Помоги проекту - поделись книгой:
Жесткость воды определяется количеством растворенных в ней солей кальция и магния. При незначительном содержании их воду называют мягкой, при большом количестве — жесткой. Различают общую, постоянную и временную жесткость воды. Сумма постоянной и временной жесткости составляет общую жесткость. Постоянная жесткость воды зависит от содержания в ней сульфатов и хлоридов кальция и магния, временная жесткость — от содержания в ней бикарбонатов кальция и магния. Обычное кипячение воды приводит к выпадению солей кальция и магния в осадок, чем в значительной степени снижается жесткость воды. Наглядным примером тому служит накипь, образующаяся на стенках чайников и самоваров.
Жесткость выражается суммой миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в 1 л воды. 1 мг-экв жесткости, или 1° жесткости, отвечает содержанию 20,04 мг/л Са или 12,16 мг/л Mg. В ряде стран жесткость воды измеряется в градусах жесткости. В аквариумном рыбоводстве жесткость воды наиболее удобно выражать в русских или немецких градусах, которые равны 0,35663 мг-экв/л.
Различают воду: очень мягкую — 0–4°, мягкую — 4–8°, средней жесткости — 8-12°, жесткую — 12–18° и очень жесткую — 18–30°
Большинство аквариумистов пользуются водопроводной водой, жесткость которой непостоянна и зависит от материковых пород, времени года, количества атмосферных осадков. Например, в Москве жесткость воды от 4 до 12°, в Ленинграде вода значительно мягче — 2–3°, в Одессе — 12° и выше.
Солевой состав воды влияет на количество углекислоты, растворенной в воде. В жесткой воде, т. е. содержащей много солей кальция и магния, всегда мало свободной углекислоты, а в, мягкой — ее значительно больше.
Жесткость воды имеет большое значение для физиологического состояния рыб. Одним видам рыб необходима мягкая вода, другим — средней жесткости или даже жесткая. Следует учитывать, что при пересадке рыб из старой воды в свежую и наоборот они резко реагируют на изменение ее жесткости: наблюдаются скачкообразные движения, судороги, выпрыгивание из воды и нередко гибель рыб. Наибольшее значение жесткость воды имеет в период размножения рыб. Например, неоновые рыбы и филомены нерестятся в очень мягкой воде (от 0,5 до 4°), гетеробарбусы и серпасы — в мягкой (4–5°), менее прихотливы грими (2,5–7°), а такие рыбы, как фонарики, могут размножаться как в мягкой, так и в жесткой воде.
В аквариуме с многовидовым составом рыб трудно установить жесткость воды, необходимую для каждого вида в отдельности. Неудачи в этом случае чаще всего связаны с солевым составом воды.
Наличие в аквариуме большого количества моллюсков, различных ракушек и раковин, содержащих соли кальция, способствует повышению жесткости воды. В связи с этим присутствие в аквариуме их в большом количестве нежелательно.
Аквариумисту нужно уметь определять жесткость воды, а также составлять воду нужного солевого состава.
Принцип определения. По количеству трилона Б — натриевой соли этилендиаминотетрауксусной кислоты (порошок белого цвета), пошедшего на титрование пробы воды с индикатором эриохромом черным Т, рассчитывают содержание растворенных в ней солей кальция и магния. Так как индикатор меняет свою окраску не только от изменения концентрации ионов кальция и магния, но и в зависимости от рН раствора, в титруемый раствор добавляют буферную смесь (NH4OH + NH4Cl), поддерживающую рН около 10.
Реактивы:
Ход анализа. В коническую колбу емкостью 200–250 мл наливают 50 мл исследуемой воды, добавляют 5 мл буферной смеси и 10–15 капель индикатора эриохрома черного Т (до появления интенсивного вишнево-красного цвета). При непрерывном покачивании колбы пробу титруют раствором трилона Б. По мере прибавления трилона Б вишнево-красный цвет переходит в лиловый. С этого момента титрование следует проводить медленнее. Окончание титрования устанавливают по появлению синего цвета с зеленоватым оттенком.
Расчет. Содержание растворимых в воде солей кальция и магния вычисляют но формуле:
где
0,05 — нормальность трилона;
1000 — пересчет на 1 л воды;
Для перевода в градусы жесткости полученную цифру умножают на 2,8.
