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#  20.09.2016, 22:11:19
Hallo,

Ein paar Infos zu Silikaten und deren Messung.

Silikat oder nicht Silikat?

Silikate führen im Salzwasseraquarium ab etwa 0,2mg/l zu längerem Wachstum von schleimigen braunen Algen, die alles im Aquarium überziehen können.
Im Süßwasseraquarium sind oft sogar einige Milligramm pro Liter ohne besondere Auswirkungen. Sollte es zu starkem Wachstum von braunen Algen oder rauen Belägen kommen, dann ist auch hier die Messung und Reduktion von Silikat sinnvoll.
Eine Reduktion ist durch Wasserwechsel mit silikatarmem Wasser erreichbar. Im Salzwasser verwendet man dazu Osmoseanlagen mit nachgeschaltetem Ionenaustauscher, um auch geringe Werte von Silikat zu reduzieren. Es gibt auch verschiedene Filtermaterialien, welche Silikat meist gemeinsam mit Phosphat reduzieren können.
Im Leitungswasser sind oft große Mengen Silikat enthalten, manchmal sogar jenseits 10mg/L. Besonders bei weichem Wasser werden manchmal vom Wasserversorger Silikate und Phosphate zum Schutz der Rohre gegen Korrosion zugesetzt. Dadurch ist besonders für Salzwasseraquarien die Reduktion von Silikat erforderlich.

Zur Messung:
Bei der Verwendung unterschiedlicher Tests mit teilweise unterschiedlichen Wartezeiten erhalte ich manchmal unterschiedliche Ergebnisse bei Silikatwerten. Wodurch entsteht das?

Alle handelsüblichen Tests verwenden dieselbe zugrundeliegende Methode, bei der blaue Siliciummolybdänsäure entsteht. Bei manchen Tests ist ein gelber Farbstoff zugesetzt, um die Farbe von gelb auf Grün umschlagen zu lassen statt von farblos auf blau.

Silikat ist ein Überbegriff von sehr vielen Zuständen von Siliciumverbindungen. Silicium gibt es fast überall. In Wasser gelöst wird es abhängig von pH Wert und vielen anderen Einflussfaktoren zu verschiedenen Verbindungen, einige der einfachsten SiO32-, SiO44-, Si(OH)4 (Die Monokieselsäure oder Orthokieselsäure), SiF62- und SiO2 (Quarz), das sind die sog. Orthosilikate, da sie Abkömmlinge der Orthokieselsäure sind.
Dann gibt es noch alle möglichen Kondensate, also Mehrfachsilikate, sog. Polysilikate, bei der viele dieser Orthosilikatmoleküle zusammenhängen oder zusammengebaut sind. In normalem Wasser bilden sich immer Polysilikate aus den einzelnen Silikatbausteinen. Je nachdem, wie der pH Wert der Lösung ist, wie verdünnt sie ist und wieviel Salz vorhanden ist, ändert sich der Anteil der Polysilikate in der Silikatlösung.
Bei der Messung mit aquaristischen Tests werden nur die Orthosilikate erfasst, nur sie färben sich. Bei bestimmten pH Werten wird nach und nach bei der Messung auch ein Teil der Polysilikate umgewandelt und färbt sich, sodass nach und nach auch mehr Silikat gefunden wird. Und zwar färben sich die Orthosilikate gleich innerhalb von 1-2 Minuten, die Zweiermoleküle werden innerhalb von 10 Minuten umgewandelt und somit gefärbt, und alle etwas stärker verketteten innerhalb von 1 Stunde. Höherkettige oder hochmolekulare Silikate, also sehr große Silikat-Molekülstrukturen, reagieren gar nicht und werden von diesen Tests nicht erfasst. (Quelle u.a.: Handbuch der Spurenanalyse, O.G. Koch und G.A. Koch-Dedic, Springer Verlag 1964, 1232 Seiten).

Bei unserem Test ist das auch der Fall: Nach den 3 Minuten Wartezeit sind die einfachen, aquarienwirksamen Orthosilikate blau, nach 10-15 Minuten auch die kurzkettigen Polysilikate.
So ist es möglich, dass der Test von Wasserpantscher nach der 3minütigen Wartezeit weniger anzeigt, als ein Test anderer Anbieter, der dafür eine Wartezeit von 10 und mehr Minuten hat. Vor allem interessant in der Aquaristik sind die sofort im Aquarium für Algen verfügbaren einfachen Orthosilikate. Eine längere Wartezeit fördert auch noch die kleineren der verketteten Silikate zutage.
Alle handelsüblichen Tests drücken den Silikatwert in SiO2 oder SiO3 aus, obwohl der eigentliche Silikatgehalt eine Mischung vieler verschiedener Silikate ist. 1mg/L SiO3 entspricht 0,8mg/L SiO2.

Leitungswasser enthält praktisch nur Orthosilikate, einfachste Formen der Kieselsäure. Kieselalgen (z.B. im Aquarium) verwerten nur die einfachste Form der Kieselsäure und wandeln sie meist in SiO2 (Quarz) um.

Analysemethoden wie Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) oder Massenspektrometrie (MS) können die Menge an Silicium, dem zentralen Element in Silikat, genau messen. Rückschlüsse, in welcher Form die damit gebauten Silikate vorliegen, sind daraus schwer zu ziehen. Standards oder Referenzlösungen werden rechnerisch in SiO2 oder SiO3 ausgedrückt. Die aquaristisch relevante Form ist die einfache Orthoform, also SiO2, SiO32-, SiO44-, Si(OH)4, etc., die auch von den Aquaristiktests gemessen wird und ebenso in Laborstandards enthalten ist.

Zusammenfassung:
Silikate kommen im Wasser in vielen verschiedenen Formen vor, nur die einfachsten Formen können von Kieselalgen umgesetzt werden.
Mit einem Silikattest misst man diese aquariumwirksamen Orthosilikate und einen geringen und eher unbestimmten Anteil von Polysilikaten. Bei unserem Test misst man nach 3 Minuten die Orthosilikate und nach 10 Minuten ebenfalls dazu noch den geringen Teil der Polysilikate.

Anton Gabriel

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