QUÍMICA
Y EL ACUARIO por RANDY HOLMES-FARLEY, Ph.D.
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Magnesio en
el acuario de arrecife
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El magnesio es el tercer ión más abundante
en el agua de mar solo detrás del sodio y el cloro. Esta también
asociado a muchos procesos biológicos importantes en cada
organismo vivo. Sin embargo, la única vez que llama la atención
del acuarista es cuando se sospecha que es causa de problemas en
mantener el calcio y la alcalinidad.
Este artículo acerca del magnesio es el
primero de varios que ahondan en una variedad de temas asociados
al magnesio y estroncio. El calcio, magnesio y estroncio son
similares químicamente. Tan similares, que uno se va por el
camino del otro en una variedad de situaciones, y eso es parte
de la razón por la cual estos iones tienen mérito de atención
por los acuaristas. Este artículo detalla la naturaleza del
magnesio en el agua de mar, como se adiciona, y como se remueve
del acuario marino y de como afecta el mantenimiento del calcio
y la alcalinidad.
Futuros artículos cubrirán algunos de
estos mismos temas para el estroncio, y explorarán también la
entrega de este ión al acuario en suplementos de varias fuentes.
Que tanto magnesio y estroncio es entregado al acuario en el
agua de cal (kalkwasser), por ejemplo, no es del todo obvio. De
hecho, esto casi ciertamente depende de como el agua de cal se
prepara y se adiciona. Estos temas serán abordados
experimentalmente en los productos actuales que muchos
acuaristas usan.
Magnesio en el agua
de mar
En el agua de mar fuertemente graduada
(S=35), el magnesio esta presente aproximadamente 53 mM (mM es
abreviación de milimolar, que es una medida del numero de iones
presentes, opuestamente a ppm (partes por millón) que es la
medida de la masa los iones presentes). Solo el sodio (469 mM) y
el cloro (546 mM) están presentes en concentraciones más altas,
con sulfatos (28 mM) detrás de estos. El magnesio es cinco veces
más abundante que el calcio (10mM). El magnesio es
significativamente más ligero que el calcio, entonces cuando
comparamos basándonos en peso, este es solamente 3 veces más
concentrado (1285 ppm vs. 420 ppm)
Figure
1. Este cangrejo sally lightfoot probablemente no se de
cuenta que el alga coralina se encuentra donde el
contenido de magnesio es mayor. Foto por Debi Coughlin.
Otro comentario de la concentración de
magnesio en el agua de mar. El magnesio contenido en el agua de
mar no ha sido constante desde que se formaron los océanos.
Específicamente, el magnesio contenido ha sido siempre bajo,
como en el periodo Cretaceo tardío. Como se discutió arriba, la
cantidad de magnesio puesta en los esqueletos de carbonato de
calcio es una función de cuanto magnesio hay en el agua de mar.
Consecuentemente, el magnesio contenido en sedimentos antiguos
puede ser significativamente menor que los mas modernos para
organismos.1similares. Adicionalmente para agregar un
hecho interesante, este resultado juega un papel en la
habilidad de ciertos depósitos de rocas calizas en mantener el
magnesio en acuarios. Por ejemplo, dicha roca caliza es a veces
usada en reactores de CaCO3/CO2o como materia prima para hacer
hidróxido de calcio (cal). Si este es bajo en magnesio, uno
tiene que encontrar un suplemento adecuado para mantener
concentraciones modernas de magnesio. Estos temas serán más
detallados en futuros artículos.
El
magnesio está presente en el agua de mar como ión Mg++,
significa que tiene dos cargas positivas, como el calcio. Mucho
del magnesio esta presente como iones libres, con solo moléculas
de agua pegados al este. Se estima que cada ión de magnesio
tiene aproximadamente ocho moléculas de agua fuertemente
asociadas a este. Esto es, las moléculas de agua están tan
ajustadamente pegadas que se mueven conforme el Ion magnesio se
mueve a través del agua.
Por hacer la
comparación, un solo Ion cargado como el sodio tiene pegadas
solo 3-4 moléculas de agua. Una pequeña proporción( cerca de
10%) del magnesio presente como ión soluble aparea con el
sulfato(MgSO4),
y porciones mas pequeñas se aparean con bicarbonato
(MgHCO3+),
carbonato (MgCO3), floruro (MgF+), borato
(MgB(OH)4+), e hydróxido (MgOH+).
