BBSちゃんぷる - 海水魚とサンゴ飼育の話題




20.[>][x] メッジーナクロダイーヤ Re: 簡単なリン酸塩の除去方法 2013/6/20 14:00

また鉄釘のリン酸除去について化学の専門家にお聞きしています。

鉄を25℃くらいでNaCl,CaCO3,NO3[-],HPO4[2-]やPO4[3-]の多い海水中に置きます。
空気をぶくぶくさせる(CO2の場合は良くとけているのが逆に脱気されるようです)条件下で,
酸化鉄Fe2O3酸化鉄(III)いわゆる赤さびと
リン酸鉄Fe3(PO4)2やFePO4
のどれがより多くできるか(できやすいか)について
理論的予測及び実験的検証法はありますでしょうか?

詳細:
海水水槽でサンゴ(といっても殻のあるのは飼育が難しいので,殻をもたないソフトコーラルを主に飼育します)やイソギンチャク,海水魚を飼育する場合,
pHをアルカリに保つためと濾過細菌の生育場所としてサンゴのぬけ殻(サンゴ砂と呼んでいて,主に炭酸カルシウムCaCO3からなる)をたくさん入れています。
このような水槽内は規模が小規模なので,タンパク質やアミノ酸から生じる魚などの生物の排泄物アンモニア(生物に有害)が濾過細菌によりNO2[-](生物に有害)になり,さらにNO3[-](生物には比較的無害)になり,このNO3[-]が多量に水槽内に蓄積します。NO3[-]は海水交換
により薄めるか,嫌気的条件を満たす場所が水槽内にあれば還元濾過細菌によりN2に変換されますが,硫化水素H2S(生物に有毒)を発生させる細菌も増殖するため,生物には危険です。
また餌などによりリン酸が水槽中に増えてくると,イソギンチャクなどの調子が悪くなり,珪藻などの茶コケなどといわれているものが水槽にはびこり水槽が汚く見えたりもします。

そこで
鉄釘などを海水水槽にいれ25℃前後で置いておくと,
酸化鉄Fe2O3酸化鉄(III)の赤さびもできますが,市販の測定試薬(どんな原理の試薬かわまりませんが)で調べたリン酸濃度が減少するそうです。
常温でFe2O3酸化鉄(III)やリン酸鉄Fe3(PO4)2やFePO4ができているようですが,
酸化鉄とリン酸化鉄のどれが多くできるのかは鉄の何を指標に予測できるのでしょうか?
酸化鉄とリン酸化鉄を測定する方法はどの文献をみればわかりますでしょうか?

大昔,地球に分子状酸素がなかった時代に鉄はFe[2+]として水に溶けていたそうです。
これがO[2]発生型光合成を行うようになった藍藻(シアノバクテリア)が出現したことにより,
酸化鉄Fe[3+]であるFe2O3酸化鉄(III)として水に不溶になり,沈殿し,
縞状鉄鉱床として現代の鉄文明を支える鉄資源になったということだそうです。
自然界ではリン酸が普段少なく,もし環境中に増えると微生物が爆発的に増えたりして水が酸欠状態になり魚が死んだりしますので,リン酸を環境から除去することが重要です。

リン酸H3PO4の8%ほどの水溶液にFe2O3酸化鉄(III)の赤さびのできてしまったペンチを浸けると,
2Fe + 2H3PO4 → 2FePO4 + 3H2 がおこるのか水素ガスが発生し,
リン酸化鉄FePO4の皮膜ができるまで水素が発生するようです。
錆防止の目的で鉄剤にリン酸皮膜形成法が使われているそうです。
一方,ペンチのさびの部分は
Fe2O3 + 2H3PO4 → 2FePO4 +3H2O
が起きるのか錆がなくなっていたそうです。
http://habingovt.blog.fc2.com/blog-entry-338.html

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