/ Grafika – CH25/1 – Symbol of Vanadium

Was ist VANADIUM?

/Grafika – CH25/2 – Vanadium photo /

/Grafika – CH25/3 – patronit photo /

Vanadium (V, lateinisch vanadium) ist ein chemisches Element, das zu den Elementen der sogenannten Übergangsgruppen* gehört. In seiner reinen Form ist es ein glänzendes, graues Metall mit einer blauen Färbung, das in der Erdkruste vorkommt. Die Oberfläche von Vanadium ist meist mit einer Schicht aus Vanadiumoxiden (einer oxidierten Form von Vanadium) überzogen, die optisch für seine Mehrfarbigkeit verantwortlich sind. Vanadium, das mit Oxiden dieses Elements überzogen ist, wird als Kristallchamäleon bezeichnet. In der Natur kommt dieses Element hauptsächlich in Form von Mineralien vor, wie Patronit, Carnotit oder Vanadinit. Vanadium bildet wie Molybdän chemische Verbindungen, in denen es in verschiedenen Oxidationsstufen (von I bis V) vorkommt.

/ Artykuł powiązany: CH41/

Es wurde experimentell festgestellt, dass die Lösungen von Vanadium je nach Oxidationsgrad unterschiedliche Farben annehmen: von gelb über blau und dunkelgrün bis hin zu violett. In der folgenden Grafik sehen wir von links nach rechts Lösungen von Vanadium in verschiedenen Oxidationsstufen: +V, +IV, +III, +II:

/Grafika – CH25/4 – Roztwory wanadu na różnym stopniu utlenienia/

Vanadium ist auch in lebenden Organismen vorhanden, in biologischen Prozessen, und seine Konzentration ist gering – sie schwankt je nach Art und Klimazone, in der der Organismus lebt.

Mit der Entwicklung der Industrie, in der Vanadium verwendet wird, hat auch sein Anteil in der natürlichen Umwelt zugenommen. Aus chemischer Sicht ist Vanadium ein Schwermetall, das in der natürlichen Umwelt nicht biologisch abgebaut werden kann. Der hohe Vanadiumgehalt führt zu einer zunehmenden Anreicherung, die eine echte Bedrohung für Organismen, einschließlich Wasserlebewesen, darstellt.

Der optimale Gehalt an Vanadium, das zur Gruppe der Mikroelemente gehört, liegt in einem Meerwasseraquarium bei 0,5-3 µg/l. Es ist das mengenmäßig zweitwichtigste Mikroelement im Meerwasser, gleich nach Molybdän (Mo). Im Meerwasser kommt Vanadium in Form von Ionenpaaren Na⁺ H₂VO₄^– (ein System aus Anion (H₂VO₄^–) und Kation (Na⁺), verbunden durch elektrostatische Wechselwirkung) vor.

Die Bedeutung von Vanadium (V) im Meerwasser

Vanadium ist ein wesentlicher Mikronährstoff im Meerwasser. Es ist ein essentielles Bioelement, ebenso wie andere Übergangselemente: Molybdän (Mo), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu) und Zink (Zn). Im Gegensatz zu den meisten der genannten Elemente, die für alle Lebensformen unentbehrlich sind, wurden funktionelle Vanadiumverbindungen bisher nur in einer kleinen Anzahl von Organismen nachgewiesen. Seine bekannteste und am besten assimilierbare Form im Meerwasser sind Vanadiumoxide, z.B. Natriummetavanadium (Na₂VO₃). Die Rolle von Vanadium in Korallen ist artspezifisch. Um die Gesundheit der Korallen zu gewährleisten, muss es jedoch in Spuren im Meerwasser vorhanden sein.

Die Rolle von Vanadium – biologische Prozesse (enzymatische Prozesse)

Verschiedene Bakterien können Vanadium für unterschiedliche biologische Prozesse nutzen. Vanadium zeichnet sich nicht nur durch viele Oxidationsstufen aus (von -1 bis +5), sondern auch durch die Fähigkeit, sich auf verschiedene Weise mit der biologischen Umgebung zu koordinieren. Es ist Bestandteil vieler Enzyme, und eine seiner Funktionen ist die Beteiligung am Stoffwechsel von Glukose und anderen Kohlenhydraten. Es beeinflusst die Enzyme, die von den Fixierbakterien verwendet werden, die den Stickstoff fixieren, der benötigt wird, um Distickstoffoxid zu Ammoniak zu reduzieren. Es ist auch am Prozess der Denitrifikation und der Umwandlung von anorganischen Halogenen (Verbindungen von Elementen der 17. Gruppe des Periodensystems) in organische Moleküle beteiligt.

Die Rolle von Vanadium – biologische Prozesse (Atmung)

Der Prozess der Verarbeitung von Vanadium durch Mikroorganismen durch Reduktion (Entgiftung) oder Verwendung als Elektronenakzeptor (ein dauerhaftes Elementarteilchen eines Atoms mit negativer Ladung) im Prozess der Atmung ist bekannt.

Die Rolle von Vanadium – biologische Prozesse (Wachstum)

Vanadium ist an den biologischen Prozessen im Korallengewebe beteiligt und beeinflusst ihr Wachstum. Seine Verbindungen sind notwendig für die Entwicklung von Schwämmen, die eine wichtige Rolle im Ökosystem des Aquariums spielen.