Mientras que estos
pares de iones comprenden solo una pequeña parte del total de la
concentración de magnesio, pueden dominar en la química de otros
iones. Una discusión extensa de este tema va las allá del
alcance de este artículo, pero debe hacerse notar el enorme
impacto que tienen estos iones en la química del agua de mar.
Para el caso del carbonato, por ejemplo, el ión pareado al
magnesio estabiliza al carbonato que este presente en altas
concentración que si no lo estuviese en ausencia de magnesio.
Este efecto, a su tiempo, hace que el agua de mar tenga un mejor
amortiguador en el rango de pH 8.0-8.5 de lo que podría ser de
otra forma. Sin este ión pareado, el pH del agua de mar sería
significativamente alto, y más susceptible a caídas diurnas
(diarias) fluctuantes.
El promedio de
presencia de este ión en el agua de mar está en el orden de los
diez millones de años, ese tiempo es sustancialmente mayor que
el del calcio (unos cuantos millones de años) y el aluminio (
100 años), pero menor que el sodio ( cerca de 250 millones de
años) en cierto sentido, esto indica de que tan reactivo es el
magnesio: esta en el agua de mar mucho tiempo por que es por
mucho no reactivo, pero toma solución en varios procesos
biológicos de mejor manera que lo hace el sodio.
Otra interesante
característica de los iones es cuando son excluidos de los
organismos, siento tomados activamente, o solamente "dejando"
que estén presentes. Como otros los dos iones más comunes, sodio
y sulfato, la concentración relativa de magnesio en los
organismos es aproximadamente la misma que en el agua de mar (
sin contar el magnesio en el los esqueletos). Esto probablemente
es resultado de el hecho de que el hay mucho magnesio en el agua
de mar, y de que los organismos lo utilizan para muchos
propósitos. Cloro, otro ión muy común, es rechazado activamente
por los organismos, y muchos otros iones están sustancialmente
concentrados.
Organismos que utilizan magnesio
En términos de magnesio consumido, el uso
primario en un acuario de arrecife es para la calcificación,
Cuando los exoesqueletos de carbonato de calcio son depositados,
el magnesio usualmente va al exoesqueleto en lugar del calcio.
No es totalmente claro como es que esos organismos tratan
de controlar o no. Sin embargo, la cantidad de magnesio entrando
al exoesqueleto a diferentes organismos varia mucho. La tabla 1
muestra la cantidad relativa de calcio y magnesio en esqueletos
de carbonato de calcio de vario organismos.
Tabla 1.
Magnesio en esqueletos de carbonato de calcio
Organismos
Contenido de magnesio en el esqueleto
(peso %)
Referencia
Corales
Suborden Asterocoeniina
y Faviina
0.07
- 0.36%
2
Suborden Fungina
0.095-1.22%
2
Fungia
actiniformis var. palawensis
0.091%
6
Suborden Caryophylliina
0.18-0.21%
2
Suborden Milleporina
0.12-0.53%
2
Millepora
sp.
0.12-0.53%
2
Suborden Stolonifera
2.98-3.52%
2
Familia Tubiporidae
2.98-3.52%
2
Tubipora
rubrum
2.98-3.52%
2
Familia Dendrophylliidae
0.05%
2
Familia Porites
0.095-1.22%
2
Porites
lobata
0.40-1.22%
2
Familia Pocillopora
0.34%
2
Familia Dendrophyllia
0.05%
2
Gorgonia
Eunicella
papillosa, E. alba, E. tricoronata, y Lophogorgia flamea
De manera interesante, el alga coralina
normalmente empaqueta una larga cantidad de magnesio en sus
depósitos de carbonato de calcio (> 4 molar de porcentaje de
carbonato de magnesio, o > 1% de magnesio por peso) muestra que
incorpora menos magnesio cuando el contenido de magnesio en el
agua se reduce. La cantidad incorporada es directamente
proporcional a la concentración de magnesio. En consecuencia, la
cantidad de magnesio que se consume en el acuario depende del
contenido de magnesio en el agua. Este efecto efecto se extiende
a otros organismos que calcifican también.1
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columna
Adicionalmente al uso en la calcificación,
muchos organismos (si no es que todos) toman magnesio del agua
de mar. Organismos desde bacterias8-10a peces11toman magnesio. En muchos casos,
hay tanto magnesio en el agua de mar que los organismos ocupan
mas esfuerzo en sacar fuera el exceso de magnesio que en
tomarlo. Por ejemplo:" El que los riñones de los peces marinos
tienen un mecanismo renal muy poderoso de excreción de magnesio
(Mg) del cuerpo es bien conocido desde los inicios de los años
1930..."11
Toxicidad del
magnesio concentrado.