Определение общей жесткости лучше проводить по таблице 2, составленной В.П. Дацкевичем. В таблице нужно найти цифру, равную количеству трилона Б, пошедшему на титрование. В левой (вертикальной) графе указаны градусы жесткости, в верхней (горизонтальной) — десятые доли градуса. Таблица составлена для анализа, проведенного в 100 мл воды 0,1 н. раствором трилона Б или 0,05 н. раствором, но при исследовании 50 мл воды.
Чтобы приготовить воду нужной жесткости для общего, а в особенности для нерестового аквариумов, сначала следует определить жесткость водопроводной и дистиллированной воды, из которых будет составляться вода для аквариума. Химически обессоленная вода имеет нулевую жесткость. Пользуясь данными таблицы 3, водопроводную воду смешивают с химически обессоленной и получают воду нужной жесткости. Предварительно водопроводную воду подогревают до 90° в течение 30 минут и охлаждают.
Пример. Для аквариума, где будут нереститься неоновые рыбы, требуется вода жесткостью 3°, а мы располагаем водопроводной водой, жесткость которой 8°. В левой вертикальной графе указана требуемая жесткость воды, в горизонтальной графе — жесткость водопроводной воды. В-горизонтальной графе под цифрой 8 находим цифру, соответствующую 3° жесткости вертикальной графы, — 1666. Значит, для получения воды жесткостью 3° к 1 л водопроводной воды нужно добавить 1666 мл дистиллированной. Далее делаем пересчет на все количество воды нерестового аквариума.
ТАБЛИЦА 2
Определение жесткости воды по расходу трилона Б
| Жесткость воды, градусы | Доли градуса | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 0 | 0,036 | 0,071 | 0,10 | 0,14 | 0,18 | 0,21 | 0,25 | 0,28 | 0,32 | |
| 1 | 0,36 | 0,39 | 0,43 | 0,46 | 0,50 | 0,53 | 0,57 | 0,60 | 0,64 | 0,68 |
| 2 | 0,71 | 0,75 | 0,78 | 0,82 | 0,85 | 0,89 | 0,93 | 0,96 | 1,00 | 1,03 |
| 3 | 1,07 | 1,10 | 1,14 | 1,18 | 1,21 | 1,25 | 1,28 | 1,32 | 1,35 | 1,39 |
| 4 | 1,43 | 1,46 | 1,50 | 1,53 | 1,57 | 1,60 | 1,64 | 1,68 | 1,71 | 1,75 |
| 5 | 1,78 | 1,82 | 1,85 | 1,89 | 1,92 | 1,96 | 2,0 | 2,03 | 2,07 | 2,10 |
| 6 | 2,14 | 2,17 | 2,21 | 2,25 | 2,28 | 2,32 | 2,35 | 2,39 | 2,42 | 2,46 |
| 7 | 2,5 | 2,53 | 2,57 | 2,60 | 2,64 | 2,67 | 2,71 | 2,75 | 2,78 | 2,82 |
| 8 | 2,85 | 2,89 | 2,92 | 2,96 | 2,99 | 3,03 | 3,07 | 3,10 | 3,14 | 3,17 |
| 9 | 3,20 | 3,24 | 3,28 | 3,32 | 3,35 | 3,39 | 3,42 | 3,46 | 3,50 | 3,53 |
| 10 | 3,57 | 3,60 | 3,64 | 3,67 | 3,71 | 3,74 | 3,78 | 3,81 | 3,85 | 3,89 |
| 11 | 3,92 | 3,96 | 3,99 | 4,03 | 4,06 | 4,10 | 4,14 | 4,17 | 4,21 | 4,24 |
| 12 | 4,28 | 4,31 | 4,35 | 4,39 | 4,42 | 4,46 | 4,49 | 4,53 | 4,56 | 4,60 |
| 13 | 4,63 | 4,67 | 4,70 | 4,74 | 4,79 | 4,81 | 4,85 | 4,88 | 4,92 | 4,96 |
| 14 | 4,99 | 5,03 | 5,06 | 5,10 | 5,13 | 5,17 | 5,21 | 5,24 | 5,28 | 5,31 |
| 15 | 5,35 | 5,38 | 5,42 | 5,45 | 5,49 | 5,53 | 5,56 | 5,60 | 5,63 | 5,67 |
ТАБЛИЦА 3
Определение количества дистиллированной воды (мл), необходимой на 1 л водопроводной
| Требуемая воды, градусы | Жесткость водопроводной воды, градусы | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| 3 | 1000 | 1333 | 1666 | 2000 | 2333 | 2666 | 3000 |
| 4 | 500 | 750 | 1000 | 1250 | 1500 | 1750 | 2000 |
| 5 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
| 6 | 166 | 333 | 500 | 666 | 833 | 1000 | |
| 7 | 142 | 222 | 429 | 571 | 714 | ||
| 8 | 125 | 250 | 375 | 500 | |||
