Определение водородного показателя

Достаточно точно водородный показатель (рН) определяется при помощи набора Н. И. Алямовского. Эти наборы выпускаются для определения рН в различных сельскохозяйственных объектах (вода, почва) и продаются в магазинах. В набор входят запаянные пробирки с цветными растворами, каждый из которых соответствует определенному значению рН: от 4,0 до 8,0. Этого интервала вполне достаточно для аквариумных целей. В наборе также имеются: пробирка такого же диаметра, как и пробирки с цветными растворами, для проведения анализа; пипетка для отбора пробы воды (5 мл); комбинированный индикатор и пипетка для отмеривания индикатора (0,3мл),

Ход определения. Отмеряют 5 мл анализируемой воды и помещают в пробирку. Малой пипеткой набирают 0,3 мл комбинированного индикатора и также вносят в пробирку. Пробирку слегка потряхивают.

Затем определяют рН исследуемой воды, сравнивая окраску жидкости в пробирке с окраской индикаторных растворов. Эту операцию проводят при хорошем освещении, положив за пробирки в качестве фона белую бумагу. Если окраска жидкости в пробирке является промежуточной между окраской эталонных растворов, то рН анализируемой жидкости имеет среднее значение. Такой метод позволяет проводить определение с точностью до 0,1 рН.

Раствор универсального индикатора надо периодически проверять. Для этого используют набор «Стандарт—титры», содержащий ампулы с веществами для приготовления буферных растворов. Одна ампула из набора растворяется в дистиллированной воде в мер — ной колбе на 1 л, этот раствор имеет определенное значение рН. Надо измерить это значение при помощи набора Алямовского и таким образом проверить годность универсального индикатора.

Набор Алямовского, позволяющий определить рН и интервале от 5 до 8, аквариумист может приготовить самостоятельно. Для этого необходимо иметь 17 пробирок (лучше с небольшим запасом) одинакового диаметра, 16 из которых снабжены пробками.

Для приготовления цветной шкалы потребуются следующие реактивы: хлорид железа (III) FeCl₃, хлорид кобальта (II) CoCl₂ • 6H₂O, хлорид меди CuCl₂ • 2H₂O и сульфат меди CuSO₄ • 5Н₂О.

Надо приготовить 1%-ный раствор соляной кислоты, который используется в качестве растворителя. В четыре мерные колбы на 200 мл вносят: 9,0 г FeCl₃ • 6H₂O — в первую; 11,9 г CoCl₂ • 6Н₂О — во вторую; 80 г CuCl₂ • 2Н₂O — в третью и 62,5 r CuSO₄ • 5Н₂О — в четвертую. Растворяют соли в 1%-ной соляной кислоте и ею же доводят объем до метки в мерной колбе. Растворы используют для приготовления стандартных эталонных растворов в соотношениях, приведенных в табл. 23, Пробирки с эталонными растворами тщательно закупоривают.

Для приготовления комбинированного индикатора необходимы индикаторы метиловый красный и бромтимоловый синий. В начале готовят раствор «А»: 0,04 г метилового красного растереть в 6 мл 0,01М раствора NaOH; смесь смыть дистиллированной водой в мерную колбу на 100 мл, добавить 20 мл этилового спирта и довести водой до метки. Раствор «Б»: 0,01 г бромтимолового синего растереть с 3,7 мл 0,01М раствора NaOH, смыть в мерную колбу на 50 мл, добавить 10 мл этилового спирта и довести водой до метки. Затем оба раствора сливают вместе. Индикатор готов.

 

Таблица 23 Требуемые объемы растворов для приготовления эталонной цветной шкалы.