Existen pocos estudios acerca de la
toxicidad del magnesio alto en muchos organismos marinos.
Muchos estudios de toxicidad involucran al magnesio
usado para especies dulceacuícolas. Esto es verdad ya que por
que el magnesio es ciertamente muy concentrado en el agua de mar
normal, entonces para elevarlo significativamente se requieren
condiciones que raramente encontraremos en lo océanos e incluso
lagunas.
Bingman12puntualizo en un artículo previo
que una elevada concentración (> 8,000 ppm), de magnesio se ha
usado para ayudar a estresar ostiones, ayudando a forzarlos a
abrirse 12-14y
también es un anestésico para estos11
En consecuencia, el magnesio tiene un potencial negativo de
efectos biológicos a concentraciones significativamente
elevadas.
Toxicidad del
magnesio bajo
Como el magnesio alto, no existen muchos
estudios de los efectos del magnesio bajo en las criaturas como
las presentes en acuarios. Excepto en estuarios y en las
chimeneas hidrotermales, el magnesio no esta bajo en los sietmas
marinos. Consecuentemente, pocos científicos tienen interés en
estudiar tal baja. Es bien conocido que muchas bacterias marinas
requieren de magnesio, pero en algunos casos, solo un poco de
magnesio es adecuado.8-10
Es principio básico que todos los autótrofos (organismos que
generan toda su energía de la fotosíntesis, incluyendo todas las
algas) deben obtener su magnesio de la columna de agua. Que tan
alta debe ser la concentración de magnesio para no estar
limitado, sin embargo, no es conocida.
Magnesio en el
acuario marino
El magnesio tiene una tremenda relevancia
biológica y química en el acuario de arrecife. Afortunadamente
para los acuaristas de arrecife, esta presente en abundancia en
el agua de mar. Hay, de hecho, un rápido consumo de magnesio en
el acuario de arrecife debido a la rápida calcificación de los
organismos. La primera razón por la cual el magnesio no debe ser
motivo de preocupación diaria para el acuarista es que la
reserva de este en el agua de mar es muy grande. El magnesio
debe compararse con un gran lago, con el nivel del lago solo
cambiando lentamente por la entrada de ríos y a la exportación
vía evaporación y a la salida de agua. Consecuentemente,
mantener el nivel de magnesio no es un problema que se
desarrolle típicamente rápido. Si usa una mezcla apropiada de
sal, nunca será problema para muchos acuaristas. Sin embargo,
sobre la marcha y con el tiempo los niveles cambiaran si la
salida y la entrada no coinciden bien. Las siguientes secciones
describirán estas entradas y salidas, y también describirán que
pasa si el magnesio baja demasiado.
Fuentes de magnesio
en el acuario marino
La primera y obvia fuente de magnesio en
un acuario es el agua de mar artificial o natural usada para
montar el acuario, y cuando se realiza cualquier cambio de agua.
Algunas mezclas de sal se les ha reportado con
deficiencias en magnesio15Están incluidas Tropic Marin
y Seachem. Otras se
les reporta con unexceso sustancial, iincluyendo
a Coralife.15
La otra fuente importante son los
suplementos de calcio. Muchos de estos suplementos contienen
magnesio hasta por "accidente" (como en el caso de carbonato de
calcio con impurezas de carbonato de magnesio que es usado en
reactores de CaCO3/CO2
) o por que el magnesio es agregado
intencionalmente por los fabricantes.
En el caso de los suplementos de calcio
comerciales, algunos fabricantes agregan magnesio a algunos de
ellos. Seachem por ejemplo, agrega magnesio a
Reef Complete y en Reef Advantage
Calcium, pero no a otros productos de calcio.
