ÁGUA MARINHA ARTIFICAL

Jose Mayo

Moderator
Staff member
10 August 2014
2.401
2.923
113
Rio de Janeiro
www.reefclub.com.br
#1
Água marinha artificial




O que é:
A água marinha artificial, muito resumidamente, é uma solução salina inorgânica, multi-elementar, na qual se pretendem reproduzir condições químicas muito próximas à das águas naturais marinhas, seja para aplicações laboratoriais específicas, ou para as finalidades do nosso passatempo.

Para que serve:
Em laboratórios se utilizam formulações de água marinha artificial para reproduzir condições de campo, retratando situações gerais ou específicas, onde podem ser realizados estudos de interação de equipamentos e materiais que serão submetidos a condições reais oceânicas, seja em plataformas de petróleo, navios, sondas, boias, construções expostas, etc... No nosso hobby as fórmulas também podem diferir entre si, conforme que destinação se dará ao aquário (somente peixes, somente corais moles, corais pedregosos, etc).

O que contém:
Conforme que finalidade de uso, as fórmulas poderão conter a maioria das espécies químicas representadas na água natural ou apenas parte. No caso das preparações adequadas ao aquário marinho, estarão ali representados os macro-elementos (sódio, cloro, potássio, magnésio, cálcio, enxofre, carbono...) e os micro-elementos, ou elementos traço (ferro, estrôncio, iodo, cromo, cobre...). Estes elementos não estarão isolados, ou em estado químico elementar, mas sim ligados quimicamente, em estado dinâmico, formando moléculas estáveis (insolúveis) ou ionizados (solúveis), conforme o pH a que estejam expostos no aquário. Além desses elementos, a água conterá gases dissolvidos, moleculares e/ou também ionizados.

O que não contém:
As preparações artificiais de água marinha em geral não contém material orgânico, que também é fundamental no suporte à vida. No hobby, esta matriz orgânica, em aquários novos, deverá ser construída durante a ciclagem.

Porque fazer:
As principais razões, no aquarismo, para se fazer água marinha artificial são a praticidade e a possibilidade de interiorização do hobby, já que, sem essa possibilidade, seria muito difícil a manutenção de aquários afastados do litoral, ou no mínimo muito cara. Outra razão é a possibilidade de serem preparadas formulações específicas, adequadas ao ambiente que se pretende criar e aos animais que se pretende manter no aquário, facilitando a vida do aquarista no que se refere ao reequilíbrio macro e micro dos parâmetros do aquário pelas trocas parciais, especialmente dos elementos-traço.

Como fazer:
Há duas maneiras, em síntese, de produzir água marinha artificial qualificada a suportar vida (após ciclar e construir sua matriz orgânica), que são as descritas abaixo; ou misturando os sais um a um (mais econômico em grandes preparações), ou usando sais comerciais já preparados.

Misturando os sais um a um:
Para quem pense em misturar os sais um a um, é importante que tenha em mente que SAIS REAGEM ENTRE SI, bastando para isso a umidade ou uma solução salina muito concentrada (salmoura). Algumas dessas reações podem formar compostos insolúveis nas condições do aquário e, portanto, mesmo que todos os elementos contidos na água do mar estejam presentes na mistura de sais assim formulada, uma vez reconstituída essa água não apresentará, nos testes, as concentrações esperadas.

O exemplo típico dessa situação é o sal marinho produzido nas salinas a partir da evaporação da água do mar; como se sabe, a maioria dos sais não evapora e, no processo de produção do sal nas salinas, estende-se a água do mar em superfícies enormes, de baixa profundidade, em que água evapora por ação dos ventos. À medida que a água vai evaporando, a solução salina vai se tornando cada vez mais concentrada, começa a cristalizar os sais ali contidos e finalmente seca, deixando naquela superfície apenas os cristais de sal. Esses cristais de sal, em que com certeza estão contidos todos os elementos salinos contidos na água do mar, teoricamente e à primeira vista seriam o sal ideal para reconstituir água marinha de qualidade, já que, tendo dali sido retirada apenas a água no processo de evaporação, bastaria reintroduzir a água na mesma proporção e... pronto! Água de Cabo Frio feita em casa! Só que não... vejam:

