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Stöchiometrie

  • Dünger

    1884 Standard Fertilizer Companys Food for Plants
    by Boston Public Library, PD

    Düngemittel-Programme

     

    Vorab: Sollten Sie eine Dünger-Empfehlung bekommen, ohne das Sie erklärt haben welche Pflanzen Sie ganz genau züchten, können Sie solche Empfehlungen beherzt ignorieren. Es gibt nicht hunderte von Düngersorten, weil es eine Antwort gibt.

    Jede Pflanzenart hat einen individuellen Nährstoffbedarf der sich auch noch dahingehend unterscheidet in welcher Wachstumsphase sie sich befindet. Darüber hinaus kann ein wahlloses Düngen, Überdüngung, Unterdüngung, falsche Zusammensetzung etc. für viele Pflanzen verheerende Folgen haben, welche von Unterversorgung bis hin zu spezifischen Pflanzenkrankheiten reichen. Um die beste Nährstoffmischung für eine spezielle Pflanze zu erreichen, kommt man um eine Analyse der Pflanze selbst nicht herum. Wir empfehlen schon aus Kostengründen die Nährstoffzusammensetzung selbst anzufertigen. 

     

    Hydroponikdünger selber mischen ?

    Die im Handel erhältlichen Düngemittel bestehen aus einem Volldünger, der mit Makronährstoffen ergänzt wird. Sie werden von einigen Hydrokultur- und/oder Düngemittelfirmen angeboten und variieren je nach Hydrokulturpflanze. Ein Beispiel für ein Düngemittelprogramm ist das von Hydro-Gardens angebotene Programm für Hydrokultur-Tomaten.

    Bei diesem Programm kaufen die Züchter die Hydro-Gardens Chem-Gro-Tomatenformel. Es hat eine Zusammensetzung von 4-18-38 und enthält auch Magnesium und Mikronährstoffe. Um eine Nährlösung herzustellen, wird sie mit Kalziumnitrat und Magnesiumsulfat ergänzt, je nach Sorte und/oder Wachstumsstadium der Pflanze.

     

    Vorteile von Düngeprogrammen

    Programme wie diese sind einfach zu bedienen. Es ist nur eine minimale Bestellung von Düngemitteln erforderlich (nur 3 im Beispiel von Hydro-Gardens).
    Die Herstellung von Nährstofflösungen erfordert nur sehr wenige oder gar keine mathematischen Berechnungen.

     

    Nachteile von Düngeprogrammen

    Düngeprogramme ermöglichen keine einfachen Anpassungen der einzelnen Nährstoffe. Zum Beispiel, wenn die Blattanalyse zeigt, dass mehr Phosphor benötigt wird. Bei der ausschließlichen Verwendung eines Düngeprogramms kann nicht einfach nur Phosphor hinzugefügt werden.
    Ein weiterer Nachteil ist, dass die Düngeprogramme den Landwirten nicht erlauben, die bereits in der Wasserquelle enthaltenen Nährstoffe zu berücksichtigen. Wenn eine Wasserquelle beispielsweise einen Kaliumgehalt von 30 ppm aufweist, gibt es keine Möglichkeit, die im Düngeprogramm zugeführte Kaliummenge anzupassen. Und zuviel Kalium kann wiederum die Aufnahme von anderen Nährstoffen blockieren.

     


    Düngeprogramme können teurer sein als die Verwendung von
    Rezepten zur Herstellung von Nährstofflösungen.
     

     

    Rezepte für Nährstofflösungen / Hydroponik Dünger selber mischen

    Es gibt auch Rezepte für die Herstellung von Nährstofflösungen. Die Rezepte enthalten eine bestimmte Menge jedes Nährstoffs, der der Nährlösung zugesetzt werden soll. Sie sind spezifisch für eine bestimmte Kulturpflanze und in einer Vielzahl von Quellen erhältlich, z. B. bei den Beratungsstellen der Universitäten, im Internet und in Fachzeitschriften. Ein Beispiel ist die unten abgebildete modifizierte Sonovelds-Lösung für Kräuter (Mattson und Peters, Insidegrower).

     

    Modifiziertes Sonneveld-Rezept / Kräuter

    Element Konzentration
     Stickstoff 150 ppm 
     Phosphor  31 ppm
     Kalium  210 ppm
     Kalzium 90 ppm 
     Magnesium  24 ppm
     Eisen  1 ppm
     Mangan  0,25 ppm
     Zink  0,13 ppm
     Kupfer 0,023 ppm
     Molybdän 0,024 ppm
     Bor 0,16 ppm

     


    Es liegt im Ermessen des Züchters, welche Düngemittel er zur Herstellung einer Nährlösung nach einem Rezept verwendet. Zu den üblicherweise verwendeten Düngemitteln gehören:

     

    DüngerDosierung, enthaltene Nährstoffe
    Kalziumnitrat 15.5 – 0 – 0, 19% Kalcium
    Ammoniumnitrat 34 – 0 – 0
    Kaliumnitrat 13 – 0 – 44
    Sequestrene 330TM 10% Eisen
    Kaliumphosphat monobasisch 0 – 52 – 34
    Magnesium-Sulfat 9.1% Magnesium
    Borax (Wäschequalität) 11 % Bor
    Natriummolybdat 39% Molybdän
    Zinksulfat 35.5% Zink
    Kupfersulfat 25% Kupfer
    Magnesiumsulfat 31% Mangan
    Die Landwirte berechnen die Menge des Düngers in der Nährlösung
    auf der Grundlage der Menge eines Nährstoffs im Dünger und der in
    der Rezeptur angegebenen Menge.

     

    Vorteile von Nährstofflösungsrezepten

    Nährlösungsrezepte ermöglichen die Anpassung von Düngemitteln auf der Grundlage der in Wasserquellen enthaltenen Nährstoffe. Ein Beispiel: Ein Gärtner verwendet eine Wasserquelle mit 30 ppm Kalium und stellt die modifizierte Sonneveld-Lösung für Kräuter her, die 210 ppm Kalium erfordert. Er müsste dem Wasser 180 ppm Kalium (210 ppm - 30 ppm = 180 ppm) hinzufügen, um die in diesem Rezept geforderte Menge an Kalium zu erhalten.
    Mit Rezepten lassen sich Nährstoffe leicht anpassen. Wenn ein Blattanalysebericht anzeigt, dass eine Pflanze Eisenmangel hat. Es ist einfach, der Nährlösung mehr Eisen zuzusetzen.
    Da Rezepte eine einfache Anpassung ermöglichen, können Düngemittel effizienter eingesetzt werden als in Düngeprogrammen. Die Verwendung von Rezepten kann weniger kostspielig sein als die Verwendung von Düngeprogrammen.


    Nachteile von Nährstofflösungsrezepten

    Es muss berechnet werden, wie viel Dünger der Nährlösung zugesetzt werden muss. (Link zu  der Durchführung von Berechnungen). Manche Menschen mögen sich durch die damit verbundenen Berechnungen eingeschüchtert fühlen. Die Berechnungen erfordern jedoch nur  unkomplizierte mathematische Fähigkeiten, die auf Multiplikation und Division beruhen.
    Für die Messung von Mikronährstoffen ist auch eine hochpräzise Waage erforderlich, da die benötigten Mengen sehr klein sind. Eine solche Waage ist bereits ab 30.- € auf Amazon zu finden: z.B.: KUBEI 100g/0.001g.

     

    Hier geht es zur Berechnung von Nährstofflösungen für den Eigenbedarf


    Kontext: 

    ID: 153

  • Dünger: Berechnen Sie ein Nährstoff-Rezept

    By Boston Public Library, licensed CC BY 2.0

    Nachdem Sie nun die beiden grundlegenden Gleichungen für die Herstellung von Nährstofflösungen kennengelernt haben, wollen wir sie verwenden, um die für ein Nährstofflösungsrezept benötigten Düngermengen zu berechnen.

    Wenn Sie mit den beiden Gleichungen nicht vertraut sind, lesen Sie zuerst dies: Hydroponische Systeme: Berechnung der Konzentrationen von Nährstofflösungen mit Hilfe der beiden Gleichungen.

     

    Hier ist unser Problem: Wir wollen eine modifizierte Sonneveld-Lösung (Mattson und Peters, Insidegrower) für Kräuter in einem NFT-System verwenden. Wir verwenden zwei 5-Gallonen-Behälter und Injektoren, die auf eine Konzentration von 100:1 eingestellt sind, und nennen sie Vorratstank A und Vorratstank B. Wie viel von jedem Dünger müssen wir in jeden Vorratstank geben ?