| Примечание. Если дистиллированная вода имеет нулевую жесткость, то при расчете необходимо сделать соответствующую поправку, а также проверить жесткость полученной воды | |||||||
Небольшая часть молекул воды диссоциирована на водородные (Н) и гидроксильные ионы (ОН). В химически чистой воде молярные концентрации этих ионов равны и при 25° составляют 10~7 моль/л. Таким образом, величина произведения обеих концентраций равна 10~14. Эта величина остается постоянной и в присутствии веществ, при диссоциации которых образуются водородные и гидроксильные ионы. Поэтому вполне достаточно установить концентрацию одного из них. Практически определяют концентрацию водородных ионов.
Поскольку концентрация водородных ионов может иметь самое различное значение и подразделяться на несколько порядков, принято выражать ее величиной рН, представляющей собой десятичный логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком:
(Н+) = 10-рН, pH = — lg(H+).
Определение концентрации водородных ионов осуществляется в интервале от 1 до 10~14 мг-экв/л, что соответствует величине рН от 0 до 14; рН 7 отвечает нейтральному состоянию раствора. меньшие ее значения — кислотному, а более высокие — щелочному.
На концентрацию водородных ионов большое влияние оказывает жесткость и количество растворимого углекислого газа, а эти показатели в аквариумной воде постоянно меняются, даже в течение одних суток.
Аквариумист должен уметь определить концентрацию водородных ионов в воде, поскольку она оказывает огромное влияние на рост и развитие рыб и растений. Особое значение приобретает рН воды в периоды размножения рыб и развития икры и личинок (в первые три дня их жизни).
В аквариумной практике в зависимости от величины рН различают воду: рН от 1,0 до 3,0 — сильнокислая, рН от 3 до 5,0 — кислая, рН от 5,0 до 6,0 — слабокислая, рН от 6,0 до 7,0 — очень слабокислая, рН 7,0 — нейтральная, рН от 7,0 до 8,0 — очень слабощелочная, рН от 8,0 до 9,0 — слабощелочная, рН от 9,0 до 10,0 — щелочная и рН выше 10,0 — сильнощелочная. Для нормальной жизни и размножения большинства аквариумных рыб наиболее подходящей является вода, рН которой колеблется от 6 до 8, а для большинства растений оптимальным является рН от 6 до 6,5.
Заболевания рыб при нарушении рН воды
У рыб через несколько часов пребывания в
В густо заселенных растительностью аквариумах с интенсивным освещением рН резко повышается (до 9—12). В этом случае очень быстро наступает гибель рыб в результате асфиксии. Сдвиг водородных ионов в щелочную сторону может быть вызван накоплением аммиака за счет повышенного содержания в аквариумах органических веществ.
Особенно опасно пересаживать рыб из очень слабокислой или нейтральной воды в щелочную и наоборот.
Выздоровление рыб после создания оптимального гидрохимического режима довольно продолжительное — 15–45 дней.
Для предупреждения заболевания рыб и их гибели от низкого или высокого рН аквариумист должен знать, какой рН воды необходим для разводимых им рыб, и должен уметь определять его. Для аквариумистов наиболее приемлемым методом количественного определения концентрации водородных ионов является колориметрический, основанный на свойствах органических красителей, называемых индикаторами, изменять свою окраску в зависимости от концентрации водородных ионов. Определенную трудность представляет приготовление стандартной цветовой шкалы и универсального индикатора.
