carbonatados implica matices de solubilidad que plantean algunos de los problemas más difíciles en oceanografía química y geoquímica”. Sin embargo, la siguiente sección intentará dar una versión simplificada que se adapta a nuestro nivel de comprensión como acuaristas.
¿Cómo interfiere el magnesio con la precipitación de CaCO3? La forma principal implica contaminación por magnesio de la superficie de los cristales de CaCO3 en crecimiento, disminuyendo la precipitación. De hecho, se puede ralentizar hasta el punto en que simplemente no ocurre a tasas problemáticas para un acuarista. En la discusión siguiente, es importante recordar que, en igualdad de condiciones, la alcalinidad es un buen indicador de la concentración de carbonato. Entonces una alcalinidad más alta equivale a un carbonato más alto.
En resumen, aunque el carbonato de magnesio no está sobresaturado en agua de mar (o en los acuarios típicos de los arrecifes) y no precipitará por sí solo, el magnesio se ve atraído por las superficies de carbonato de calcio donde los iones de calcio ya están retenidos por los iones de calcio. Con los iones de carbonato en su lugar, el magnesio encuentra en este un lugar atractivo para unir.
Después de un corto período de tiempo en el agua de mar, una superficie virgen de carbonato de calcio alcanza rápidamente una fina capa de Mg / CaCO3 (calcita de magnesio) a medida que el magnesio se abre paso hacia y sobre la superficie del cristal. Eventualmente, la superficie contiene una cantidad sustancial de magnesio. La medida en que esto sucede depende del mineral subyacente, y aparentemente es mucho más extensa en calcita que aragonita. También depende de las cantidades relativas de calcio y magnesio en el agua. De todos modos, se forma un nuevo tipo de material que contiene calcio y magnesio.
Esta nueva superficie mineral que contiene calcio y magnesio no es un buen sitio de nucleación para la precipitación de carbonato de calcio adicional (como aragonita o calcita), y la precipitación de CaCO3 adicional se ralentiza sustancialmente.
En “Captive Seawater Fishes” hay una extensa discusión sobre el impacto del magnesio en el sistema de calcio / carbonato, que incluye un conjunto de datos que indican la magnitud del impacto que puede tener el magnesio. En este experimento, se formaron lotes de agua de mar artificial con niveles variables de magnesio y carbonato. Luego, los científicos midieron cuánto tiempo tardó en precipitarse el carbonato de calcio de cada solución. No es de extrañar que cuanto más alto se elevaba el carbonato, más rápida era la precipitación del carbonato de calcio.
Más interesante aún, se encontró que los niveles de magnesio tienen un gran impacto en la tasa de precipitación. En lotes sin magnesio, y en calcio natural y niveles elevados de carbonato, se descubrió que el carbonato de calcio precipitaba en minutos. Con un nivel de agua de mar natural de magnesio añadido a esa mezcla, la precipitación se retrasó a 13 a 20 horas. Con el doble de la concentración natural de magnesio, la precipitación se retrasó a 22 a 29 horas.
Aún más sorprendente, a un nivel más bajo de carbonato (más cercano al del agua de mar natural y probablemente similar al de muchos acuarios de arrecife), la precipitación se retrasó de unos pocos minutos en ausencia de magnesio a 750 horas en presencia de niveles naturales de magnesio. En consecuencia, el magnesio tiene un gran impacto en la tasa de precipitación del carbonato de calcio (un hecho que ha sido confirmado por muchos investigadores).
Pero, ¿qué tiene eso que ver con un acuario de arrecife? Una situación en la que el carbonato de calcio puede precipitarse implica la adición de cristales de semillas de carbonato de calcio de algún tipo al acuario. Por ejemplo, agregando arena de carbonato de calcio o uno de los suplementos de carbonato de calcio como Aragamight o Kent's Liquid Reactor.
Una segunda situación en la que se forma CaCO3 sólido es cuando se inicia la precipitación abiótica en el acuario. Esta precipitación ocurre cuando la sobresaturación es empujada a niveles inusualmente altos (ya sea en el tanque como un todo o en regiones localizadas). Este aumento en la sobresaturación puede deberse a un aumento del pH (que aumenta la cantidad de carbonato presente al convertir el bicarbonato en carbonato), un aumento de la temperatura (como en un calentador o impulsor de la bomba; el aumento de la temperatura disminuye la solubilidad del carbonato de calcio y también convierte el bicarbonato en carbonato), o más directamente por un aumento en el calcio o el carbonato.
Después de que el carbonato de calcio sólido haya aparecido en el sistema por cualquier medio, la precipitación de CaCO3 comenzará de inmediato. ¿Qué procesos inhiben la precipitación continua de CaCO3 sobre un cristal en crecimiento? Lo principal que sucede en el agua de mar normal es el impacto del magnesio (aunque el fosfato y los orgánicos pueden desempeñar un papel importante en algunos acuarios) .24 Este es el punto en el que el magnesio llega a la superficie creciente del cristal, esencialmente envenenándolo para una mayor precipitación de carbonato de calcio. Dado que el magnesio puede reducir la probabilidad o el alcance de la precipitación de carbonato de calcio de esta manera, actúa para facilitar el mantenimiento de altos niveles de calcio y alcalinidad.
Conclusiones

El magnesio es un ion importante para los acuaristas de arrecifes. Además de sus muchas funciones biológicas, sirve para evitar la excesiva precipitación de carbonato de calcio tanto del agua de mar como del agua del acuario. Dado que tanto el calcio como la alcalinidad son muy importantes para los organismos que conservamos, asegurarnos de que no se pierdan debido a la precipitación excesiva es una parte importante de la cría de acuarios.

Feliz Reefing!
 

SEBASDISCUS

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Buen aporte y un elemento importante en nuestro acuario y a tener muy en cuenta, que luego nos quejamos que nos precipita los carbonatos y es que tenemos el mg echo un asco :homer:

Saludos.

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