6 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Химические свойства воды

Жесткость воды и ее определение. В природной воде всегда присутствуют соли. От содержания солей кальция и магния зависит ее жесткость. Если солей много, вода называется жесткой, если мало,— мягкой. Различают жест­кость воды временную и общую. Времен­ная зависит от содержания в воде бикар­боната кальция Са(НСО3)2 и бикарбоната магния Mg(HCO3)2. Простым кипячением эти соли разрушаются, выпадают в оса­док и жесткость воды значительно понижается. Этот осадок мы можем видеть на дне и стенках чайника, в котором часто кипятим воду. Если же вода содержит сульфаты и хлориды кальция и магния, жесткость ее назы­вается постоянной и может быть устра­нена только дистилляцией или хими­ческим путем. Общая жесткость воды равна сумме временной и постоянной жесткости. В СССР жесткость воды выражают суммой миллиграмм-эквива­лентов ионов кальция и магния, со­держащихся в 1 л воды; 1 мг-экв жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л Са или 12,16 мг/л Mg.

В других странах жесткость воды измеряется в градусах жесткости: немецких: 1°=1 г СаО в 100000 г воды, или 10 мг СаО в 1 л воды; английских: 1 гран (0,0648 г) СаСО3 в 1 галлоне (4,546 л) воды=1 г СаСО3 в 70000 г воды, или 10 мг СаСО3 в 0,7 л воды; французских: 1°=1 г СаСО3 в100000 г воды, или 10 мг СаСО3 в 1 л воды; аме­риканских: Г= 1 г СаСО3 в 10000 г воды, или 1 мг СаСО3 в 1 л воды. В аквариум­ной практике наиболее удобно выражать жесткость воды в русских и немецких градусах (Н°— DgH). Сравнение единиц измерения жесткости воды приведено в табл. 4, 5.

T_004

T_005

Анализ воды по степени жесткости может быть определен лабораторным путем. Лабораторный способ определения содержания кальция и магния в воде наиболее совершенный, так как анализ проводится современным оборудованием, в надлежащих условиях и специалиста­ми. Воду для анализа следует брать со средней глубины аквариума после тщательного перемешивания ее продувом воздуха. Для анализа необходимо не менее 250 мл воды в чистой стеклян­ной посуде.

Для определения жесткости воды в домашних условиях нужно иметь несложное лабораторное оборудование и реакти­вы. В качестве лабораторного обору­дования (рис. 12) необходимы микро­бюретка (1 шт.), измерительные градуи­рованные пипетки (2 шт.), стеклянные колбы (2 шт.), химические стаканы на 100 мл (2 шт.), мерный цилиндр (1 шт.).

Лабораторное оборудование

Лабораторное оборудование

Из реактивов используют буферный раствор, сульфид натрия (Na2S), ин­дикаторную жидкость (хромоген черный ЕТ-00), трилон Б.

Ход анализа. Посуду тщательно моют водопроводной, а затем дистилли­рованной водой. В две колбы наливают по 100 мл исследуемой воды и в каж­дую добавляют 5 мл буферного рас­твора (набирают пипеткой), 1 мл сульфи­да натрия и 5—6 капель индикаторной жидкости. Содержимое хорошо переме­шивают. Полученные растворы окра­шиваются в марганцово-розовый цвет. Затем их титруют трилоном Б, добав­ляя его в каждую колбу маленькими каплями, пока раствор не станет синим. После этого отмечают количество милли­литров трилона Б, израсходованного на титрование в каждой колбе.

Пример. На титрование раствора в первой колбе израсходовано 0,43 мл трилона Б, а во второй колбе 0,41 мл. Среднюю величину израсходованного реактива определяем по формуле V = = (V, + V2)/2= (0,43+0,41)/2= 0,42 мл. Содержание кальция и магния (общую жесткость) вычисляем по формуле Ж= = VcpN/V=0,42X0,lX 1000/100 = 0,42 мг • экв/л, где Vcp— количество трилона Б, пошедшего на титрование, мл; N — нормальность трилона; 1000 — пересчет на 1 л воды; V — объем исследуемой воды.

Для изготовления каркасных аква­риумов используется уголок из оцин­кованного железа, меди, дюраля и других металлов. В результате дли­тельной эксплуатации аквариумов возможны случаи соприкосновения воды с металлическими частями. В этом случае в воде может появиться боль­шое количество токсических веществ, приносящих вред обитателям ак­вариума, кроме того, в грунте и воде аквариума всегда присутствуют ионы различных металлов. При ведении большого аквариумного хозяйства мо­жет возникнуть необходимость в раз­дельном определении количества каль­ция и магния в воде аквариума. Для этих целей в городских, районных клубах аквариумистов или других го­сударственных учреждениях должно быть выделено отдельное помещение, оборудованное необходимыми совре­менными приборами для проведения комплексно-метрического анализа во­ды на присутствие ионов различных металлов и на раздельное определение количества кальция и магния. Комплекс­но-метрический анализ воды позволяет определить:

жесткость сырой и осветленной во­ды при отсутствии ионов меди, цинка и марганца;

жесткость воды типа конденсата и смягченной воды при отсутствии ионов цинка, меди и марганца;

жесткость воды, в которой есть ионы меди и цинка;

раздельное определение кальция и магния.