Определение рН воды можно проводить в школьных кабинетах химии и биологии, а также дома, приобретя необходимые для этого стеклянную посуду и химические реактивы.
Существуют электрометрический и фотоколориметрический методы определения рН воды, но они требуют специальной аппаратуры и могут быть проведены только в лабораторных условиях.
Реактивы:
В кислой воде индикатор дает красную окраску, в щелочной — синюю.
1) хлористый кобальт — CoCl2 6H2O (59,5 г в 1 л 1 %-ного раствора HCl);
2) хлорное железо — FeCl3 6H2O (45,05 г в 1 л 1 %-ного раствора HCl);
3) хлорная медь — CuCl2 2H2O (400 г в 1 л 1 %-ного раствора HCl);
4) сернокислая медь — CuS04 5Н2О (200 г в 1 л 1 %-ного раствора HCl).
Приготовленные растворы солей в количествах, согласно данным таблицы 4, разливают в стеклянные пробирки одинакового диаметра из бесцветного стекла, закрывают резиновыми пробками и хранят в темном месте.
ТАБЛИЦА 4
Соотношение реактивов для приготовления стандартной цветной шкалы
| pH | CoCl2 6H2O | FeCl3 6H2O | CuCl2 2H2O | CuSO4 5H2O | Дистиллированная вода |
|---|---|---|---|---|---|
| 4,0 | 9,60 | 0,30 | - | - | 0,10 |
| 4,2 | 9,15 | 0,45 | - | - | 0,40 |
| 4,4 | 8,05 | 0,65 | - | - | 1,30 |
| 4,6 | 7,25 | 0,90 | - | - | 1,85 |
| 4,8 | 6,05 | 1,50 | - | - | 2,45 |
| 5,0 | 5,25 | 2,80 | - | - | 1,95 |
| 5,2 | 3,85 | 4,00 | - | - | 2,15 |
| 5,4 | 2,60 | 4,70 | - | - | 2,70 |
| 5,6 | 1,65 | 5,55 | - | - | 2,80 |
| 5,8 | 1,35 | 5,85 | 0,5 | - | 2,75 |
| 6,0 | 1,30 | 5,50 | 0,15 | - | 3,05 |
| 6,2 | 1,40 | 5,50 | 0,25 | - | 2,85 |
| 6,4 | 1,40 | 5,00 | 0,40 | - | 3,20 |
| 6,6 | 1,40 | 4,20 | 0,70 | - | 3,70 |
| 6,8 | 1,90 | 3,05 | 1,00 | 0,40 | 3,65 |
| 7,0 | 1,90 | 2,50 | 1,15 | 1,05 | 3,40 |
| 7,2 | 2,10 | 1,80 | 1,75 | 1,10 | 3,25 |
| 7,4 | 2,20 | 1,60 | 1,80 | 1,90 | 2,50 |
| 7,6 | 2,20 | 1,10 | 2,25 | 2,20 | 2,25 |
| 7,8 | 2,20 | 1,05 | 2,20 | 3,10 | 1,45 |
| 8,0 | 2,20 | 1,00 | 2,00 | 4,00 | 0,70 |
Пример. Для приготовления раствора с концентрацией водородных ионов (рН), равной 6.4, нужно к 1.4 мл раствора CoCL2 добавить 5 мл раствора FeCl3, 0.4 мл раствора CuCl2 и 3.2 мл дистиллированной воды.
Ход анализа. Концентрацию водородных ионов в аквариумной воде определяют следующим образом: в пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, прибавляют 0,1 мл универсального индикатора и взбалтывают; исследуемая вода окрашивается в определенный цвет, который сравнивают с окрасками содержимого пробирок цветной шкалы до совпадения их и таким образом устанавливают концентрацию водородных ионов в воде.
Индикаторную бумажку смачивают в испытуемой аквариумной воде и по изменившемуся цвету определяют рН воды по бумажной цветной шкале.
Недостатком этого метода является определенное отклонение результата от действительной концентрации водородных ионов в испытуемой воде
Окисляемость воды — показатель взвешенных и растворенных в воде органических веществ. Чем выше окисляемость воды, тем меньше кислорода содержится в ней.