Die Rolle von Vanadium – Färbung von Korallen

Auch andere Aspekte der Bedeutung von Vanadium im Meerwasser sind bekannt, z.B. bestimmt seine Anwesenheit die Bildung von Farbpigmenten in der Struktur von Korallen. Die besten Ergebnisse erzielen Sie, wenn Sie auf das optimale Verhältnis von Vanadium zu Molybdän achten. Mehr darüber erfahren Sie in diesem Artikel:

/ Artykuł powiązany: CH41/

Gefahren/Probleme im Zusammenhang mit einem Überschuss oder Mangel an Vanadium (V) im Meerwasser

Eine zu niedrige Vanadiumkonzentration führt zu Schwierigkeiten bei der Farberzeugung, geringem Farbkontrast und Abschwächung des Fluoreszenzeffekts. Ein Beispiel ist Stylophora pistillata, var. „Milka“, die bei einem Mangel an Vanadium ihre silbrig leuchtenden Spitzen verliert.

/Foto – CH25/5 Stylophora pistillata var. “Milka – z końcówkami”

/Foto – CH25/6 Stylophora pistillata var. “Milka – bez ładnych srebrnych końcówek”

Niedrige Vanadiumwerte beeinträchtigen auch die Akkumulation und den Abbau von Nährstoffen. Außerdem verlangsamt der Vanadiummangel den Prozess der Photosynthese. Vanadiummangel führt auch zum Ausbleichen der Korallen. In diesem Fall empfehlen wir, die Dosis der vanadiumhaltigen Flüssigkeiten zu erhöhen.

Eine zu hohe Vanadiumkonzentration kann wiederum zu Gesundheitsproblemen bei Korallen führen. Eine große Menge des Elements im Meerwasser führt zu einer Dunkelfärbung der Korallen. Die hohe Vanadiumkonzentration im Meerwasser beeinträchtigt das Wachstum von Algen. Die Toxizität von Vanadium, das im Meerwasser hauptsächlich in Form von Vanadiumoxid vorkommt, ist auf die Ähnlichkeit seiner chemischen Struktur mit dem Phosphatanion zurückzuführen. Zu hohe Konzentrationen von Vanadium können Phosphat in Enzymen wie Phosphatasen und Kinasen relativ ersetzen.

  /Artykuł powiązany: CH69, B3/

Wie kann man das Aquarium schützen? Vorsichtsmaßnahmen

Der Vanadiumgehalt sollte regelmäßig überprüft und auf dem richtigen Niveau gehalten werden. Die empfohlenen Werte liegen bei 0,5 – 3 µg/l, und der optimale Wert liegt bei 2 µg/l. Ein solcher Vanadiumgehalt im Meerwasser sorgt bei den Tieren für Gesundheit und eine schöne Färbung (begünstigt hellblaue und rote Farben).

Die genaueste und zuverlässigste Methode zur Bestimmung von Vanadium ist die ICP-OES-Analyse (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry). 

Indikatoren für anormale Vanadium (V)-Gehalte in einem Meerwasseraquarium

Mangel:

• Blasse Farben – sie werden monochromatisch
• LPS Aufhellung
• Schwache Fluoreszenzeffekte
• Schlechtes Wachstum

Überschuss:

• Hohe Vanadiumkonzentrationen sind giftig
• Verdunkelung der Korallen

   

Empfehlungen / Tipps

Um den richtigen Vanadiumgehalt in Ihrem Aquarium sicherzustellen, sollten Sie es regelmäßig testen.

Liegt der Vanadiumspiegel über 3 µg/l, handelt es sich um eine Überdosierung. Die häufigsten Gründe für eine Überschreitung des empfohlenen Vanadiumspiegels sind zu hohe Dosierungen der verabreichten Flüssigkeiten (überprüfen Sie die Dosierungsparameter an den Dosierpumpen) und unsachgemäß zubereitetes Salz. Finden und beseitigen Sie die Ursache des Problems und senken Sie den Wert dieses Parameters im Wasser. Führen Sie bis zu 6 Wasserwechsel durch. Es wird empfohlen, bei jedem Wasserwechsel etwa 15 % des Aquarienwasservolumens zu ersetzen, bis der empfohlene Wert dieses Parameters erreicht ist. Das für den Austausch vorbereitete Wasser muss durch einen angemessenen Zielsalzgehalt gekennzeichnet sein. Verwenden Sie Salz mit den richtigen Parametern und der richtigen Zusammensetzung für den ICP-Test.

Wenn der Vanadiumgehalt unter 0,5 µg/l liegt, empfehlen wir die Verwendung von Produkten, die dieses Element enthalten, um den Gehalt auszugleichen. Um einen konstanten Vanadiumgehalt in einem Meerwasseraquarium zu gewährleisten, empfehlen wir eine systematische Ergänzung dieses Elements in Abhängigkeit vom Korallenbestand in Ihrem Aquarium.

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*Der Begriff Übergangsgruppenmetalle des Periodensystems bezieht sich auf die Metalle der Gruppen IB bis VIIIB des Periodensystems der Elemente.