Принцип метода, необходимые реак­тивы и их приготовление, а также ход химических анализов для каждого перечисленного выше случая приво­дятся ниже.

Набор реактивов: трилон Б — 125 г; хромоген черный ЕТ-00—25 г; кислотный хромтемно-синий — 25 г; сульфат магния (фиксанал) — 5 ампул; мурексид — 10 г.

Принцип метода. Трилон Б (натриевая соль этилендиаминотетрауксусной кислоты) образует растворимые в воде внутрикомплексные соединения с катионами различных двух- и трех­валентных металлов. Они обладают различной прочностью и образуются при определенных для каждого ка­тиона значениях рН. К числу катионов, с которыми трилон Б образует комплек­сы, относятся катионы кальция, магния, меди, цинка, марганца, кадмия, никеля, двух- и трехвалентного железа, алюми­ния и др. Если в раствор, содержащий ионы одного из вышеупомянутых метал­лов, ввести индикатор, дающий непрочное цветное соединение с ионами этого металла, то при добавлении трилона Б к окрашенному раствору в эквива­лентной точке произойдет изменение окраски.

В качестве индикатора для определения кальция и магния могут быть взяты хромоген черный ЕТ-00, кислотный хромсиний К и кислотный хромтемно-синий. Для определения железа исполь­зуются индикаторы роданистый аммоний и сульфосалициловая кислота. Для опре­деления меди и кальция в качестве индикатора применяют пурпуреат аммо­ния (мурексид). Трилонометрическое оп­ределение каждого иона производится при том значении рН, при котором этот ион образует с трилоном Б соединение более прочное, чем с индикатором. Же­сткость воды определяется при рН выше 9, железо при рН 1—2, кальций с инди­катором мурексидом при рН около 12; медь может быть определена в широком интервале рН — от 3,5 до 12.

Необходимые реактивы и их приготов­ление. Для проверки качества воды, используемой для приготовления реакти­вов, необходим высококачественный дис­тиллятор, не содержащий даже следов меди. Он может быть изготовлен из жароупорного стекла. Рекомендуется пользоваться водой, перегнанной в стек­лянном аппарате или Н-катионированной. Качество дистиллированной воды ис­пытывают следующим образом: к 100 мл дистиллята прибавляют 1 мл аммиач­ного буферного раствора и 5—7 капель индикатора кислотного хромтемно-синего. Голубая с сиреневым оттенком окраска раствора указывает на чистоту воды.

Растворы трилона Б. Для приготовления растворов берут следую­щие навески: для 0,1 н.— 18,6 г трило­на Б; для 0,05 н.— 9,3 г и для 0,01 н.— 1,86 г. Отвешенное количество вещества растворяют в дистиллированной воде и фильтруют (если раствор получится мутным, объем доводят до литра). Для установки титров растворов разной нормальности берут различные объемы 0,01 н. раствора соли магния: для нормальности 0,1 —100 мл раствора соли магния; 0,05—50 и 0,01 —10 мл.

Объем взятого раствора соли магния доводят дистиллированной водой до 100 мл, добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора, 5—7 капель од­ного из хромовых индикаторов и медлен­но титруют (при интенсивном переме­шивании раствора трилона Б соответст­вующей нормальности) до отчетливого изменения цвета раствора. При уста­новке титра 0,01 н. раствора трилона Б необходимо пользоваться хромтемно-синим индикатором, как наиболее чувствительным. Поправочный коэф­фициент раствора трилона Б к данной нормальности вычисляют по формуле KTp=10KMg/a, где а — расход трилона Б на титрование, мл; К Mg — поправочный коэффициент 0,01 н. раствора соли магния (коэффициент нормальности 0,01 н. раствора КMg= 1).

Буферный раствор. 20 г хло­ристого аммония химически чистого растворяют в дистиллированной воде, до­бавляют 100 мл 25%-ного раствора аммиака и доводят до 1 л дистиллиро­ванной водой.