Durante o processo de evaporação e concentração da salmoura, o pH se altera e os íons começam a reagir entre sí, formando novos compostos moleculares, sendo alguns solúveis e outros não, como o sulfeto de cálcio (gesso) que é insolúvel em água. Uma vez formados, esses sais insolúveis já não voltarão a fazer parte de uma nova solução simplesmente reidratada, desfalcando o equilíbrio iônico dessa solução em relação à água do mar que os originou. É por isso que o sal de salina não serve para fazer água marinha para aquários e é por isso, também, que o sal das salinas é impróprio para cozinhar e precisa ser refinado, para retirar esses sais insolúveis que são formados. É até simples fazer isso: aquele sal bruto é diluído em água doce, deixa-se repousar, e a borra que fica no fundo são os sais insolúveis, também chamados álcalis, o líquido sobrenadante, que é rico em cloreto de sódio, é posto novamente para evaporar, extraindo-se assim o sal-de-cozinha ainda bruto, dito sal-marinho, que ainda sofrerá outros processos de adição (iodo, por exemplo) e subtração químicas, para torná-lo adequado para cozinhar.

Do exposto, embora seja atraente a ideia de ir até uma salina com uma Van e trazer sal para o ano todo ao custo de uma gorjeta, o único resultado prático será o efeito do sal na carroceria do veículo, mas o aquário não funcionará.

Mas, como fazer então, para fazer o nosso próprio sal?
Simples não é, mas é possível, vejamos abaixo...

Sabendo que sais reagem entre si e que podem formar compostos insolúveis, que os excluirão da solução salina e desequilibrarão os parâmetros químicos da água marinha que pretendemos fabricar, e sabendo também que essa reatividade entre os sais depende de temperatura, pH, concentração e do equilíbrio estequiométrico da formulação, já faltam menos detalhes, para chegar lá.

A fórmula que descreverei a seguir é a fórmula empregada para preparação de ÁGUA OCEÂNICA SUBSTITUTIVA, pela empresa OCEAN WATER, prevista para uso em laboratórios de estudo de materiais em condições marinhas, baseada em medições e análises laboratoriais de águas oceânicas colhidas em várias latitudes e longitudes do globo, representando, portanto, uma média dessas medições e análises do ambiente natural e sendo adequada ao uso em aquários marinhos, desde que corretamente reproduzida.

Os oligoelementos que ocorrem naturalmente em concentrações abaixo de 0,005 mg/L não estarão representados na fórmula, como também não estão representados nas preparações comerciais.

Por questões de REATIVIDADE, a fórmula está baseada em TRÊS SOLUÇÕES DE ESTOQUE (preparações líquidas, concentradas, estáveis, a manter em estoque para serem misturadas na sequência e volumes determinados, no momento da reconstituição).

Alíquotas das duas primeiras soluções são combinadas com um maior volume, na água, os oligoelementos e metais pesados estarão em uma terceira solução, que será adicionada à água em porção menor. Por evidente, é EXIGIDA PUREZA DOS REAGENTES UTILIZADOS, sob pena de que os resultados pretendidos sejam alterados pela qualidade dos produtos em questão. Todos os reagentes devem atender à especificação PA.

Vamos ás fórmulas:

Solução # 1- Dissolver separadamente os montantes indicados dos seguintes sais em água RO/DI suficiente e depois diluir para um volume total de 7,0 litros, adicionando os sais já dissolvidos na mesma ordem em que aparecem, sob forte agitação. Guarde bem fechado em recipiente de vidro âmbar.

MgCl2·6H2O …...................3889.0 g ( = 555.6 g/L)

CaCl2 (anhydrous)...............405.6 g ( = 57.9 g/L)

SrCl2·6H2O...........................14.8 g ( = 2.1 g/L)

Solução # 2- Dissolva os montantes indicados dos seguintes sais em água RO/DI, e a seguir diluir para um volume total de 7,0 litros, sob forte agitação. Guarde bem fechado em vidro âmbar.