При плохом санитарном состоянии аквариума и чрезмерном кормлении рыб в нем накапливается большое количество органических веществ. Это понижает содержание кислорода в воде, так как значительная его часть расходуется на окислительные процессы. В результате в аквариуме нарушается биологическое равновесие, необходимое для нормальной жизнедеятельности всех водных организмов, — в огромном количестве развиваются бактерии, образуя видимую невооруженным глазом бактериальную муть. На осмотическое дыхание бактерий также расходуется кислород. Понижение содержания кислорода в аквариуме вызывает кислородное голодание у рыб и может привести к их гибели.
Для предупреждения повышения окисляемости воды аквариумисту рекомендуется придерживаться правил, описанных в разделе «Содержание растворимого в воде кислорода».
Реактивы:
Ход анализа. В пробирку наливают 10 мл исследуемой воды и прибавляют 0,5 мл серной кислоты в разведении 1:3 и 1 мл 0,01 н. раствора перманганата калия. Смесь хорошо перемешивают и оставляют в покое на 20 минут при температуре выше 20° или на 40 минут при температуре от 10 до 20°. После этого окраску раствора в пробирке при рассмотрении сбоку сравнивают с таблицей приблизительной окисляемости воды (табл. 5).
ТАБЛИЦА 5
Приблизительная окисляемость воды
| Цвет жидкости в пробирке при рассмотрении сбоку | Окисляемость воды, мг O2 на 1 л |
|---|---|
| Яркий лилово-розовый | 1 |
| Лилово-розовый | 2 |
| Слабый лилово-розовый | 4 |
| Бледно-лилово-розовый | 6 |
| Бледно-розовый | 8 |
| Розово-желтый | 12 |
| Желтый | 16 и выше |
Более точные методы определения окисляемости воды описаны в специальных руководствах по гидрохимическим исследованиям.
Немаловажное значение в газовом режиме аквариумной воды имеет углекислый газ. В воде он находится в трех видах: свободном, полусвязанном (бикарбонаты) и связанном (карбонаты). В аквариуме Наибольшее количество углекислого газа накапливается под утро.
Много его содержится в аквариумах с недостаточно ярким освещением и с большим содержанием органических веществ, перенаселенных рыбами и другими водными организмами, поскольку все они в процессе дыхания выделяют углекислоту.
На содержание углекислоты влияют температура и жесткость воды: чем выше температура, тем меньше углекислоты, в жесткой воде (12–14°) свободной углекислоты мало, а в мягкой (1–5°) — значительно больше.
Заболевания рыб при повышенном содержании углекислого газа
Повышенное количество углекислоты в воде вызывает интоксикацию организма рыбы; концентрация 28–30 мг/л — ее гибель.
При интоксикации наблюдаются общее беспокойства рыб с резким нарушением координации движений, учащенные дыхательные сокращения жаберных крышек, неестественное положение тела (брюшком кверху или плавание на боку), после чего наступает смерть.
При вскрытии рыб, погибших от отравления углекислым газом, находят, что жаберные крышки плотно прилегают к телу в отличие от случаев гибели рыб при асфиксии, когда они широко раскрыты.
Для предупреждения повышенного содержания углекислого газа в воде аквариума необходимо: не допускать скопления остатков несъеденного корма; обеспечить достаточное освещение; не перенаселять рыбами, моллюсками и другими водными организмами; сажать водную растительность.
Реактивы:
Ход определения. На склянку емкостью 200 мл предварительно наносят метку, соответствующую объему 100 или 150 мл; доверху заполняют ее исследуемой водой, следя за тем, чтобы не было поглощения углекислоты из воздуха, и закрывают пробкой так, чтобы под пробкой не осталось пузырьков воздуха. Перед началом исследования склянку открывают и осторожно сливают или отсасывают воду пипеткой до метки 100 или 150 мл. Затем пипеткой добавляют 0,1 мл 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина, склянку закрывают пробкой и содержимое осторожно взбалтывают. После чего жидкость титруют 0,1 н. раствором едкого натра до слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 2 минут.
Расчет. Количество свободной углекислоты в воде вычисляют по формуле:
Поделиться книгой: