АКТИВНАЯ РЕАКЦИЯ ВОДЫ (рН)

Методические указания

По гидрохимическим исследованиям проб воды

Из рыбохозяйственных водоёмов.

Минск 2007 г.

РАЗРАБОТЧИКИ:

Ловшенко Е.Э., Граблюк В.В.

Государственное учреждение «Белорусский государственный ветеринарный центр»

Отдел паразитологии и болезней рыб.

Данные методики составлены на основе «Методик гидрохимических исследований проб из рыбохозяйственных водоёмов» от 20.10.1983 г.

ПОДГОТОВКА ПРОБ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Отбор проб. Отбор проб воды – важная часть её анализа, необходимое условие правильности получаемых результатов. Ошибки, возникающие вследствие неправильного отбора пробы, в дальнейшем исправить нельзя.

При отборе пробы следует учитывать многие обстоятельства, поэтому выбирать способ отбора проб и проводить взятие должны опытные, квалифицированные работники, лучше всего те, которые несут ответственность за анализ и оценку его результатов.

Плановый полный общий гидрохимический анализ воды водоёма проводят 2 раза в год, вынужденный – при подозрении на резкое изменение гидрохимического режима, а также в случае гибели рыб.

В прудовом хозяйстве пробы обязательно берут у источника и водостока; если разница в составе воды значительная, пробы берут ещё в нескольких местах.

Для других категорий рыбохозяйственных водоёмов условия, которые соблюдаются при отборе проб, настолько разнообразны, что нельзя дать подробных рекомендаций для всех случаев. Подробности в каждом случае уточняют в соответствии с местными условиями.

Обязательно указывают время взятия пробы (час суток), место (план места, расстояние от берега, глубина и т.п.), метеорологические условия в день взятия и накануне, температуру воды и воздуха в момент взятия.

Консервирование проб. Консервирование пробы воды преследует цель сохранения компонентов, определяемых в воде, и её свойств в том состоянии, в котором они находились в момент взятия пробы. Консервирование необходимо особенно в тех случаях, когда определяемый компонент подвергается изменениям и когда определение нельзя провести сразу же на месте отбора пробы или в тот же день в лаборатории.

Таблица 1

Консервирование проб воды

АКТИВНАЯ РЕАКЦИЯ ВОДЫ (рН)

Небольшая часть молекул воды диссоциированна на водородные и гидроксильные ионы. В химически чистой воде молярные концентрации этих ионов равны и составляют при 25⁰С 10^-7моль/л. Таким образом, произведение обеих концентраций равно 10^-14. Оно сохраняется постоянным и в присутствии веществ, при диссоциации которых образуются водородные и гидроксильные ионы. Поэтому вполне достаточно определить концентрацию одного из них. Практически определяют концентрацию водородных ионов.

Поскольку концентрация водородных ионов может иметь самое различное значение и различаться на несколько порядков, принято выражать её величиной рН, представляющей собой десятичный логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком:

(Н⁺) = 10^-рН , рН = -lg(Н⁺).

Концентрацию водородных ионов определяют в интервале от 1 до 10^-14 мг-экв./л, что соответствует рН от 0 до 14. Величина рН 7 соответствует нейтральному состоянию раствора, меньшие её значения – кислотному, а более высокие – щелочному.

Величину рН определяют колориметрическим или электрометрическим методом, измеряя потенциал, возникающий на измерительном электроде. Наиболее точный из этих методов электрометрический. Но в зависимости от условий можно пользоваться и колориметрическим методом.

Ориентировочные определения отличаются быстротой, но не дают точных результатов и используются для предварительной оценки. Электрометрический метод предназначен для наиболее точного определения рН, а также для тех случаев, когда колориметрический метод не может быть применен вследствие мешающих влияний.

В результате происходящих в воде реакций рН часто изменяется, поэтому рекомендуется проводить определение немедленно после отбора пробы. Если это невыполнимо, следует доставлять пробу к месту анализа в особой бутыли, наполненной по способу, описанному для определения кислорода, предохраняя пробу от нагревания. Исследование проводят в кратчайший срок.

Колориметрическое определение рН. Определение проводят по цвету кислотно-основного индикатора, добавляемого в пробу в виде раствора или зафиксированного на индикаторной бумажке. Возникающую окраску индикатора сравнивают с окраской стандарта.

Ориентировочное определение. Пользуются универсальным смешанным индикатором со шкалой сравнения, а при анализе сильно загрязнённых вод – индикаторными бумажками.

Реактивы. Универсальный индикатор со шкалой сравнения. Набор индикаторных бумажек для определения рН.

Ход определения, в том числе и устранение мешающих влияний, описан в инструкции , обычно прилагаемой к набору индикаторов. Цветные шкалы состоят из ряда образцов, окраска которых (растворов или бумажек) соответствует разным значениям рН, отличающимся друг от друга не более чем на 0,2. Промежуточные оттенки устанавливаются ориентировочно. Результаты выражают в десятых долях рН и считают приближёнными.

Электрометрическое определение рН на лабораторном рН-метре (потенциометре) основано на том, что изменение значения рН на единицу в определённой области рН вызывает изменение потенциала электрода на определённую величину при 20⁰С. Пределы линейной зависимости потенциала электрода от рН обусловлены свойствами стеклянного электрода.

Результат определения зависит от температуры пробы. Влияние температуры компенсируется специальным устройством, вмонтированным в прибор. Если такого прибора нет, пробу можно нагреть или охладить до требуемой температуры (20⁰С). Если температура пробы значительно отличается от 20⁰С и не приведена к 20⁰С, её нужно указать при записи результатов определения.

Электрометрическому определению не мешает окраска, мутность, взвесь, свободный хлор, присутствие окисляющих или восстанавливающихся веществ или повышенное содержание солей в пробе. Некоторые помехи возникают при повышенном содержании солей натрия и при рН больше 10. В таких случаях пользуются специальным электродом или же вводят поправки, указанные в инструкции, приложенной к электроду.

Точность электрометрического определения снижается при пользовании загрязнёнными электродами. Для исследования сильно загрязнённых проб следует иметь отдельный электрод, применяемый только для этой цели. Если возникает необходимость обезжирить электрод, пользуются куском тонкой материи, смоченной эфиром или раствором синтетического моющего вещества. Затем несколько раз промывают электрод дистиллированной водой и вытирают каждый раз для удаления обезжиривающего вещества. При необходимости электрод регенерируют, погружая на 2 часа в 2%-ый раствор соляной кислоты и тщательно промывают дистиллированной водой. В нерабочее время электрод хранят в дистиллированной воде.

Перед началом измерения электрод промывают дистиллированной водой, затем исследуемой водой и лишь после этого погружают в анализируемую пробу, которую тщательно перемешивают, чтобы её состав непосредственно у поверхности электрода соответствовал общему составу. Температуру пробы перед определением не измеряют. Одновременно с электродами в пробу погружают промытый в пробе термометр для определения температуры во время измерения и для внесения необходимых поправок. Измеряемую величину потенциала стеклянного электрода отсчитывают в милливольтах или в единицах рН. Метод измерения обусловлен типом применяемого прибора и указывается в приложенных к нему инструкциях.

Калибровочная кривая. Если прибор имеет только милливольтовую шкалу, измерительные электроды калибруют по буферным растворам с известным значением рН. Для этого строят график зависимости найденных величин потенциалов от значений рН буферных растворов.

Округление результатов. Полученные результаты обычно округляют до 0,05-0,1 единицы рН, в зависимости от типа применяемого прибора, указав при записи, что измерения проводились электрометрическим методом.