    Sie werden nun vielleicht fragen: wozu zwei Vorratstanks? Dies ist dem Umstand geschuldet, das bestimmte Chemikalien unserer Düngerlösung miteinander reagieren sobald sie in Kontakt zueinander kommen. In allen Nährstofflösungen (Düngermischungen) haben Sie Kalzium, Phosphate und Sulfate -  da, unter anderem, auch diese drei Chemikalien für alle Pflanzen lebensnotwendig sind. Die beiden Letzten reagieren mit Kalzium und sind so nicht mehr in der Form vorhanden die wir in unserer Nährlösung benötigen. Sie verbinden sich mit einander und fallen als weiße Flocken (Ausfällungen) auf den Boden des Behälters. Darum muß man Phosphate und Sulfate von Kalzium getrennt aufbewahren und beim Einbringen in die Nährlösung des Systems (mittels Dosierpumpe oder Messbecher) vor einem direkten Vermischen bewahren.

     

    Modifiziertes Sonneveld-Rezept für Kräuter

    Element Konzentration
    Stickstoff 150 ppm 
    Phosphor  31 ppm
    Kalium  210 ppm
    Kalzium 90 ppm 
    Magnesium  24 ppm
    Eisen  1 ppm
    Mangan  0,25 ppm
    Zink  0,13 ppm
    Kupfer 0,023 ppm
    Molybdän 0,024 ppm
    Bor 0,16 ppm

     

    Dies sind die Düngemittel, die wir verwenden werden. Einige Dünger enthalten mehr als einen Nährstoff in der Rezeptur, während andere nur einen enthalten. Hier eine kleine Übersicht Handelsüblicher Dünger aus denen Sie ihr Rezept zusammenstellen können

     

    Dünger
    Enthaltene Nährstoffe
    (Stickstoff-Phosphat-Kalium und andere Nährstoffe)
    Kalziumnitrat 15.5-0-0, 19% Ca (Kalcium)
    Ammoniumnitrat 34-0-0
    Kaliumnitrat 13-0-44
    Kaliumphosphat monobasisch 0-52-34
    Magnesiumsulfat 9.1% Mg (Magnesium)
    Sequestrene 330 TM 10% Fe (Eisen)
    Mangansulfat 31% Mn (Mangan)
    Zinksulfat 35.5% Zn (Zink)
    Kupfersulfat 25% Cu (Kupfer)
    Bor 11% B (Bor)
    Natriummolybdän 39% Mo (Molybden)

     

    Hier finden Sie eine Liste der Düngerzusammensetzungen einiger Hersteller, die Sie als Basis für Ihre Düngerrezepte verwenden können...

     

    Als erstes fällt auf, dass wir drei Quellen für Stickstoff (Kalziumnitrat, Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat), zwei Quellen für Kalium (Kaliumnitrat und Kaliumphosphat einbasig) und eine Quelle für Kalzium (Kalziumnitrat) und Phosphor (Kaliumphosphat einbasig) haben. Wir können mit der Berechnung des Kalziums oder Phosphors in der Rezeptur beginnen, da nur ein Dünger jeden Nährstoff liefert. Beginnen wir mit Kalzium.

    Das Rezept sieht 90 ppm Kalzium vor. Wir berechnen, wie viel Kalziumnitrat wir verwenden müssen, um dies zu erreichen, indem wir die erste unserer beiden Gleichungen anwenden.

    Duenger Mischung 1

    Wir müssen 895,3 g Calciumnitrat hinzufügen, um 90 ppm Calcium zu erhalten. Calciumnitrat enthält jedoch auch Stickstoff. Wir verwenden die zweite Gleichung, um zu bestimmen, wie viel Stickstoff in ppm zugeführt werden soll.

    Duenger Mischung 2

    Wir fügen 73,4 mg N/l oder 73,4 ppm Stickstoff hinzu. Unser Rezept sieht 150 ppm Stickstoff vor. Wenn wir davon 73,4 ppm Stickstoff abziehen, müssen wir noch 76,6 ppm Stickstoff hinzufügen.

    Berechnen wir nun, wie viel Kaliumphosphat einbasig wir verwenden müssen, um 31 ppm Phosphor zu liefern.

    Duenger Mischung 3

    Wir müssen 262 g Kaliumphosphat einbasig hinzufügen, um 31 ppm Phosphor zu erhalten. Allerdings enthält Kaliumphosphat einbasig auch Kalium. Wir verwenden die zweite Gleichung, um zu bestimmen, wie viel Kalium in ppm zugeführt werden soll.

     Duenger Mischung 4

    Wir fügen 39 mg K/l oder 39 ppm Kalium hinzu. Unser Rezept sieht 210 ppm Kalium vor. Wenn wir davon 39 ppm Kalium abziehen, sehen wir, dass wir noch 171 ppm Kalium hinzufügen müssen.

    Wir haben nur eine weitere Quelle für Kalium, nämlich Kaliumnitrat. Berechnen wir, wie viel wir davon verwenden müssen.

    Duenger Mischung 5

    Wir müssen 885 g Kaliumnitrat hinzufügen, um 171 ppm Kalium zu erhalten. Kaliumnitrat enthält jedoch auch Stickstoff. Wir verwenden die zweite Gleichung, um zu bestimmen, wie viel Stickstoff in ppm zugeführt werden soll.

    Duenger Mischung 6

    Wir fügen 61 mg N/l oder 61 ppm Stickstoff hinzu. Unser Rezept sieht 150 ppm Stickstoff vor. Wir haben 73,4 ppm Stickstoff aus Kalziumnitrat zugeführt und mussten noch 76,6 ppm Stickstoff hinzufügen. Jetzt können wir 61 ppm Stickstoff subtrahieren. Wir müssen noch 15,6 ppm Stickstoff hinzufügen. Die einzige Stickstoffquelle, die uns bleibt, ist Ammoniumnitrat.

    Berechnen wir nun, wie viel Ammoniumnitrat wir verwenden müssen, um 15,6 ppm Stickstoff zu liefern.

     Duenger Mischung 7

    Wir müssen 86,7 g Ammoniumnitrat hinzufügen, um 15,6 ppm Stickstoff zu erhalten.

    An dieser Stelle haben wir den Stickstoff-, Phosphor-, Kalium- und Kalziumteil des Rezepts abgeschlossen. Für die übrigen Nährstoffe brauchen wir nur die erste Gleichung zu verwenden, da die Düngemittel, die wir für ihre Versorgung verwenden, nur einen Nährstoff in der Rezeptur enthalten.

    Duenger Mischung 8

    Wir müssen 498,5 Gramm Magnesiumsulfat hinzufügen, um 24 ppm Magnesium zu erhalten.

    Duenger Mischung 9Wir müssen 18,9 Gramm Sequestren 330 hinzufügen, um 1 ppm Eisen zu erhalten.

     Duenger Mischung 10

    Wir müssen 1,5 Gramm Mangansulfat hinzufügen, um 0,25 ppm Mangan zu erhalten.

     

    Es ist einfacher, kleine Mengen von Düngemitteln in Milligramm zu wiegen. Daher wird die Umrechnung von Milligramm in Gramm wie folgt vorgenommen.

    Duenger Mischung 11

    Wir müssen 692 Milligramm Zinksulfat hinzufügen, um 0,13 ppm Zink zu erhalten.

     Duenger Mischung 12

    Wir müssen 0,17 Milligramm Kupfersulfat hinzufügen, um 0,023 ppm Kupfer zu erhalten.

     

    Duenger Mischung 13

    Wir müssen 2,8 Milligramm Borax hinzufügen, um 0,16 ppm Bor zu erhalten.

    Duenger Mischung 14

    Wir müssen 0,12 Milligramm Natriummolybdat hinzufügen, um 0,024 ppm Molybdän zu erhalten.

     

    Zusammenfassung:

     Element Zusatz Nährstofflösung
     Calcium  895,3 g Calciumnitrat  90 ppm Calcium
     Phosphor  262 g Kaliumphosphat einbasig 31 ppm Phosphor
     Kalium  885 g Kaliumnitrat  171 ppm Kalium
     Stickstoff   86,7 g Ammoniumnitrat 15,6 ppm Stickstoff
     Magnesium  498,5 Gramm Magnesiumsulfat 24 ppm Magnesium
     Eisen  18,9 Gramm Sequestren 330 1 ppm Eisen
    Mangan  1,5 Gramm Mangansulfat 0,25 ppm Mangan
     Zink  692 Milligramm Zinksulfat 0,13 ppm Zink
     Kupfer  0,17 Milligramm Kupfersulfat 0,023 ppm Kupfer
     Bor  2,8 Milligramm Borax 0,16 ppm Bor
     Molybdän  0,12 Milligramm Natriummolybdat 0,024 ppm Molybdän

     

    Nun sind alle Berechnungen abgeschlossen. Jetzt müssen wir entscheiden, in welchen Vorratstank, A oder B, wir die einzelnen Düngemittel geben. Im Allgemeinen sollte das Kalzium in einem anderen Tank aufbewahrt werden als die Sulfate und Phosphate, da sie Ausfällungen bilden können, die die Tropfkörper des Bewässerungssystems verstopfen können. Anhand dieser Richtlinie können wir das Kalziumnitrat in einen Tank geben und das einbasische Kaliumphosphat, Magnesiumsulfat, Mangansulfat, Zinksulfat und Kupfersulfat in den anderen Tank. Der Rest der Düngemittel kann in beide Tanks gegeben werden.