рН, которому соответствует эталон	FeCl3	CoCl2	CuCl3	CuSO4	Дистиллированная вода
5,0	2,80	5,25	-	-	1,95
5,2	4,00	3,85	-	-	2,15
5,4	4,70	2,60	-	-	2,70
5,6	5,55	1,65	-	-	2,80
5,8	5,85	1,35	0,05	-	2,75
6,0	5,50	1,30	0,15	-	3,05
6,2	5,50	1,40	0,25	-	2,85
6,4	5,00	1,40	0,40	-	3,20
6,6	4,20	1,40	0,70	-	3,70
6,8	3,05	1,90	1,00	0,40	3,65
7,0	2,50	1,15	1,15	1,05	3,40
7,2	1,80	2,10	1,75	1,10	3,25
7,4	3,60	2,20	1,80	1,90	2,50
7,6	1,10	2,20	2,25	2,20	2,25
7,8	1,05	2,20	2,20	3,10	1,45
8,0	1,00	2,20	2,00	4,00	0,70

Наиболее точный метод измерения рН основан на использовании электронных рН-метров или иономеров. Какое оборудование требуется для этих измерений?

1. Электронный прибор. Чаще всего аквариумисты используют выпускавшиеся ранее рН-метры, списанные из лабораторий. Это приборы марок ЛПУ-01, ЛПМ-60М, рН121, рН340 и рН673. Можно использовать иономеры, например, И-115, ЭВ-74.

2. Стеклянный электрод. Эти электроды входят в комплект рН-метров, а также выпускаются отдельно. Для аквариумистов подходят стеклянные электроды марки ЭСП-43-07, которые рассчитаны на температуру от 0 до 40 °С и позволяют проводить измерения от 0 до 12 рН.

Со стеклянным электродом надо обращаться очень осторожно: даже несильный удар по нему может вызвать образование микротрещин на стекле, из-за чего меняется электрическое сопротивление стекла и измерение становится неточным.

Стеклянный электрод надо хранить опущенным в дистиллированную воду или разбавленный раствор соляной кислоты. Если электрод подсох, его следует вымачивать в воде в течение нескольких суток (это относится и к новому электроду).

3. Хлорсеребряный электрод сравнения. Этот электрод также включается в комплект рН-метров, но может быть приобретен и отдельно (например, марки ЭВЛ-1МЗ и др.). Новый электрод заполняют насыщенным раствором хлорида калия KCl. Раствор заливают через отверстие на боковой поверхности электрода, после чего отверстие закрывается пробочкой. Заполненный электрод надо прокипятить 30-40 минут в дистиллированной воде. Подготовленный хлор — серебряный электрод хранят в растворе хлорида калия или дистиллированной воде.

4. Держатель для электродов и стаканчик для измерений. Надо взять небольшой стаканчик или баночку (40-100 мл), из пенопласта толщиной 0,5—1 см вырезать крышку, в которой просверлены отверстия для стеклянного и хлорсеребряного электродов. Когда прибор находится в нерабочем состоянии, в стаканчик (баночку) наливают дистиллированную воду, погружая в нее электроды.

Для закрепления электродов можно использовать также различные штативы или датчики, входящие в комплект некоторых рН-метров (например, датчик Д1-02).

Набор стандарт-титров для рН-метрии. Этот набор используется для приготовления буферных растворов с известными значениями рН. При помощи этих растворов, периодически проводится настройка приборов.

Подготовка рН-метра (мономера) и проведение измерений. Подготовка прибора заключается во включении питания, после чего он должен прогреться 30— 60 минут. Стеклянный электрод подключается к клемме «Изм», а хлорсеребряный электрод — к клемме «Всп», При настройке прибора по буферным растворам необходимо поместить электроды в стаканчик с раствором и установить известное значение рН, пользуясь ручками настройки. Подробнее эта операция описана в инструкции к рН-метру. Контроль рН-метра желательно проводить перед каждым измерением или серией измерений, желательно использовать буферный раствор, рН которого близок к измеряемому. Аквариумисту наиболее часто придется иметь дело с буферным раствором, содержащим дигидрофосфат калия и гидрофосфат натрия (0,025М KH₂PO₄ + 0,025М Na₂HPO₄). Этот раствор при температуре 20 °С имеет рН 6,88, а при 25 °С — 6,86.