Cuando esto se forma en su equivalente de esqueleto de carbonato
de calcio, la cantidad agregada es equivalente a un 2% de peso
de magnesio es el "esqueleto". Como se vera mas abajo comparando
con otros métodos, es por mucho muy alto. Cuanta es la
cantidad óptima a agregar, no es totalmente claro, y este
"problema" de que coincida la entrada de magnesio con la salida
se discute con detalle abajo. Otro fabricantes como Kent, no
agregan magnesio a ningún suplemento de calcio normal. Sin
embargo, estos suplementos contendrán algo de magnesio. La
pregunta es cuanto.
El algunos casos, mas
notablemente que el agua de cal (kalkwasser), no es claro si
todo el magnesio presente en esta vaya al acuario. El hidróxido
de magnesio debe estar en solución antes de su adición al
acuario. Consecuentemente, incluso análisis de productos
comerciales de cal presentan gran cantidad de magnesio
(el
quicklime que yo uso
producirá un esqueleto de carbonato de calcio con
aproximadamente 1.8% de magnesio
en su peso),16que tanto
esta en el acuario es una función tan complicada como la de que
tanta cal se agrega al agua, que tanto se deja reposar, y si se
agrega vinagre al milieu. Estos temas se revisarán
experimentalmente en otro artículo.
Incluso cuando todo el magnesio incluido
ya ha sido agregado al acuario, como en los reactores de CaCO3/CO2 dar con el balance perfecto entre la
entrada y salida requiere de medir y ajustar ocasionalmente. El
argumento de que usando grava de esqueletos de coral en un
reactor de CaCO3/CO2 dará a estos lo que necesitan
exactamente es demasiado simplista. Diferentes fuentes de
carbonato de calcio tendrán diferentes fuentes de magnesio en
ellas. En pruebas con muestras usadas por acuaristasBingman18reportaron 0.1% de
peso en magnesio para Korlith y de 0.28% magnesio
para Super Calc Gold. Similarmente, Hiller18
reporto 0.4% de
peso en magnesio paracal quarried
y 0.26% magnesioparacoral molido
Nature's Ocean.
Para complicar aún más la vida del
acuarista esta el hecho de que diferentes organismos usan
diferentes fuentes de magnesio relativas al calcio (Tabla 1,
cuando los organismo se ven en rangos de 0.05%
a 4.4% de magnesio
en peso del esqueleto).
Consecuentemente la cantidad óptima para proveer al acuario,
relativa al calcio que entra, dependerá de que organismos hay en
el acuario. Por esta razón, uno encontrará que el uso de
cualquier suplementación de calcio y alcalinidad deberá lidiar
con el agotamiento del magnesio (o el incremento) con el tiempo.
Este tema será abordado mas extensivamente en otros futuros
artículos.
Otra potencial fuente de magnesio es el
alimento de los peces. El magnesio esta presente en muchos
alimentos en alta concentración. pero no es suficiente como para
afectar los niveles de magnesio (~1285
ppm). la tabla 2 muestra algunos datos de
Shimek19que ha 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 a 1-14 ppm asume que
todo el magnesio se fue a la solución. Lo que realmente suceda o
no es nos remite a que la contribución del magnesio es muy
poca. También en la Tabla 1 están los mismos datos para el
calcio, mostrando que algunos alimentos pueden agregar
cantidades significativas de calcio al acuario 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
Depósitos de magnesio
en el acuario
El principal sumidero de magnesio en le
acuario es la coprecipitación de este con el carbonato de
calcio. Esto ocurre en los organismos, como se mostró en la
tabla 1, y también durante la precipitación abiótica ( no
biológica) del carbonato de calcio ( como sobre los
calentadores)
Una potencial caída que ha sido
descrita por algunos acuaristas en el hobby es la precipitación
del magnesio causada por el agua de cal (kalkwasser). Ambos
hidróxido de magnesio y carbonato de magnesio han sido
sugeridos. No creo que sea un proceso importante en la mayor
parte de los acuarios. Si se adiciona cualquier aditivo con un
pH alto. incluyendo agua de cal, resulta en la formación
transitorio de hidróxido de magnesio. este material se disuelve
rápidamente de tal forma que que el pH local baja cerca de
8.6-9.0. El carbonato de magnesio es un tema mas complicado,
tiene su límite del punto de solubilidad en el agua de mar y
puede cubrirse rápidamente con magnesio menos soluble como
calcita de magnesio. Estos temas han sido tratados por Bingman20en mayor detalle, y su
conclusión es que ningunas de estas precipitaciones baja el
magnesio.
