FY016.jpg
IJzer in het aquarium Afdrukken

 

Planten in ons aquarium hebben ijzer nodig. Maar waarom? En hoe kan het dat oude rotten nooit ijzer hoefden toe te voegen en toch een prachtige bak hadden? Op die vragen hoop ik antwoord te kunnen geven.
Planten hebben groene bladeren. Dat groen wordt veroorzaakt door zogenaamde groene bladkorrels. Die korrels kunnen de energie van het licht gebruiken om CO2 (koolzuurgas) om te zetten in glucose ( een soort suiker ) en daarmee zetmeel,vezels en andere koolhydraten maken. Dit  proces wordt fotosynthese genoemd. Dat kunnen alleen groene planten. De mens heeft dus planten nodig om aan een glucosebron te komen want glucose is een heel belangrijke bouwstof, niet alleen voor de plant maar ook voor ons.

 

Naast  het bekende chlorofyl, dat in eerste instantie het licht opvangt , zit er in bladgroenkorrels het zogenaamde cytochroom. Chlorofyl en Cytochroom lijken qua bouw  heel veel op elkaar . Beide moleculen hebben een ringvormige structuur. Echter, in het chlorofyl zit in het centrum een magnesiumatoom, terwijl in het cytochroom een ijzeratoom zit. Een ander bekend molecuul is hemoglobine dat het zuurstof in ons bloed bindt en eveneens een ijzeratoom bevat. Dat cytochroom is belangrijk in het doorgeven van de opgevangen energie uit licht aan andere moleculen.

Gebrek

Gebrek aan ijzer is gemakkelijk te zien aan de steeds geler wordende toppen van planten. Toevoegen van ijzer heft dit relatief weer snel op, meestal binnen enkele uren. Omdat een plant veel bladgroen nodig heeft om te kunnen groeien en omdat de vorm waarin de plant het kan gebruiken snel ongeschikt wordt, heeft het dus ook een vrij grote behoefte aan ijzer.
Maar wat is dat voor ijzer dan? IJzer komt op aarde in verschillende vormen voor. Het bekenst is natuurlijk het gewone metaal. In de scheikunde wordt dat aangeduid met Fe.

Fe is een afkorting van ferrum dat uit het Latijn en "ijzer" betekent. Maar ijzer komt ook in ander vormen voor. Denk maar eens aan roest. Eigenlijk is roest niets anders dan ijzer dat aan de lucht is geoxideerd. IJzer is een reactie aangegaan met zuurstof. Zuurstof wordt weergegeven met een "O" zodat we roest  kunnen opschrijven als Fe2O3. Dat betekent dat er 2 atomen ijzer en 3 atomen zuurstof in zitten. Omdat een zuurstofatoom altijd twee elektronen te delen heeft, heeft ijzer in roest er dus blijkbaar 3 tekort. Drie keer twee elektronen over is gelijk aan twee keer 3 tekort ( 3x2- = 3x3+ ) zodat het geheel weer neutraal is. In roest heeft ijzer dus 3 elektronen en dat wordt opgeschreven als Fe3+.

Nu komt het vervelende. In het hart van het cytochroom moet een Fe2+. Een Fe3+ past niet! Geen probleem, dan neemt de plant maar een Fe2+ op, zou u misschien denken. Maar Fe2+ is een lastpak. Zo gauw als het de kans krijgt wil het Fe3+ worden. Licht en zuurstof bijvoorbeeld zijn al voldoende om het Fe2+ om te laten zetten in een Fe3+.
Dus als u een ijzersupplement in de winkel koopt dan zit er een chelaat bij. Dat chelaat is een fraai molecuul meestal in de vorm van een grote C. Twee van de moleculen kunnen zo een Fe2+ omklemmen zodat er niks mee kan gebeuren. Alleen de plant kan het ijzer er weer uithalen. Fraai toch?
Nu die oude rotten met hun fraaie planten. Ten eerste zat er vroeger meer ijzer in het drinkwater. Nu wordt het zo gezuiverd en steeds meer waterleidingen zijn van kunststof zodat er nauwelijks meetbare hoeveelheden ijzer in het water blijft. Ten tweede hadden die oude rotten trucjes zoals een oude roestige spijker en rode klei dat onder de planten werden ingegraven. Waar was dat goed voor?

Zoals we zagen kan ijzer met zuurstof reageren tot roest. 2 ijzer en 3 zuurstof oftewel Fe2O3. Maar er bestaat ook een andere vorm van roest: FeO. Dat arme ijzer moet het doen met 1 zuurstof. Let ook even op de vorm van het ijzer hierin. Zuurstof heeft twee electronen teveel dus dat Fe heeft er twee tekort. Fe2+ dus! Roest is roodbruin en FeO is zwart. Als het mogelijk is om uit roest zuurstof te halen dan valt dat roest uiteen in twee FeO moleculen. Maar dat zuurstof zit goed vast. En al zouden we dat eraf kunnen halen, als het de kans krijgt, neemt het dat weer op om gewoon weer roest te worden.

Door verbranding kan dat ene zuurstof worden weggejaagd. Als dakpannen, gemaakt van klei, worden gebakken krijg je rode dakpannen. Maar worden die dakpannen gebakken in een goed afgesloten ruimte dan worden ze zwart! Fe2O3 wordt dan dus FeO. Nu kunnen we moeilijk ons aquarium in een oven zetten, maar er is hulp en wel van een bacterie: "Pseudomonas". Deze bacterie leeft onder een zuurstofarme omstandigheden en kan het Fe3+ omzetten in een Fe2+. Een bodem met een open structuur geeft zuurstof de mogelijkheid om bij de wortels te komen. Roest blijft dan roest. Klei heeft natuurlijk door zijn kleine deeltjes al de neiging om de bodem vrijwel ondoordringbaar te maken voor zuurstof. In het aquarium hebben we dus een relatief vaste - voor zuurstof - ondoordringbare laag nodig om Fe2+ te krijgen dat de planten kunnen gebruiken.

 

Conclusie

 Om koolhydraten te maken heeft een plant ijzer nodig. Dat moet tweewaardig ijzer zijn oftewel Fe2+. Dat ijzer wordt meestal Fe3+ ( gewone roest ) onder invloed van zuurstof of licht. Aan water toegediend moet het ijzer dus beschermd worden en dat doen we met chelaten. IJzer kan ook in klei worden toegediend. Er moet zich dan wel een laag vormen die verhindert dat er zuurstof in de bodem kan komen. Bacteriën zetten dan Fe 3+ weer om in bruikbaar Fe2+.

Samenvattend

IJzer is belangrijk voor een plant om CO2 om te kunnen zetten in bouwstoffen. Hiervoor is Fe2+ nodig. In het water moet dat in chelaatvorm. In een bodem kan dat alleen onder zuurstofarme omstandigheden. 

 
RocketTheme Joomla Templates