    Sie sollten auch die Nährstoffmengen im Bewässerungswasser berücksichtigen. Wenn wir zum Beispiel ein Bewässerungswasser verwenden, das 10 ppm Magnesium enthält, müssen wir mit unserem Dünger nur 14 ppm mehr hinzufügen (24 ppm Mg, die in der Rezeptur gefordert werden, minus 10 ppm Mg im Wasser). Dies ist eine großartige Möglichkeit, Nährstoffe effizienter zu nutzen und Ihren Düngeplan fein abzustimmen.

    Bei einigen Mikronährstoffen müssen Sie selbst entscheiden, was Sie hinzufügen möchten. Sie könnten ein kleines Experiment durchführen, um herauszufinden, ob Sie zum Beispiel 0,12 Milligramm Natriummolybdat zu Ihrer Stammlösung hinzufügen müssen oder ob Sie mit der Leistung Ihrer Pflanzen auch ohne diesen Zusatz zufrieden sind.

    Ein letzter Punkt, den Sie beachten sollten. Manchmal funktionieren die Berechnungen nicht so gut wie hier bei Düngemitteln, die mehr als einen benötigten Nährstoff enthalten, und es kann sein, dass Sie mehr von einem Nährstoff hinzufügen müssen, als in der Rezeptur vorgesehen ist, um den anderen Nährstoff zu liefern.

    Wenn Sie zum Beispiel Kalziumnitrat ausbringen, um den Kalziumbedarf zu decken, kann es sein, dass die Lösung nicht genug Stickstoff enthält. In solchen Fällen müssen Sie entscheiden, welchem Nährstoff Sie den Vorrang geben wollen. Sie könnten zum Beispiel Kalziumnitrat ausbringen, um den Stickstoffbedarf der Pflanzen zu decken, da die überschüssige Kalziummenge den Pflanzen nicht schadet. Oder Sie entscheiden sich dafür, es auf der Grundlage des Kalziumbedarfs der Pflanze auszubringen, weil die fehlende Stickstoffmenge nur ein paar ppm beträgt.

     

    Hier finden Sie welche Probleme es mit Mangel und Überschuss an Dünger geben kann


    An dieser Stelle können wir Ihnen mit moderner Analysetechnik Empfehlungen für Ihre Pflanzungen geben. Sprechen Sie uns an...


    Kontext: 

    ID: 155

  • Dünger: Berechnung von Nährstofflösungen

    Orchilla Guano
    By Boston Public Library, license CC BY 2.0

    Die Berechnung der Düngermenge, die den Nährlösungen zugesetzt werden muss, ist Teil einer erfolgreichen hydroponischen Produktion. Für die Berechnungen werden nur Multiplikation, Division und Subtraktion verwendet; es sind keine fortgeschrittenen mathematischen Kenntnisse erforderlich.

    Wenn Sie mehr über die Zusammensetzungen und Konzentrationsangaben wissen wollen kann die Artikelreihe zu Stöchiometrie und ein Blick auf die Umrechnung von Mol und Gramm bei der Konzentrationsangabe der einzelnen Elemente und Verbindungen hilfreich sein die Komplexität der Thematik besser zu verstehen.

    Wenn Sie das allgemeine Verfahren beherrschen, ist die Herstellung von Nährstofflösungen und die Anpassung der Nährstoffmengen ein Kinderspiel.

    Düngemittelrezepte für Hydrokulturen werden fast immer in ppm (in der Langform: Teile pro Million) angegeben. Dies kann sich von den Düngeempfehlungen für den Gemüse- und Obstanbau im Freiland unterscheiden, die im Allgemeinen in lb/acre (pounds per acre) angegeben werden.

    Als erstes müssen Sie ppm in mg/l (Milligramm pro Liter) umrechnen, indem Sie diesen Umrechnungsfaktor verwenden: 1 ppm = 1 mg/l (1 Teil pro Million entspricht 1 Milligramm pro Liter). Wenn zum Beispiel in einem Rezept 150 ppm Stickstoff gefordert werden, entspricht das 150 mg/l oder 150 Milligramm Stickstoff in 1 Liter Bewässerungswasser.

    In Rezepten für Nährstofflösungen werden auch ppm P (Phosphor) und ppm K (Kalium) verwendet. Dies unterscheidet sich auch von den Düngeempfehlungen für den Gemüse- und Obstanbau auf dem Feld, bei denen P2O5 (Phosphat) und K2O (Kali) verwendet werden. Die Düngemittel werden auch als Phosphat und Kali angegeben. Phosphat und Kali enthalten Sauerstoff, der bei hydroponischen Berechnungen berücksichtigt werden muss. P2O5 enthält 43% P und K2O enthält 83% K.

    Lassen Sie uns die bisherigen Gegebenheiten überprüfen:

    1 ppm = 1 mg/l
    P2O5 = 43% P
    K2O = 83% K

     

    Nährstofflösungstanks werden in den Vereinigten Staaten normalerweise in gal (Gallonen) gemessen. Wenn wir ppm in mg/l umrechnen, arbeiten wir mit Litern. Um Liter in Gallonen umzurechnen, verwenden Sie den Umrechnungsfaktor von 3,78 l = 1 gal (3,78 Liter entsprechen 1 Gallone). Weiter unten ist die Rechnung auch für kontinentale Interessenten angegeben.

    Je nach der Waage, die Sie zum Wiegen von Düngemitteln verwenden, kann es nützlich sein, Milligramm in Gramm umzurechnen: 1.000 mg = 1 g (1.000 Milligramm entsprechen 1 Gramm). Wenn Ihre Waage in Pfund misst, sollten Sie diese Umrechnung verwenden: 1 lb = 454 g (1 Pfund = 454 Gramm).

     

    Fassen wir diese Gegebenheiten zusammen:

    3,78 l = 1 Gallone
    1000 mg = 1 g
    454 g = 1 lb


    Jetzt haben wir alle notwendigen Gegebenheiten. Schauen wir uns ein Beispiel an.

    Wie bestimmt man, wie viel 20-10-20-Dünger benötigt wird, um 150 ppm N mit einem 5-Gallonen-Tank und einem Düngerinjektor zu liefern, der auf eine Konzentration von 100:1 eingestellt ist?

    Schreiben Sie zunächst die Konzentration auf, von der Sie wissen, dass Sie sie erreichen wollen. In diesem Fall sind es 150 ppm N oder 150 mg N/l.

     150 mg N / 1 L Wasser

    Beachten Sie, dass wir mit 1 multiplizieren. So können Sie die Einheiten, die im Zähler und im Nenner gleich sind, aufheben. Jetzt können wir "mg N" streichen und erhalten die Einheit g N/l Wasser.

    150mg1LWasser 3

    Setzen Sie diesen Prozess fort, indem Sie Liter in Gallonen umrechnen. Die meisten Gebinde werden immerm noch in Gallonen (3,78 Liter) gehandelt. Unterhaltsam hierbei: das Metrische System wurde von den Britten erfunden. Wollen Sie ein metrisches Ergebnis, lassen Sie diesen Rechenschritt weg.

    150mg1LWasser 5

    Jetzt bleiben nur noch Gramm Stickstoff pro Gallone Wasser übrig.
    Wir kommen der Sache näher. Nun wollen wir Gramm Stickstoff in Gramm Dünger umrechnen. Denken Sie daran, dass unser Dünger ein 20-10-20 ist, was bedeutet, dass er 20 % Stickstoff enthält. Man kann sich das so vorstellen, dass 100 Gramm Dünger 20 Gramm Stickstoff enthalten. 

    150mg1LWasser 6

    Wo stehen wir also jetzt? Wir haben berechnet, wie viel Gramm Dünger in jeder Gallone Bewässerungswasser benötigt werden. Im Moment haben wir eine normal starke Lösung. Unser Beispiel fordert uns auf, eine konzentrierte Lösung von 100:1 zu berechnen. Das bedeutet, dass für jede 100 Gallonen Wasser, die ausgebracht werden, auch 1 Gallone Stammlösung über einen Düngerinjektor ausgebracht wird. Wir wissen auch, dass unser Vorratstank 5 Gallonen fasst. Unten siehe Berechnung für metrisches System (Liter).