Kcl........................................486.2 g ( = 69.5 g/L)

NaHCO3.............. ................. 140.7 g ( = 20.1 g/L)

Kbr......................................... 70.4 g ( = 10.0 g/L)

H3BO3 …..................................19.0 g ( = 2.7 g/L)

NaF........................................... 2.1 g ( = 0.3 g/L)

Solução # 3 (metais pesados e oligoelementos)- Dissolver cada um dos montantes indicados dos seguintes sais em água RO/DI e depois diluir para um volume total de 10,0 litros, sob forte agitação. Guarde bem fechado em recipientes de vidro âmbar.

Ba(NO3)2.................................. 0.994 g

Mn(NO3)2·6H2O......................... 0.546 g

Cu(NO3)2·3H2O.......................... 0.396 g (Sim, cobre!)

Zn(NO3)2·6H2O.......................... 0.151 g

Pb(NO3)2................... ............... 0.066 g

AgNO3................................... .. 0.0049 g

NOTA 1 - Para fazer a adição de AgNO3 na solução acima, dissolver 0,049 g de AgNO3 em água e diluir para 1 L. Após, adicionar 100 mL (desta a solução) à Solução Nº #3 antes de se diluir a 10,0 L.

Preparadas essas 03 soluções, vamos ao preparo da água; observem que ainda entram mais sais:

Para preparar cada 10,0 litros de água marinha artificial, dissolver 245,34 g de cloreto de sódio e 40,94 g de sulfato de sódio anidro em 8,0 L de água. Adicionar 200 mL de solução Nº #1 lentamente, com agitação vigorosa e, em seguida, 100 ml da Solução Nº #2. Acrescente água suficiente para a 10,0 L. Ajustar o pH para 8,2 com Solução de hidróxido de sódio a 0,1 IN (apenas alguns mililitros dessa solução de NaOH devem ser necessários, para ajustar o pH).

NOTA 2 - Prepare a solução, e somente ajuste o pH imediatamente antes de a usar.

Para acrescentar os oligoelementos (metais pesados), adicionar 10 ml da Solução Nº #3, lentamente e com agitação vigorosa, para cada 10,0 L da água marinha artificial, preparada como descrito acima.

Se feita como foi descrito, e com reagentes de qualidade PA, a água marinha assim reconstituída terá a composição descrita abaixo:

TABLE X1.1 Chemical Composition of Substitute Ocean Water (A ,B)

Compound.................................................................................. Concentration, g/L

NaCl......................................................................................................................... 24.53

MgCl2........................................................................................................................ 5.20

Na2SO4.................................................................................................................... 4.09

CaCl2......................................................................................................................... 1.16

Kcl............................................................................................................................ 0.695

NaHCO3................................................................................................................ 0.201

KBr ….......................................................................................................................0.101

H3BO3................................................................................................................... 0.027

SrCl2 ….................................................................................................................. 0.025

NaF......................................................................................................................... 0.003

============OLIGOELEMENTOS====================

Ba(NO3)2 …................................................................... 0.0000994

Mn(NO2)2 ….................................................................. 0.0000340

Cu(NO3)2 …....................................................................0.0000308

Zn(NO3)2........................................................................ 0.0000096

Pb(NO3)2 …....................................................................0.0000066

AgNO3............................................................................ 0.00000049


A- Chlorinity of this substitute ocean water is 19.38.
B- The pH (after adjustment with 0.1 N NaOH solution) is 8.2.


Que é a média entre o Caribe e a Grande Barreira de Coral, hehehe.

Usando sais comerciais, para preparação:
Sais comerciais de boa qualidade, específicos para aquário marinho, também permitem produzir água marinha artificial dentro dos padrões exigidos pela biologia, desde que reconstituídos conforme as instruções que, geralmente, já vem impressas na embalagem do sal, mas... alguns cuidados e noções básicas da química envolvida são necessários, não só para a reconstituição como para a preservação da qualidade desses sais.

Voltando ao início do textão, da mesma forma que pela evaporação das salinas, onde à medida que a concentração de sais aumenta ocorrem reações químicas que formam compostos insolúveis, o que impede, depois, a reconstituição de água marinha a partir daquele sal da salina (que parece ideal, mas não presta), a exposição de sal marinho comercial, próprio para aquários, à umidade (ou se derramarmos água sobre ele), também facultará fenômenos de precipitação e estragará o sal.