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columna
Yo sugeriría como camino alternativo que
en acuarios usando solo agua de cal, que se hagan deficientes en
magnesio con el tiempo, es por que el agua de cal simplemente no
lleva magnesio al acuario incluso si esta presente n forma
sólida en la cal. Como y por que puede pasar esto, fue discutido
arriba en la precipitación de hidróxido de magnesio en el
deposito de agua de cal. Esta falta de adición asociada a la
remoción del magnesio en la calcificación puede ser causa de la
deficiencia en magnesio. Tales deficiencias no se han extendido
a mi acuario, pero no tiene un rango especialmente alto de
calcificación, y quizás los cambios de agua hallan eliminado el
problema. En todo caso, aquellos que solo usan agua de cal (u
otro sistema que no libera magnesio) deberían monitorear
ocasionalmente al magnesio.
Suplementos de
magnesio en acuarios marinos
Existe una gran variedad de suplementos
comerciales de magnesio. Los hechos por ESV, Seachem,
y Kent son muy
populares, no haré ningún análisis detallado de estos. Asumiendo
que son lo que claman, son buenos productos para usar, incluso
para incrementos grandes de magnesio he usado el suplemento ESV
junto con los que hago yo mismo.
Tenga presente una cosa con los
suplementos de magnesio, estos están necesariamente diluidos,
incluso en presentaciones sólidas secas. La razón para esto es
que el magnesio es un ión muy ligero y esta doblemente cargado.
En forma de sal o cuando esta disuelto en un líquido, esta
necesariamente compitiendo son un número grande de iones (
especialmente cloro y sulfato). Los suplementos secos
comerciales, por ejemplo, solo tienen 8% de magnesio en
peso.
Comprendiendo este simple hecho de que hay
tanto magnesio en el acuario que una suplementación requeriría
una gran cantidad de material. Un acuario de 100 galones
contiene ¡ una libra de magnesio! En orden de elevar ese mismo
acuario a 200 ppm de magnesio, uno tendría que agregar ¡2 libras
de sales de magnesio secas!
Las sales de Epsom (grado USP de sulfato
de magnesio heptahidratado) esta disponible en cualquier
droguería (farmacia) y son muy baratas. El problema viene cuando
esta tratando de elevar el magnesio en gran cantidad ( o
cantidades pequeñas varias veces) el agua del acuario se volverá
rica en sulfatos. Este enriquecimiento no es problema para
algunos acuarios, especialmente aquellos que usanmezclas de sal ya de por si pobres en sulfato,15 o
aquellos que experimentan frecuentes cambios de agua.Bingman21ha investigado este enriquecimiento y sugiere
una receta de suplementos basados en las sales de Epsom y
cloruro de magnesio. El problema es tener lo en la pureza
adecuada.
Como una alternativa, algunos acuaristas
han empezado a usarNigari,
un producto Japonés que se deriva del agua de
mar y que utiliza para fabricar tofú. Parece ser que contiene
más sales de cloruro y sulfato, pero que tanto sulfato y
que tanto cloruro; así como otros metales queda por demostrase.
Cualquiera que sea el producto que elija, Yo
sugeriría igualar la concentración del agua de mar.1285
ppm. Para fines prácticos estará bien
1250-1350 ppm. No sugiero elevar el magnesio
mas de 100 ppm al día. Si necesita elevarlo varios cientos de
ppm, dividir las adiciones en varios días le dará una mejor base
para alcanzar la concentración correcta, y puede ser posible
hacer que el acuario pueda lidiar con las impurezas que vienen
en el suplemento.
Se ha sugerido que agregar dolomíta al
reactor de CaCO3/CO2puede ayudar con los problemas de magnesio.