     

    In Gallonen

    150mg1LWasser 8

     

    Im Taschenrechner: 150 x 1 : 1000 x 3.78 x 100 : 20 x 100 x 5 ist 1417,5 Gramm auf 5 Gallonen Wasser (im Vorratstank)

    Nachdem wir alles abgezogen haben, bleibt uns ein Gramm Dünger übrig. Das ist die Menge an Dünger, die wir in unseren Vorratstank geben müssen, um 150 ppm N bei einer Konzentration von 100:1 auszubringen. Multiplizieren und teilen Sie und Sie erhalten die Antwort 1417,5 Gramm Dünger.

     

    In Litern

    150mg1LWasser de

    Im Taschenrechner: 150 x 1 : 1000 x 100 : 20 x 100 x 10 ist 1500 Gramm auf 10 Liter Wasser (im Vorratstank)

     

    Nachdem wir alles abgezogen haben, bleibt uns ein Gramm Dünger übrig. Das ist die Menge an Dünger, die wir in unseren Vorratstank geben müssen, um 150 ppm N bei einer Konzentration von 100:1 auszubringen. Multiplizieren und teilen Sie und Sie erhalten die Antwort 750,0 Gramm Dünger.

    Das bedeutet, dass für jede 100 Liter Wasser, die ausgebracht werden, auch 1 Liter Stammlösung über einen Düngerinjektor ausgebracht wird. Wir wissen auch, dass unser Vorratstank 10 Liter fasst. 

    Wenn wir in Pfund messen, müssen wir 0,75 kg / 1,15 lb Dünger in unseren Vorratstank geben, um 150 ppm N mit einer Konzentration von 100:1 auszubringen.

    Sie haben gerade eine der beiden Gleichungen fertiggestellt. Schauen wir uns nun die andere an.

    Wir haben gerade festgestellt, dass wir 750 Gramm Dünger hinzufügen müssen, um 150 ppm Stickstoff bei einer Konzentration von 100:1 zu liefern. Der von uns verwendete Dünger war ein 20:10:20. Zusätzlich zum Stickstoff fügen wir also auch Phosphor und Kalium hinzu. Mit der nächsten Gleichung bestimmen wir, wie viel Phosphor wir zuführen. Dies ist im Grunde die Umkehrung der ersten Berechnung.

    Wir beginnen mit der Menge an Dünger, die wir in unseren Tank geben. Die endgültigen Einheiten sind ppm oder mg/l. Wie bei der vorherigen Berechnung verwenden wir unsere Vorgaben, bis wir diese Einheiten erhalten.

    1417gDuengerWasser 0

    Multiplizieren Sie mit der Konzentration der Nährlösung.

    1417gDuengerWasser 2

    Multiplizieren, um in Liter umzurechnen.

    1417gDuengerWasser 3

    Als Nächstes rechnen Sie Milligramm Düngemittel in Milligramm Phosphat um.

     1417gDuengerWasser 4

    Als Nächstes werden wir Gramm Phosphat in Gramm Phosphor umrechnen, wobei wir davon ausgehen, dass Phosphat 43 % Phosphor enthält.

    1417gDuengerWasser 5

    Zum Schluss rechnen wir Gramm Phosphor in Milligramm Phosphor um.

    1417gDuengerWasser 6

    Wenn wir dies berechnen, stellen wir fest, dass wir 32,25 mg/l P oder 32,25 ppm P hinzugefügt haben. Dies ist die zweite Gleichung. Wir können sie auch verwenden, um zu bestimmen, wie viel Kalium wir hinzugefügt haben. 

    1417gDuengerWasser 7

    Wir haben 124,5 mg/l K oder 124,5 ppm K hinzugefügt.

    Mit diesen beiden grundlegenden Berechnungen können Sie jedes beliebige Nährlösungsrezeptprogramm verwenden. Wie sie zur Berechnung eines Rezepts verwendet werden, können Sie in diesem Artikel sehen:

     

    Hier finden Sie eine Beispielrezeptur und wie sie berechnet wird.


    Kontext: 

    ID: 154

    URL
  • Gramm in Mol

    Hier erklären wir wie Gramm in Mol umgerechnet werden. Die Umrechnung von Mol in Gramm  finden Sie hier. Dieser Bereich der Chemie nennt sich Stöchiometrie.


    Sie benötigen ein Periodensystem und einen Taschenrechner.

    Zuerst die Identifikation der Elemente, aus denen die Verbindung besteht. 
     
    • Beispiel: die Verbindung NaHCO3 besteht aus vier Elementen: Natrium (Na), Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O).

     Bestimmen Sie dann die Anzahl an Atomen, die jedes Element zu der Verbindung beiträgt.

    Beispiel: H2O hat zwei Wasserstoff- und ein Sauerstoffatom. Wenn in einer Verbindung ein Index nach einer Klammer steht, wird jedes Element in der Klammer mit dem Index multipliziert. So besteht z.B. (NH4)2S aus zwei Stickstoff-, achte Wasserstoff und einem Schwefelatom. 

    Notieren Sie das Atomgewicht jedes Elements. Ein Periodensystem ist die einfachste Möglichkeit, um das Atomgewicht eines Elements zu bestimmen. Wenn Sie das Element in einem Periodensystem gefunden haben, wird das Atomgewicht normalerweise unter dem Elementsymbol angegeben. Das Atomgewicht von Sauerstoff beträgt z.B. 15,99.

    Berechnen Sie die Molekülmasse: Die Molekülmasse einer Substanz berechnet sich, indem die Anzahl an Atomen jedes Elements mit seinem jeweiligen Atomgewicht multipliziert wird.

    Um Gramm in Mol umzurechnen, musst du die Molekülmasse der Verbindung kennen.

    Multipliziere Sie die Anzahl der Atome jedes Elements mit dessen Atomgewicht.
    Addiere die Gesamtgewichte aller Elemente in der Verbindung zusammen. Hier finden Sie ein Periodensystem um die Werte ablesen zu können.

     

    Beispiel:

    • Nehmen wir an, Sie haben 2 g Wasser, oder H2O, und Sie wollen wissen, wie viel das in Mol ist. Die Molekülmasse von H2O ist 18g/mol. Dividieren Sie 2 durch 18 und erhalten 0,1111 Mol H2O. Im Periodensystem finden Sie unter H für Wasserstoff die Gewichsangabe 1,0080 (oben rechts im Kästchen) sowie die Gewichtsangabe 15,999 für Sauerstoff ( O ). Das sind zwei Mal 1,0080 plus ein Mal 15,999. Etwa 18 u bzw. ame. Hier mehr zu den Details des Atomgewichts (u, bzw. ame).

     

    Erster SchrittMolInGramm

     

     

     

     

     

    Zweiter SchrittMolInGramm 2

     

     

     

     

     

    ErgebnisMolInGramm 3

     

     



    Ein weiteres Beispiel:

    (NH4)2S hat die Molekülmasse von (2 x 14,01) + (8 x 1,01) + (1 x 32,07) = 68,17 g/mol.

    Die Molekülmasse wurde früher auch als Molekulargewicht bezeichnet.

    Die Mol-Anzahl in einer Verbindung kann berechnet werden, indem man die Gramm-Anzahl der Verbindung durch die Molekülmasse der Verbindung teilt.

    • Die Formel sieht folgendermaßen aus: Mol = Gramm der Verbindung : Molekülmasse der Verbindung.

    Sobald Sie die Formel aufgestellt haben, können Sie die Berechnungen an die entspreche Stelle der Formel einsetzen. Eine einfache Möglichkeit, um zu überprüfen, ob alles an der richtigen Stelle eingesetzt ist, sind die Einheiten. Sie sollten alle Einheiten kürzen können, so dass nur noch Mol übrig bleibt.

    Dividiere Sie die Anzahl an Gramm durch die Molekülmasse. Das Ergebnis ist die Anzahl an Mol in Ihrerm Element oder Ihrer Verbindung. 


    Kontext: 

    ID: 189 

     

    URL
  • Messgrößen der Nährstoffe

    Diese verkürzte Übersicht dient als Hilfestellung um bei der Analyse und Kontrolle der Nährstoffe mit denen die Pflanzen gedüngt werden, die Größenordnung abzuschätzen die auf Seiten der Analysetechnik notwendig sind.

    Die Analysequalität in der Chemie hat bereits eine Präzision erreicht, die für unsere Zwecke einer kontrollierten Düngung überflüssig ist. Um bei der Auswahl der verschiedenen Analysemethoden und Analysegeräte nicht mit Kanonen auf Spatzen zu schießen, haben wir hier eine stark verkürzte Übersicht der notwendigen Genauigkeiten aufgeführt, die bei der Kontrolle der einzelnen Zusatzstoffe ausreichend ist. Die verwendete Technik der gewählten Analysemethode hat einen großen Einfluss auf die Gesamt-Betriebskosten.

    Neben der Kontrolle der notwendigen Stoffe ist ebenso eine Kontrolle nötig um eine Überdüngung zu verhindern. Die durch die Fischzucht anfallenden Nährstoffe dürfen eine gewisse Konzentration nicht übersteigen, da dies sonst das optimale Wachstum der Pflanzen beeinträchtigen.

    Es gibt inzwischen eine sehr große Anzahl an Analysemethoden auf dem Markt, die sich sowohl in der verwendeten Technologie als auch in der Anwendung vor Ort sehr stark unterscheiden. Diese Übersicht hilft Ihnen, auch ohne unsere Beratung, Angebote von verschiedenen Herstellern einzuholen die Ihren Bedürfnissen genau entsprechen. Hier eine zufällige Auswahl an Herstellern.


    Hier finden Sie die essentiellen Verbindungen die für ein Pflanzenwachstum erforderlich sind. Je nach Pflanze und bzw. oder Wachstumsphase kann oder muss die Form der Darreichung, der chemischen Verbindung in der der gewünschte "Stoff" gebunden ist, variieren. In der bisherigen Anbauweise (in der Erde) haben die Mikroorganismen und Pilze die Aufschließung der notwendigen Verbindungen bewirkt. Da in der Hydroponik keine Mikroorganismen diese Aufgabe übernehmen ist dies auch immer noch ein aktueller Grundlagenforschungsbereich.

     

     

    Verbindungen und Spurenelemente / Größenordnungen in Nährstofflösungen

    K

    Kalium

    0,5 - 10 mmol/L

    Ca

    Calzium

    0,2 - 5 mmol/L

    S

    Schwefel

    0,2 - 5 mmol/L

    P

    Phosphor

    0,1 - 2 mmol/L

    Mg

    Magnesium

    0,1 - 2 mmol/L

    Fe

    Eisen

    2 - 50 µmol/L

    Cu

    Kupfer

    0,5 - 10 µmol/L

    Zn

    Zink

    0,1 - 10 µmol/L

    Mn

    Mangan

    0 - 10 µmol/L

    B

    Bor

    0 - 0,01 ppm

    Mo

    Molybdän

    0 - 100 ppm

    NO2

    Nitrit

    0 – 100 mg/L

    NO3

    Nitrat

    0 – 100 mg/L

    NH4

    Ammoniak

    0,1 - 8 mg/L

    KNO3

    Kaliumnitrat

    0 - 10 mmol/L

    Ca(NO3)2

    Calciumnitrat

    0 - 10 mmol/L

    NH4H2PO4

    Ammoniumdihydrogenphosphat

    0 - 10 mmol/L

    (NH4)2HPO4

    Diammoniumhydrogenphosphat

    0 - 10 mmol/L

    MgSO4

    Magnesium sulfat

    0 - 10 mmol/L

    Fe-EDTA

    Ethylendiamintetraessigsäure

    0 – 0,1 mmol/L

    H3BO3

    Borsäure

    0 – 0,01 mmol/L

    KCl

    Kaliumchlorid

    0 – 0,01 mmol/L

    MnSO4

    Mangan (II)-Sulfat

    0 – 0,001 mmol/L

    ZnSO4

    Zinksulfat

    0 – 0,001 mmol/L

    FeSO4

    Eisen(II)-sulfat

    0 – 0,0001 mmol/L

    CuSO4

    Kupfersulfat

    0 - 0,0002 mmol/L

    MoO3

    Molybdänoxid

    0 – 0,0002 mmol/L

     

    Sie werden in der Thematik Nährstofflösungen immer wieder Konzentrationsangaben finden die entweder in mg/l, ppm oder Mol angegeben werden. Hier eine kleine Hilfestellung wie diese Werte ineinander umgerechnet werden. Oft finden Sie Meßbereiche mit zweiter Zitierform angegeben z.B. Nitrat als Nitrat (NO3) und als Nitrat-Stickstoff (NO3-N).
     

    Umrechnung: Mol und PPM

    Eine technische Definition von ppm

    Was ist ppm? Und wie kann etwas, das "Teile pro Million" genannt wird, dargestellt werden durch mg / L? Teile pro Million gibt die Anzahl der "Teile" von etwas in einer Million "Teilen" von etwas anderem an. Der „Teil“ kann jede Einheit sein, aber beim Mischen von Lösungen stellen ppm normalerweise Gewichtseinheiten dar. In diesem Zusammenhang gibt ppm an, wie viele Gramm eines gelösten Stoffes auf eine Million Gramm Lösungsmittel (z. B. Wasser) kommen.

    1 g gelöst / 1.000.000 g Lösungsmittel

    Beim Umgang mit Wasser bei Raumtemperatur ist es üblich anzunehmen, dass die Dichte des Wassers gleich 1 g / ml ist. Daher können wir die Beziehung wie folgt umschreiben:

    1 g gelöst auf 1.000.000 ml Wasser

    Dann teilen wir ml durch 1000 ml:

    1 g gelöst auf 1.000 L Wasser

    Indem man beide Einheiten durch 1000 dividiert, wird das Verhältnis zu:

    1 mg gelöst auf 1 L Wasser

    Daher kann man sagen 1 mg in 1 L Wasser ist das gleiche wie 1 mg in 1.000.000 mg Wasser oder 1 Teil pro Million (unter der Annahme sowohl von Raumtemperatur als auch von einem atmosphärischen Druck von 1 Atmosphären).

     

    Wie konvertiert man ppm in Mol?

    Um ppm in Molarität oder Molarität in ppm umzurechnen, müssen Sie nur die Molmasse des gelösten Elements oder Moleküls kennen. Hier ein Periodensystem für die Molmassen (oben Links: das Atomgewicht).

    Nehmen Sie die Molarität mol/L und multiplizieren Sie mit ihrer molaren Masse
    g/mol so erhalten Sie g/L. Multiplizieren Sie noch einmal mit 1000 um Gramm in Milligram umzurechnen und Sie haben mg/L für wässrige Lösungen.

     

    Beispiel: Bereiten Sie eine NaOH-Lösung vor

    Sie haben eine Stammlösung von 1 molar NaOH. Wie gehen Sie beim Erstellen einer 1L Lösung von 200 ppm NaOH vor? NaOH hat eine Molmasse von 39.997 g/mol.

     

    1. Konvertieren Sie 200 ppm zur Molarität.

    Nehmen wir zunächst an 200 ppm = 200 mg/L. Teilen Sie dann das Ergebnis durch 1000 und Sie bekommen g/L: 200 mg/L geteilt durch 1000 mg/g ist gleich 0,2 g/L.

    Als nächstes teilen Sie 0,2 g/L durch die Molmasse von NaOH (Na= 22,9 O=16 H=1) um die Molarität zu erhalten: 0,2 g/L geteilt durch 39.997 g/mol das ist 0,005 Mol/L.

     

    2. Berechnen Sie das Verdünnungsrezept.

    Aus Schritt 1 kennen wir die Zielmolarität 0,005 Mol/L. Um die Verdünnung zu berechnen, verwenden wir die Verdünnungsgleichung: m1⋅v1=m2⋅v2

    wobei:
    • m1— die Konzentration der Stammlösung;
    • m2— die Konzentration der verdünnten Lösung;
    • v1— das Volumen der Stammlösung; und
    • v2 - Das Volumen der verdünnten Lösung

    Wir können die Zahlen für alle Variablen mit Ausnahme des Volumens der Stammlösung eingeben:

    1 M ⋅ v1 = 0,005 M ⋅ 1 L


    Durch Umstellen der Gleichung finden wir das benötigte Volumen der Stammlösung:
    v1 = 0,005 M / 1 M ⋅ 1 L = 0,005 L

     

    Daher müssen wir verdünnen 0,005 L (oder 5 ml) Stammlösung auf ein Endvolumen von
    1 L und so bekommen wir 200 ppm NaOH Lösung.

     

    Wie berechne ich ppm aus der Volumenkonzentration?

    So erhalten Sie Volumen-ppm:

    Nimm die molare Konzentration der Lösungen in mol/L.
    Multipliziere es mit der Molmasse in g/mol .
    Teilen Sie es durch die Dichte des gelösten Stoffes in g/cm³.
    Multipliziere alles mit 1000 mg/g.
    Die resultierende ppm-Volumeneinheit ist typischerweise μL/L.


    Ein etwas ausführlicheres Beispiel finden Sie hier für beide Umrechnungs-Richtungen:

    Umrechnung Mol in Gramm

    Umrechnung Gramm in Mol

    HowTos und Messgeräte

     
    Kontext: 
     

    Weiterführende Informationen:

    https://de.wikipedia.org/wiki/Wasseranalyse (Lokale Kopie)

    http://www.angewandte-geologie.geol.uni-erlangen.de/paramete.htm

    SI-Präfixe
    Name Yotta Zetta Exa Peta Tera Giga Mega Kilo Hekto Deka
    Symbol Y Z E P T G M k h da
    Faktor 1024 1021 1018 1015 1012 109 106 103 102 101
    Name Yokto Zepto Atto Femto Piko Nano Mikro Milli Zenti Dezi
    Symbol y z a f p n µ m c d
    Faktor 10−24 10−21 10−18 10−15 10−12 10−9 10−6 10−3 10−2 10−1
     ID: 16
  • Mol in Gramm

    Hier erklären wir wie Mol in Gramm umgerechnet werden. Die Umrechnung von Gramm in Mol finden Sie hier.  Dieser Bereich der Chemie nennt sich Stöchiometrie.


    Die Masse in Gramm eines Mols einer Substanz (d. h. die Masse in Gramm pro Mol) wird die molare Masse dieser Substanz genannt. 

    Die molare Masse (in g /mol) einer Substanz ist numerisch immer gleich dem Formelgewicht der Substanz (in ame = AtomMasseEinheit oder auch u = unit genannt). Die atomare Masse finden Sie in jedem Periodensystem oben rechts unter Atomgewicht.

    Die Substanz NaCl hat z. B. ein Formelgewicht von 58,5 ame und eine molare Masse von 58,5 g/mol. In der unteren Tabelle sind weitere Beispiele zu der Berechnung mit der Einheit Mol.

    Die Einträge für N und Nin der Tabelle machen deutlich, dass es wichtig ist, beider Angabe einer Stoffmenge in Mol die chemische Form einer Substanz exakt zu benennen. Nehmen Sie einmal an, es wird angegeben, dass in einer bestimmten Reaktion 1 mol Stickstoff entsteht. Sie könnten daraus schlussfolgern, dass damit 1 mol Stickstoffatome gemeint sind (14,0 g). Wenn nichts anderes angegeben ist, sind jedoch wahrscheinlich 1 mol Stickstoffmoleküle gemeint N(28,0 g), weil Ndie übliche chemische Form des Elements ist. Um solche Missverständnisse zu vermeiden, sollte die chemische Form der Substanz explizit angegeben werden. Durch die Angabe der chemischen Formel N2 werden derartige Missverständnisse vermieden.

     

    Substanzname
    Formel
    Formelgewicht
    in ame
    Molare Masse
    in (g/Mol)
    Anzahl & Art der in einem Mol vorhandenen Teilchen
    Atomarer Stickstoff  N 14,0 14,0
    6,022 * 1023 N-Atome
    Molekularer Stickstoff  N2 28,0 28,0
    6,022 * 1023 N2-Moleküle
    2 * (6,022 * 1023) N-Atome
    Silber  Ag 107,9 107,9
    6,022 * 1023 Ag-Atome
    Silberionen  Ag+ 107,9 107,9 (1 6,022 * 1023Ag+-Ionen
    Bariumchlorid  BaCl2 208,2 208,2
    6,022 * 1023 BaCl2 Einheiten
    6,022 * 1023 Ba2+ -Ionen
    2 * (6,022*1023) Cl– -Ionen

     

    1) Denken Sie daran, daß die Masse des Elektrons vernachlässigt werden kann und Ionen und Atome daher im Wesentlichen die gleiche Masse haben.

     

    Beispiel:

    Welche Masse in Gramm hat 1,000 mol Glukose, C6H12O?

     

    Lösung:

    Erstens: Analyse. Es ist die chemische Formel angegeben und wir sollen daraus die molare Masse berechnen.

    Vorgehen: Die molare Masse einer Substanz lässt sich berechnen, indem die Atomgewichte der atomaren Bestandteile zusammen addiert werden.

    Glukose hat ein Formelgewicht von 180,0 ame. Ein Mol dieser Substanz hat eine Masse von 180,0 g, die Substanz C6H12O6 hat also eine molare Masse von 180,0 g/mol.

    Überprüfung: Die Größenordnung unserer Antwort erscheint plausibel und g/mol ist die richtige Einheit zur Angabe der molaren Masse.

     

     6 C – Atome = 6 (12,0 ame) = 72,0 ame
    12 H – Atome = 12 (1,0 ame) = 12,0 ame
     6 O – Atome = 6 (16,0 ame) = 96,0 ame
    --------------------------------------
                                 180,0 ame oder auch 180,0 u geschrieben

    tl;dr: vergessen Sie die Nachkommastellen bei den Atomgewichten - solange es um Dünger geht.
     
    Um der Vollständigkeit genüge zu tun muß noch ein Detail erklärt werden. Die hier gezeigten Angaben gehen von einem idealen Atomgewicht aus, das so nicht im Periodensystem zu finden ist - mit wenigen Ausnahmen. Schaut man das Atomgewicht von Wasserstoff an, sollte dies genau 1,0 u (oder 1,0 ame) sein. Angegeben wird aber 1,0080.
     
    Hier kommt uns die Realität in die Quere. Es gibt fast kein Element in der Natur das ohne Isotope vorkommt. Die Atome im Periodensystem sind nach der Anzahl der Protonen "sortiert". Die Anzahl der Neutronen aber kann variieren. Bei Magnesium etwa sind nur etwa 78,6 % mit 12 Neutronen in einer beliebigen Probe (also egal wo man Magnesium auf der Erde findet). 10,1 % haben 13 Neutronen und 11,3 % von ihnen haben 14 Protonen. So kommt man bei Magnesium zu einem Atomgewicht von 24,327 u. Das Rechnet sich so:
     
    786 24Mg-Isotope mit der Masse von 24 u liefern eine Masse von 18864 u.
    101 25Mg-Isotope mit der Masse von 25 u liefern eine Masse von 2525 u.
    113 26Mg-Isotope mit der Masse von 26 u liefern eine Masse von 2938 u.
    Das Zusammen ergibt das Gewicht von 1000 Mg-Atomen: 24327 u (ame). Also wiegt statistisch ein Mg-Atom 24,327 u.
     
    Wenn Sie Dünger nach eigenen Formeln zusammenstellen, sollte diese Ungenauigkeit aber nur bei sehr (sehr) großen Mengen überhaupt zum tragen kommen. Dieser letzte Absatz dient nur dazu die eventuell bereits vergessenen Chemie-Stunden in der Schule wieder in Erinnerung zu rufen und die Verwirrung um die krummen Zahlen zu beseitigen. 

    Kontext: 
    ID: 191
     
    URL
  • Mol in Konzentrationsangaben

    Das Molare Volumen 

    Das molare Volumen eines Stoffes ist eine stoffspezifische Eigenschaft, die angibt, welches Volumen ein Mol eines Stoffes ausfüllt. Für ein ideales Gas gilt, dass ein Mol bei Normalbedingungen (273,15 K, 101325 Pa) ein Volumen von 22,414 Liter einnimmt. Für reale Gase, Feststoffe und Flüssigkeiten ist das molare Volumen dagegen stoffabhängig.

     

    Molare Masse

    molare Masse M ist der Quotient aus Masse und Stoffmenge eines Stoffs. In der Einheit g/mol hat sie denselben Zahlenwert wie die Atom- bzw. Molekülmasse des Stoffs in der Einheit u (atomare Masseneinheit). Ihre Bedeutung ist äquivalent zum früheren „Atomgewicht“ in der Chemie. 
     

    Berechnung von Stoffmengen 

    Formel: n = m / M

    Dabei bezeichnet n die Stoffmenge, m die Masse und M die molare Masse. M kann für chemische Elemente Tabellenwerken entnommen und für chemische Verbindungen bekannter Zusammensetzung aus solchen Werten errechnet werden.

    Die atomare Masse, die für jedes chemische Element in Tabellen angegeben wird, bezieht sich dabei auf das natürliche Isotopengemisch. So ist zum Beispiel als Atommasse für Kohlenstoff 12,0107 u angegeben. Dieser Wert ist zum Beispiel für in 13C angereichertes Material nicht anzuwenden. Während bei stabilen Elementen die Abweichungen von Isotopenmischungen, wie sie in der Natur vorkommen, relativ gering sind, kann insbesondere bei radioaktiven Elementen das Isotopengemisch stark von der Herkunft und dem Alter des Materials abhängen.

     

    Verwendung der Einheit Mol bei Konzentrationsangaben

    Konzentrationen (Salzgehalt von Lösungen, Säuregehalt von Lösungen usw.). Eine der häufigsten Verwendungen ist die x-molare Lösung (das x steht darin für eine beliebige rationale positive Zahl).
     
     
    Beispiele
    Eine 2,5-molare A-Lösung enthält 2,5 mol des gelösten Stoffes A in 1 Liter der Lösung.
    Helium hat eine Masse von ungefähr 4 u (u ist die atomare Masseneinheit; ein Helium-Atom hat 2 Protonen und 2 Neutronen). Helium-Gas ist einatomar, daher bezieht sich im folgenden Beispiel das Mol auf He-Atome, ohne dass es einer besonderen Erwähnung bedarf.
    • 1 mol Helium hat also eine Masse von etwa 4 g und enthält ungefähr 6.022e23 Helium-Atome.

     

    Masse von 1 mol Wasser

    • Ein Wassermolekül enthält demnach meistens 18 Nukleonen.
    • Die Masse eines Kernteilchens ist ungefähr 1.6605e-24 g.
    • 1 Wassermolekül hat somit meistens die Masse 18 · 1.6605e-24 g.
    • Die Masse von 1 mol Wasser ist das 6.022e23-fache der Masse eines Wassermoleküls.
    • Die Masse von 1 mol Wasser ist somit 6.022e23 · 18 · 1.6605e-24 g = 18 g (der Zahlenwert ist gleich der Molekülmasse in u).

    Nimmt man statt der Zahl der Nukleonen die genaueren Atommassen, ergibt sich ein leicht höherer Wert von 18,015 g.

     

    Herstellung von Lithiumhydroxid aus Lithium und Wasser

    Bei der Bildung von LiOH werden zwei Wassermoleküle von zwei Lithiumatomen in jeweils einen H- und einen OH-Teil aufgespalten. Weil in jedem Mol von jeder Substanz gleich viele Teilchen vorhanden sind (siehe oben), braucht man beispielsweise 2 mol Lithium und 2 mol Wasser (oder eine beliebige andere Stoffmenge im 2:2-Verhältnis).

    Beispielsweise reagieren 2 Mal 6,94 g Lithium und 2 Mal 18 g Wasser zu 2 g Wasserstoff und 47,88 g Lithiumhydroxid.


    Siehe dazu auch: Stoffmengenkonzentration, Mol in Gramm, Gramm in Mol

    Quelle unter anderem: https://de.wikipedia.org/wiki/Mol

    Kontext:
     
    ID: 29
  • Periodensystem

     

    Kontext: Für die Berechnung von Düngerlösungen benötigen Sie oft das Periodensystem, da in der Regel die Mengenangaben einer vorhandenen Düngerlösung in Bezug zu der zugesetzten Menge weiterer Düngemittel berechnet werden muß. Siehe hierzu die Artikelreihe Dünger.

     

    1920px Periodensystem Einfach

    Von Antonsusi, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=82871392

    Kontext: 


    Krummes Atomgewicht ?

    Eventuell ist Ihnen aufgefallen das in älteren Periodensystemen das Atomgewicht (die kleine Zahl oben Rechts) keine Nachkommastellen hatte. Da diese die Anzahl der Protonen angibt, kann es ja gar keine Nachkommastellen geben. Dazu auch hier mehr im praktischen Zusammenhang. Im Folgenden noch etwas zur Geschichte des Periodensystems...

     

    Die erste Tabelle mit relativen Atommassen wurde 1805 von John Dalton veröffentlicht. Er erhielt sie anhand der Massenverhältnisse bei chemischen Reaktionen, wobei er das leichteste Atom, das Wasserstoffatom, als „Masseneinheit“ wählte (siehe Atomare Masseneinheit) – dies jedoch in Unkenntnis der Eigenschaft des Wasserstoffes als zweiatomiges Molekül.

    Weitere relative Atom- und Molekülmassen wurden für gasförmige Elemente und Verbindungen auf der Grundlage des Avogadroschen Gesetzes berechnet, das heißt durch Abwiegen und Vergleichen bekannter Gasvolumina, später auch mit Hilfe der Faradayschen Gesetze. Avogadro bezeichnete die kleinsten denkbaren Teile noch als Moleküle. Berzelius führte dann den Begriff Atom (von altgriechisch ἄτομος átomos „unteilbar“) für den kleinsten denkbaren Teil eines Stoffes ein. Willkürlich setzte er das Atomgewicht von Sauerstoff gleich 100. Spätere Forscher wählten den leichtesten Stoff, Wasserstoff, als Standard, setzten jedoch das Wasserstoffmolekül gleich 1. Für Kohlenstoff erhielten sie dann das „Äquivalentgewicht“ 6, für Sauerstoff 8.

    Eigentlicher Wegbereiter für korrekte Atomgewichte von Elementen war Jean Baptiste Dumas. Er bestimmte für 30 Elemente sehr exakt die Atomgewichte und fand, dass 22 Elemente Atomgewichte hatten, die Vielfache des Atomgewichts von Wasserstoff sind.

    Erst Stanislao Cannizzaro führte im Jahr 1858 die heutige Unterscheidung zwischen Atom und Molekül ein. Er nahm an, dass ein Molekül Wasserstoff aus zwei Atomen Wasserstoff bestehe. Für das einzelne Wasserstoffatom setzte er willkürlich das Atomgewicht 1 fest, ein Wasserstoffmolekül hat folglich eine Molekülmasse von 2. 1865 wurde Sauerstoff, dessen Atome im Mittel annähernd die 16-fache Masse des Wasserstoffatoms haben, von Jean Servais Stas als Bezugselement vorgeschlagen und ihm die Masse 16,00 zugeteilt.

    1929 entdeckten W. F. Giauque und H. L. Johnston, dass Sauerstoff drei Isotope besitzt. Das bewog die IUPAP, eine Massenskala einzuführen, die auf m(16O) basiert, während die IUPAC fortfuhr, die Ar(O) = 16, also Sauerstoff in seiner natürlichen Isotopenzusammensetzung, zu verwenden.

    1957 schlugen A. O. Nier und A. Ölander unabhängig voneinander vor, dass Ar(12C) und mA(12C) = 12 u die alten atomaren Masseneinheiten ersetzen sollten. Darauf einigten sich IUPAP und IUPAC dann in den Jahren 1959–1961. Bis zu dieser Zeit hatten folglich die Physiker und die Chemiker zwei leicht unterschiedliche Massenskalen. Im Jahr 1960 publizierten F. Everling, L. A. König, Josef Mattauch und Aaldert Wapstra Massen von Nukliden.

    Mit dem Fortschritt der Messtechnik konnte die Avogadro-Konstante immer präziser bestimmt werden, so dass für die Definition des Mols als Einheit der Stoffmenge schließlich der „Umweg“ über eine Masse nicht mehr erforderlich war. Die 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschloss mit Wirkung zum 20. Mai 2019 die heute gültige Definition.[7] Die Teilchenzahl in einem Mol ist nun exakt festgelegt, dafür ist die Masse von 1 mol 12C jetzt eine messtechnisch bestimmbare Größe. Der nunmehr exakte Wert von NA wurde so gewählt, dass möglichst genau alle Atommassen mit ihren bisher über 12C bestimmten Werten übereinstimmen.

    Die folgende Tabelle zeigt einige durchschnittliche relative Atommassen je nach den vier verschiedenen Bezugsmassen. Diese sind alle durch die Neudefinition entfallen.

     

    Elementbezogen auf
    natH = 1natO = 1616O = 1612C = 12
    natH 1,000 1,008 1,008 1,008
    natCl 35,175 35,457 35,464 35,453
    natO 15,872 16,000 16,004 15,999
    natN 13,896 14,008 14,011 14,007
    natC 11,916 12,011 12,015 12,011
    Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Atommasse

     

     

    URL
  • Tomaten Richtwerte

    Düngung von Tomaten in Hydro- bzw. Substratkultur

    Die folgenden Richtwerte sind aus einer Masterarbeit der Fachhochschule Südwestfalen entnommen. Link siehe unten.


    Düngung von Tomaten in Substratkulturen erfolgt oft nach Werten die in mmol/l angegeben sind. Um sie etwas verständlicher darzustellen, sind die Richtwerte zusätzlich in g/l umgerechnet. In der folgenden Tabelle ist ein Überblick über den Bedarf an Anionen, Kationen und Spurenelementen von Tomaten dargestellt.

    Beispiele wie Mol in Gramm und umgekehrt berechnet werden finden Sie hier.

    Grenzen mmol/l
       
     Richtwert bei 3,7 EC in mmol/l
     Richtwert in g/l (gerundet)  von bis
    NO3 Nitrat 23 1.426 13 25
    Cl Chlorid     1 6
    S Schwefel 4 0.128 3.5 6.5
    HCO3 Bicarbonat 0.5 0.030 0.1 1
    P Phosphor 1.3 0.03 0.5 1.5
    NH4 Ammonium < 0.2 0.003 0.1 0.5
    K Kalium 8 0.312 5 10
    Na Natrium     1 6
    Ca Calcium 8 0.320 5 10
    Mg Magnesium 4 0.097 2.5 5
    Si Silizium        
    Fe Eisen 25 0.001 9 30
    Mn Mangan 7 0.0004 3 10
    Zn Zink 4 0.0004 5 10
    B Bor 75 0.0053 26 80
    Cu Kupfer 1 0.000064 0.5 1.5
    Mo Molybdän 0.5 0.000048    
               
    Pepper, tomato, celery, and beans.
    Vaughan's Seed Store (1906) 

     

     

    Grundsätzlich wird der Anbau von Tomaten als Substratkulturen folgendermaßen durchgeführt:

    - Ansetzen der Setzlinge im Dezember/Januar

    - Veredlung der Setzlinge:
       - Köpfen nach dem 3 Blatt  1 Samen = 2 Triebe (Saatgutkosten sparen)
       - Evtl. erneutes Köpfen nach dem 6. Blatt möglich

    - Es werden kontinuierlich Triebe geerntet, welche Tomaten tragen

    - Pro Jahr etwa 30 Ernten

    - Ernte pro Strauch: 600 g Tomaten
       - 600 g x 2,5 Pfl./m2 x 30 Ernten = 45 kg Tomaten / m2
       - Für 20m² Gewächshaus 900 kg Tomatenernte / Jahresernte

     

    Folgende Punkte sind bei der Düngung von Tomaten in Substratkulturen zu beachten:

    - Generell müssen für die Nährstoffe eine A- und B-Lösung hergestellt werden.

    - Beide Lösungen dürfen nicht zeitgleich in das Wasser gegeben werden, da es sonst zu Gipsbildung bzw. Ausfällung kommt (hoher Calcium-Gehalt)

    - Eine Düngergabe erfolgt i. d. R. nach Einstrahlungswerten (LUX)
       - 20 bis 30 Starts bei hoher Sonneneinstrahlung im Sommer, z. B. 100 cm3/Pflanze bei ca. 20 kg
       - 2 bis 3 Starts bei Dunkelheit (Februar/März)

    - In der Startphase benötigen Tomaten alle 8 h 50 cm3/Pflanze

    -  Ansonsten 3 bis 5 l/Pflanze im Hauptwachstum

    -  Für den Geschmack ist ein hoher Salzgehalt nötig
       - Tragen die Tomatensträucher keiner Früchte, ist weniger Kalium zu düngen

    -  Ammonium wird nur zum Stabilisieren des pH-Wertes in der Matte gegeben

    -  Kalium und Calcium sollen in einem Verhältnis von 1:1 in der Matte oder im Dränwasser vorliegen

     - Wenn mit einem geschlossenen System kultiviert wird, werden für die Nährlösung 8 mmol K und 4 bis 5 mmol Ca empfohlen

     -  Die Schwefelgehalte können in der Nährlösung auf 2 mmol gesenkt werden.

     - In Tomatenkulturen werden Anpassungen an den Entwicklungsstand der Kultur vorgenommen (s. nachfolgende Tabelle):

     

    Nährstoff Startphase Ertragsphase
      reduzieren gleich zusätzlich reduzieren gleich zusätzlich
    NO3   -     -  
    K -1.5         +1
    Ca     +1 -0.5    
    B     +20      
    Fe           +10

     

    Kosten der Düngung:

    1300 l Wasser pro m2 / Jahr werden benötigt (davon 300 l wiederverwertbar als Prozesswasser)
    das entspricht 1,3 m3 Wasser/m2 

    1 m3 Wasser = 0,30 € - 1,00 €
    für die Nährlösung werden folgende Werte angenommen:
    Preis Dünger je m3 Wasser = 1,00 € - 1,20 €

    Umgerechnet auf 2,5 Pflanzen pro mergeben sich Düngungskosten von ca. 1,70 € bis 2,90 € pro m/ Jahr.
    Für eine exakte Düngebedarfsrechnung kann ein Programm genutzt werden, welches im Folgenden verlinkt ist:
    http://www.haifagroup.com/Dutch/knowledge_center/expert_sofwares/


    Fazit

    Systeme
    Es gibt unterschiedliche Hydrokultursysteme, die nach verschiedenen Kriterien betriebsindividuell ausgewählt werden müssen. Welche Kultur/en sollen angebaut werden, welche finanziellen Mittel stehen zur Verfügung und welche Arbeitszeit kann/soll eingebracht werden? Für die Kombination eines Systems mit einer Aquakultur eignen sich vor allem N.F.T. oder Ebb and flow auf Grund der einfachen Struktur und einem abgetrennten Bereich für die Nährlösung.


    Prozesswasser
    Mit Hilfe der Futterzusammensetzung ist die Grundlage gegeben, um die theoretische Wasserbelastung und die für die Hydrokultur zur Verfügung stehenden Nährstoffe abzuschätzen. Die anfallenden Nährstoffmengen sind aber variabel und abhängig von der Futterzusammensetzung (Höhe des XPGehaltes), der Fütterungsintensität, den Besatzdichten (kg/m³) und der Verteilung der Fütterungsintervalle über den Tag. Durch eine 24 StundenFütterung sind Schwankungen in der Wasserbelastung zu senken und damit wird ein gleichmäßigerer Wasserdurchfluss/Wasseraustausch ermöglicht.
    Die gesamte Ammoniumstickstoffproduktion setzt sich zusammen aus 51,3 % des enthaltenen N/kg Futter als nicht fäkale Verluste und 9,4 % des enthaltenen N/kg Futter als fäkale Verluste. Die restlichen 39,3 % des enthaltenen N/kg Futter werden für das Wachstum der Fische verbraucht. Ziel der Modellrechnung ist es, die Nitratmenge (g) im Wasser bei unterschiedlichen
    Besatzdichten der Fische möglichst exakt zu errechnen, um anfallende Stickstoffmenge abschätzen zu können. Dafür wurden unterschiedliche Faktoren einbezogen und als Variablen in einer Tabelle verwendet. Bei einer
    Futterintensität von 3 % ergibt dies eine Mastdauer von 147 Tagen. Dabei bildet insbesondere eine intensive Besatzdichte (450 kg/1,5m³) sehr hohe Nitratmenge. Während eine geringe Besatzdichte (75 kg/1,5m³) nicht annähernd diese Menge hervor bringt. Die hat zur Folge, dass die Nitratmengen sehr variieren.

     

    Nährstoffversorgung

    Die Düngung in Hydrokulturen orientiert sich an Richtwerten für bestimmte Salzgehalte im Wasser. Diese Salzgehalte sind durch den EC-Wert (Elektronische Konduktivität) beschrieben. Ein EC-Wert von 3,7 ist im Durchschnitt ein repräsentativer Richtwert. Dafür entsprechend werden die Nährstoffe berechnet. Die Nährstoffzugabe erfolgt in zwei Schritten, A und B Lösung. Damit wird ein Verklumpen (Vergipsung) der Nährlösung verhindert. Entsprechend der Pflanzenentwicklung wird die Nährstoffmenge angepasst. Im Durchschnitt liegt die Nährstofflösungsmenge bei 3-5 l je Pflanze im Hauptwachstum.


    Schlussfolgerung:

    I) Pflanzen
    Nitratbedarf: 1,426 g/l NO3
    Pflanzenmenge: 5 l/Pflanze
    Anzahl Pflanzen: 2,5 Pflanzen/m²
    Gesamtfläche: 20 m²
    Rechnung (1): 1,426 g/l NO3 * 5 l/Pflanze * 2,5 Pflanzen/m² * 20 m² = 356,5 g NO3/Jahr u. Gesamtfläche

    II) Prozesswasser
    Annahme: 75 kg/ Becken
    Nitratmenge: 312,14 g aus drei Becken
    Masttage: 147
    Durchgänge: 365 : 147 = 2,5
    Rechnung (2): 2,5 Durchgänge * 312,14 g NO3/Jahr u. Gesamtfl. = 780,35 g NO3/Jahr
    Rechnung (3): 780,35 g NO3/Jahr : 356,5 g NO3/Jahr u. Gesamtfl. = 2,19

    Bei einer Besatzdichte von 75 kg/ Becken steht zurzeit 2,19-mal so viel Nitrat zur Verfügung wie die Tomaten benötigen.

    III) Empfehlung:
    Rechnung (4): 75 kg/ Becken : 2,19 = 34,25 ~ 34 kg/ Besatzdichte
    Für die benötigte Nitratmenge der Pflanzen bei einer Gesamtfläche von 20 m² ist eine Besatzdichte der Fische von 34 kg als empfehlenswert anzusehen.

     


    Quelle: https://www.fh-swf.de/media/neu_np/fb_aw_2/dozentinnen/professorinnen_2/lorleberg/projekte_masterstudiengang/Report_Planung_Aquaponik-Demonstrationsanlage_2015.pdf

    Kontext:

    ID: 383