NÃO É QUESTÃO DE TER SORTE/SER RÁPIDO/SER O CARA... Acontece sempre! E com qualquer um!

Do dito, ao adquirir o sal, há que se ter o cuidado de verificar se não está empedrado (sinal de que está úmido) e se a embalagem do sal que se adquire não está violada (de modo a que não permita entrada de umidade) e, uma vez aberta, se não é utilizada toda de uma vez, ter cuidado com o ambiente em que o sal está acondicionado e protegê-lo contra a umidade do ar com um saquinho (nem tão pequeno) de sílica gel, dentro de um balde bem lacrado. Se entrar umidade e o sal empedrar, você terá um sal PRECIPITADO, bom pra jogar no pé do coqueiro, ou no mato.

Na hora de preparar a água, você deverá ter:
  • Água RO/DI ou pelo menos DI
  • Sal marinho de boa marca
  • Banheira ou balde de mistura de USO EXCLUSIVO
  • Hidrômetro ou refratômetro
  • Aquecedor (se você mora em zonas frias)
  • Uma bomba, para circular a água
  • Balança de precisão
  • Testes (pelo menos pH e alcalinidade)
Deve verificar as instruções específicas do fabricante, geralmente contidas na embalagem, para a reconstituição da água marinha, e de preferência deve segui-las à risca, já que pelas suas composições e particularidades entre fabricantes, mesmo que você já esteja acostumado a preparar o sal de uma determinada marca e com bons resultados, ao preparar um sal de outra marca e com o mesmo método de costume, pode dar tudo errado.

Feito isso, coloque a água deionizada no balde medindo rigorosamente a litragem, ligue a bomba de circulação, ligue o aquecedor se necessário e eleve a temperatura da água a 25ºC (ideal), pese a quantidade de sal necessária à litragem da água (geralmente 35 g/litro para uma densidade final de 1025) em balança de precisão e... DESPEJE LENTAMENTE O SAL EM PEQUENAS QUANTIDADES, ASPERGINDO-O SOBRE A ÁGUA, NUNCA EM GRANDES QUANTIDADE OU DE UMA SÓ VEZ!

REPITO: NUNCA EM GRANDES QUANTIDADES OU DE UMA SÓ VEZ!!!

Deixe o sal batendo (circulado pela bomba) pelo tempo necessário para que se dissolva completamente e a solução se homogenize, o que pode, para algumas marcas, ser tão longo como 24 horas ou tão curto como 4 horas (geralmente consta o tempo necessário nas instruções do fabricante).

Um sal de boa qualidade e bem batido deve fazer uma água de aspecto cristalino após completa dissolução; água amarelada ou leitosa pode ser um sinal de sal adulterado, ou precipitado, o que contraindica o aproveitamento dessa solução.

Após a dissolução, estando a solução com aspecto cristalino e na temperatura adequada (25ºC), use o hidrômetro ou refratômetro para medir a densidade e, se estiver conforme o alvo (1025), faça os testes de pH e alcalinidade e, se estiver tudo certo, comece a TPA.

Se por alguma razão (imprecisão da balança, fórmula do sal, etc) a densidade estiver acima do esperado, mas com testes normais, basta acrescentar água de RO/DI, ou DI, aos poucos, testando no refratômetro até atingir a densidade desejada ou, em caso contrário, se a densidade ficar um pouco abaixo do esperado, mas com testes normais, acrescentar sal aos poucos e manter a água circulando, medindo com o refratômetro a intervalos regulares, até alcançar a densidade pretendida.

Finalmente e como advertência a lembrar: UM AQUARISTA MINIMAMENTE INFORMADO JAMAIS JOGA ÁGUA EM CIMA DO SAL, PARA FAZER A SUA ÁGUA! SE VIREM ALGUÉM POR AÍ, INFORMANDO QUE É ASSIM QUE SE FAZ, OU NUNCA FOI AQUARISTA OU COME GRAMA NO ALMOÇO E ALFAFA NO JANTAR!

Forte abraço a todos!
 

Membros que estão vendo este Thread (Membros: 0, Convidados: 1)

Top Bottom