CO₂ ohne Messgerät — die pH-+-KH-Methode

Die meisten Pflanzenbecken-Halter wollen früher oder später eine Zahl für CO₂. Das gelöste Gas treibt das Pflanzenwachstum, ist aber zugleich das wahrscheinlichste, das Fische lautlos umbringt, wenn die Injektion zu hoch driftet. Ein CO₂-Messgerät für die Aquaristik kostet mehr, als die meisten ausgeben wollen, und Dauertests — die kleinen Glaskugeln mit Indikator — hinken einen ganzen Tag hinterher und liefern nur grobe Farbabstufungen.

Es gibt eine dritte Option, und sie steckt die ganze Zeit in der Karbonatchemie. Zwei Werte, die du sowieso aus anderen Gründen misst — pH und KH — legen das gelöste CO₂ exakt fest, weil alle drei auf demselben Gleichgewicht liegen.

Diese Anleitung erklärt die Formel, die Bedingungen unter denen sie funktioniert, und die Bedingungen unter denen sie lügt. Wer zuerst die Antwort will: der kostenlose CO₂-Rechner macht die Mathematik live.

Das Gleichgewicht, in einer Zeile

Gelöstes CO₂ in Wasser wird zu Kohlensäure, die in Hydrogencarbonat (HCO₃⁻) und ein Wasserstoff-Ion (H⁺) zerfällt:

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ HCO₃⁻ + H⁺

Der letzte Schritt ist hier der entscheidende. Das Wasserstoff-Ion misst dein pH-Meter. Das Hydrogencarbonat misst dein KH-Test. Wer pH und KH misst, hat zwei der drei Größen des Gleichgewichts — und die dritte (CO₂) ist damit festgelegt.

Die gebräuchliche Hobby-Formel lautet:

CO₂ (mg/L) = 12,839 · KH (°dKH) · 10^(6,35 − pH)

Die 6,35 ist die erste Dissoziationskonstante der Kohlensäure (pKa₁), bei Raumtemperatur gut genug genähert. Die 12,839 fasst die molare Masse von CO₂, die Umrechnung von °dKH in Milliäquivalente Hydrogencarbonat pro Liter und die kleinen Temperaturkorrekturen zusammen, auf die sich die Aquaristik-Literatur geeinigt hat.

Wie der „Zielbereich" aussieht

Für die meisten Pflanzenbecken liegt der CO₂-Bereich, der sichtbar gutes Wachstum ohne gestresste Fische liefert, bei 15–30 mg/L. Unter 10 mg/L wird das Wachstum spürbar langsamer. Über etwa 35 mg/L siehst du Fische an der Oberfläche nach Luft schnappen — ihnen geht nicht der Sauerstoff aus, ihre Kiemen kommen mit dem CO₂-Abtransport in das schon CO₂-gesättigte Wasser einfach nicht hinterher.

Ein paar Stützpunkte für die Intuition:

pH	KH	CO₂ (mg/L)
7,0	3	8,6
6,8	4	18,2
6,8	5	22,7
6,6	4	28,8
6,4	5	57,2

Die letzte Zeile ist das, was passiert, wenn die Druckgas-Anlage über Nacht unkontrolliert weiterläuft. Keine Zahl, die du morgens beim Reinkommen sehen willst.

Wann die Methode lügt

Die pH-+-KH-Rückrechnung nimmt an, dass die einzige pH-senkende Säure im Becken Kohlensäure ist. Diese Annahme stimmt nicht — und der Wert liest höher als das tatsächliche CO₂ — wenn irgendetwas anderes H⁺-Ionen beiträgt. Die üblichen Verdächtigen:

• Torf, Laub, Schwarzwasser-Extrakte. Tannine und Huminsäuren drücken den pH, ohne dass CO₂ beteiligt wäre. Der Rechner sagt „60 mg/L", den Fischen geht es prächtig.
• Hohe Belastung. Organische Säuren aus einem Becken mit zu viel Fisch/Futter für die Filterkapazität verhalten sich genauso.
• Manche puffernden Substrate (ADA Amazonia und ähnliche). Diese binden aktiv KH und setzen organische Säuren frei; die Zahlen bedeuten nicht mehr, was du denkst.

Für ein sauberes Pflanzenbecken — RO/Leitungswasser-Mischung, kein Torf, geringe bis mittlere Belastung, inertes Substrat — folgt die Rechnung dem tatsächlichen CO₂ eng genug, dass du danach dosieren kannst. Für ein Schwarzwasser-Apisto-Becken oder ein Iwagumi mit Amazonia: die Zahl bestenfalls als Hinweis behandeln.

Werte zeitlich paaren

Die zweite Falle ist das Timing. CO₂-Injektionsanlagen erzeugen einen Sägezahn im pH-Verlauf — der pH steigt über Nacht, wenn die Anlage runter- oder ausgeregelt ist, fällt scharf wenn morgens das Magnetventil öffnet, driftet während der Beleuchtungsphase weiter runter weil Pflanzen CO₂ ziehen, und steigt nach Lichtaus wieder. pH zu einem Zeitpunkt und KH zu einem anderen zu messen ist für KH ok (er bewegt sich kaum über einen Tag), für pH aber wertlos.

Die Regel: pH und KH innerhalb derselben Stunde messen, idealerweise derselben Minute, nachdem die Injektionsanlage mindestens zwei Stunden auf Tagesniveau läuft. Das ergibt eine Zahl, die etwas bedeutet. Ein pH-Meter, das durchgehend mitschreibt, ist hier sein Geld wert; bei manuellen Tests immer dieselbe Uhrzeit wählen.

Warum ein Dauertest trotzdem nützlich ist

Das hier ist kein „Dauertest ist überholt"-Argument. Der Dauertest nutzt eine KH-bekannte Lösung, abgeschottet vom Beckenwasser, und der Indikator misst das CO₂ im Luftraum über dieser Lösung — der sich mit dem gelösten CO₂ im Beckenwasser ins Gleichgewicht setzt. Das ist eine direkte CO₂-Messung, nur mit 24 Stunden Verzögerung. Der Farbumschlag ist praktisch binär (gelb = zu viel, blau = zu wenig, grün = passt), aber ehrlich binär.

Eine pH-+-KH-Rechnung ist schnell, präzise und anfällig fürs Lügen. Ein Dauertest ist langsam, grob und ehrlich. Der richtige Aufbau ist beides: Dauertest als ständig laufender Kanarienvogel, pH + KH zur Diagnose, wenn etwas seltsam aussieht.

Was reefnotes daraus macht

Wenn du paarweise pH-+-KH-Tests gegen ein Becken loggst, rechnet reefnotes dieselbe Formel und zeigt das abgeleitete CO₂ im Trend-Chart — inklusive Sparkline, Bandmarkierung für den Pflanzenbecken-Zielbereich und denselben Vorbehalten zur zeitlichen Paarung (Manfred verwirft Paare mit mehr als ~3 Tagen Abstand, statt eine Zahl zu erfinden). Die Vorhersage rechnet auch die Injektions-Kadenz vorwärts, sodass du siehst, wohin das CO₂ zieht, nicht nur wo es heute steht.

Dasselbe Gleichgewicht, dieselben Vorbehalte — automatisch auf jede geloggte Messung angewendet, statt in einem Tab, den du alle paar Wochen öffnest.