La dolomíta es un material que contiene ambos magnesio y
carbonato de calcio. Si la dolomíta se agrega al reactor de
calcio para mantener un apropiado nivel de magnesio contra la
disminución vía la calcificación ( por ejemplo, cuando el
carbonato de calcio usado es muy bajo en magnesio para mantener
un nivel adecuado de magnesio) entonces esta será una meta muy
fina.
De cualquier forma, este método no es
apropiado si la meta es elevar los niveles de magnesio.
El problema es que por cada ión de magnesio liberado de la
dolomíta, se liberan dos unidades de alcalinidad.
MgCO3
Mg++ + CO3--
En consecuencia, si uno desea elevar el nivel
de magnesio a 100 ppm, la alcalinidad subirá necesariamente 8.2
meq/L(23 dKH) Para sortear este problema se agrega un ácido
mineral (no vinagre) al acuario para reducir la alcalinidad, y
eso será más problemático que solamente agregar magnesio.
Medición del magnesio
en acuarios marinos
Existe un buen número de kits comerciales,
incluyendo los hechos por Hach,
Salifert, y Seachem.
Estos kits tienen varias maneras de
distinguir el magnesio del calcio. Algunos, como el kit de Hach,
requieren de dos tritaciones, pero terminara
usted con lecturas de magnesio y calcio. Otros, como el kit de
Seachem,
requiere solo una, pero solo da un valor de
magnesio usado de esta forma. En la mayoría de los casos, seguir
las instrucciones del fabricante le lleva a lo que usted
necesita, pero las unidades son a veces complicadas. El kit Hach
por ejemplo reporta el magnesio en unidades equivalentes ¡ a las
del carbonato de calcio! mientras que esta sustracción
usado en el kit de Hach lleva a un valor de magnesio, sirve
también para confundir a muchos acuaristas. Ojalá futuras
versiones de este kit vengan con las unidades más claras.
Para aquellos interesadosBingman22 tiene más y mejores detalles acerca de
la discusión de estos kits.
Efecto del magnesio en el balance calcio/alcalinidad
en el acuario
¿Como impacta el magnesio el
balance del calcio y la alcalinidad23en el acuario de arrecife? Para contestar
esta pregunta, uno debe entender de manera básica los sistemas
de calcio y carbonato en el agua de mar. Estos sistemas ya se
discutieron en varios artículos previos, por lo que no me
adentrare en mucho detalle. En pocas palabras, el carbonato de
calcio (CaCO3) estasúper saturado en el agua de mar,24queriendo decir esto que dado un tiempo
suficiente los iones de calcio interactuaran con los iones de
carbonato y precipitarán carbonato de calcio. Si usted forzó a
que se eleven las concentraciones mucho, el CaCO3comenzará a precipitarse.
El magnesio interfiere con el proceso,
permitiendo que ambos calcio y carbonato se eleven en ausencia
de magnesio.
Si esto suena
confuso, no se sientan solos. En el libro de Stephen
Spotte
Captive Seawater Fishes, Spotte
dice " el estudio de los minerales del
carbonato asocia tonterías de solubilidad que plantean los
problemas más difíciles de química oceanográfica y de
geoquímica"25Sin embargo,
la siguiente sección tratará de darles una versión simplificada
que es apropiada para nuestro nivel de acuaristas.
¿Como interviene el magnesio con la
precipitación de CaCO3?
La primera vía asocia el magnesio
envenenando la superficie de los cristales en crecimiento de
CaCO3, haciéndolo
lenta la precipitación, Esto puede de hecho, puede ser tan
lentamente al punto que sucede en rangos que no son un problema
para el acuarista. El la discusión por venir es importante
recordar esto, otras cosas pueden ser equivalentes, como que la
alcalinidad es un buen indicador de la concentración de
carbonato. Entonces una alcalinidad alta equivale a carbonatos
altos.
En corto, mientras que el magnesio no este
supersaturado en el agua de mar( o en un acuario de arrecife
típico), y no se precipite por si mismo, el magnesio es atraído
por la superficie del carbonato de calcio donde los iones
carbonato están ya en el lugar de los iones calcio. Con los
iones carbonato en su lugar, el magnesio halla un muy atractivo
lugar donde unirse.
Después de un corto tiempo en el agua de
mar, el carbonato virgen alcanza rápidamente una cobertura
delgada de Mg/CaCO3 (calcita
de magnesio) como el magnesio se abre
camino dentro y sobre la superficie del cristal. Eventualmente,
la superficie contendrá una cantidad sustancial de magnesio. La
extensión en la cual esto pasa depende de que tanto mineral se
tenga, y es aparentemente mucho más duradero en la calcita que
en la aragonita. Esto también depende de las cantidades
relativas de magnesio y calcio en el agua. Por fortuna, un nuevo
material que contiene ambos calcio y magnesio de forma.
La superficie de este nuevo mineral
contiene ambos calcita y magnesio no es buen sitio núcleo para
la precitación de carbonato de calcio adicional( como aragonita
y calcita), y la precipitación de CaCO3adicional decrece sustancialmente.
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EnCaptive
Seawater Fisheshay una amplia
discusión del impacto del magnesio en el sistema
calcio/carbonato, incluyendo datos que indican la magnitud del
impacto que el magnesio puede tener.25En este experimento, muestras individuales de
agua de mar fueron hechas variando los niveles de magnesio y
carbonato. Los científicos midieron posteriormente que tiempo
tomaba para que el carbonato de calcio se precipitara de cada
solución. No hubo sorpresa, entre más se elevaba el carbonato,
mas rápido se precipitaba el carbonato de calcio.
Mas interesante aún, se encontró que los
niveles de magnesio tenían un gran impacto en ritmo de
precipitación.
En las muestras sin magnesio, con calcio natural y niveles de
carbonato altos, se encontró que el carbonato de calcio se
precipitaba en minutos. Con agua natural de mar y magnesio
agregado a la mezcla, la precipitación se retardo 13 a 20 horas.
Más sorprendente aún, a niveles bajos de
carbonato (cercanos al agua de mar natural y probablemente
similar al de muchos acuarios de arrecife) la precipitación se
retardo solo unos minutos en ausencia de magnesio a 750 horas en
presencia de niveles naturales de magnesio. Consecuentemente, el
magnesio tiene un gran impacto en la precipitación de carbonato
de calcio (un
hecho que ha sido confirmado por muchos investigadores).
¿Pero que hacemos con esto en un acuario
de arrecife? Una situación en la cual el carbonato de calcio se
precipita asocia la adición de cristales de carbonato de calcio
de algún tipo al acuario. Por ejemplo, adiciona arena de
carbonato de calcio o alguno de lossuplementos de carbonato de calcio como Aragamight o
el reactor líquido de Kent
liquid reactor26.
Una segunda situación es cuando CaCO3
se forma en cuando la precipitación
abiótica se inicia en el acuario.24 Esta precipitación sucede cuando la
súper saturación es llevada a niveles altos inusuales ( en todo
el tanque o en sitios localizados) Este incremento en la
súper saturación puede ser causado por un incremento en el pH (
que incrementa el nivel de carbonato transformando el
bicarbonato en carbonato), un incremento de temperatura ( como
sobre un calentador o la propela de una bomba, la temperatura
alta hace decrecer la solubilidad del carbonato de calcio y
convierte también al bicarbonato en carbonato), o más
directamente por un incremento en el calcio o carbonato.24
Después que el carbonato de calcio sólido
ha aparecido en el sistema por la razón que sea, la
precipitación de CaCO3comenzara inmediatamente.
¿Que procesos inhiben la continua
precipitación de CaCO3sobre un cristal en crecimiento?
La principal razón en el agua de mar natural
es el impacto del magnesio ( el fosfato y materia orgánica
pueden jugar un importante rol en algunos acuarios).24En este punto donde el magnesio va a la
superficie del cristal, esencialmente envenenándolo para una
mayor precipitación de carbonato. Debido a que el magnesio puede
reducir la eficiencia o extender la precipitación de esta forma,
esto actuará para hacer más fácil el mantener niveles altos de
calcio y alcalinidad.
Conclusiones
El magnesio en un ión importante para los
acuaristas. Adicionalmente a sus muchas funciones biológicas,
sirve para prevenir una excesiva precipitación de carbonato de
calcio de el agua de mar y el agua del acuario. Así el calcio y
la alcalinidad son parte importante del cuidado del acuario.
Happy Reefing!
Referencias
1. Low-magnesium
calcite produced by coralline algae in seawater of Late Cretaceous
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Mg++ + CO3--