Растворы индикаторов — хро­моген черный ЕТ-00, кислотный хром-темно-синий 0,5 г. Один из индикаторов растворяют в 20 мл аммиачного буфер­ного раствора и доводят до 100 мл этило­вым спиртом. Раствор хромогена чер­ного ЕТ-00 следует готовить на срок не более 10 суток. Раствор мурексида готовят следующим образом. Мурексид (пурпуреат аммония) в количестве 0,03 г растворяют в 10 мл дистиллиро­ванной воды. Полученный раствор хранят в темном месте не более 4 дней. Применяют его для определения меди и кальция.

Раствор сульфата натрия — 2—5%-ный водный раствор. Хранят его в опарафиненной склянке или сосуде из плексигласа, готовят на срок не более 2 недель.

Диэтилтиокарбонат натрия готовят в виде 3%-ного водного раст­вора из перекристаллизован но го про­дукта, который перекристаллизовывают из спиртового или ацетонового раствора.

Раствор солянокислого г и д-роксиламина делают так: 1,0 г NH2•ОН•HCI растворяют в дистилли­рованной воде и объем раствора дово­дят до 100 мл.

Раствор соли магния 0,01 н. концентрации готовят растворением со­держимого ампулы фиксанала в дистилли­рованной воде, после чего доводят объем до литра (титр не устанавливают). Если фиксатор отсутствует, берут навеску на аналитических весах, равную 1,2325 г сульфата магния (MgSO4•7Н2О), по­мещают ее в мерную колбу емкостью 1 л, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до метки. Титр 0,01 н. раствора соли магния устанавли­вают или прямым весовым методом, определяя содержание магния, или кос­венным, определяя кислотность Н-катионированного раствора соли магния. По полученным данным рассчитывают коэффициент нормальности раствора соли магния.

Определение жесткости сырой и ос­ветленной воды (при отсутствии ионов меди, цинка и марганца). При жесткости воды выше 20 мг•экв/л можно произ­водить титрование пробы 0,1 н. раство­ром трилона Б. При жесткости от 0,5 до 20 мг•экв/л следует пользоваться 0,05 н. раствором трилона Б, а ниже 0,5 мг•экв/л — применять 0,01 н. раствор. К определенному, точно измеренному объе­му испытуемой прозрачной воды добавля­ют дистиллированной воды (до общего объема в 100 мл), 5 мл аммиачного буфер­ного раствора, 5—6 капель индикатора и медленно титруют раствором трилона Б, хорошо перемешивая до изменения цвета раствора.

Кислые воды должны быть предвари­тельно нейтрализованы щелочью в при­сутствии метилоранжа. Жесткость воды рассчитывают по формуле Ж=1000акн/V мг•экв/л, где V — объем пробы, взятой для титрования, мл; н — нормальность раствора трилона Б; а — число миллилит­ров раствора трилона Б, израсходован­ное на титрование данного объема пробы; к — поправочный коэффициент раствора трилона Б к данной его нормальности. Если содержание железа или алюминия в воде превышает 10 мг/л, пробу раз­бавляют дистиллированной водой (при расчете жесткости учитывают это раз­ведение).

Воду после известкования, в зависимо­сти от требований к анализу, можно отфильтровать от грубодисперсного кар­боната кальция, а затем титрованием трилоном Б определить оставшуюся после известкования жесткость воды. Для определения общей жесткости известковой воды надо разложить присутствующий карбонат кипячением ее с соляной кислотой, затем нейтра­лизовать избыток последней по метил­оранжу и титровать как обычно, трило­ном Б. Воду, имеющую температуру ниже 10—12° С, перед титрованием следует подогревать.

Определение жесткости воды типа кон­денсата и умягченной воды. Жесткость смягченных вод определяется с при­менением кислотного хромтемно-синего. К 100 мл пробы добавляют 5 мл аммиач­ного буферного раствора, 5—6 капель индикатора и медленно титруют из микробюретки 0,01 н. раствором трило­на Б до изменения цвета раствора. Жесткость рассчитывают по формуле Ж=0,1ак мг•экв/л, где к — попра­вочный коэффициент 0,01 н. раствора трилона Б; а — число миллилитров 0,01 н. раствора трилона Б, израсходо­ванное на титрование 100 мл пробы.

Определение жесткости воды, содер­жащей ионы меди и цинка. Присутствие меди в воде определяется по точке перелома цветности раствора. Наличие в воде цинка определяют следующим образом. К пробе воды, взятой для определения жесткости, прибавляют 1 мл раствора сернистого натрия, затем в обычной последовательности буферный раствор, индикатор и титруют трилоном Б. Концентрацию раствора трилона Б выбирают в зависимости от величины жесткости анализируемой воды. Расчет сохраняется прежним. Изменение окраски раствора бывает отчетливым.

Определение жесткости воды, содержа­щей ионы марганца. Присутствие мар­ганца в пробе распознается по следую­щему признаку: через некоторое время после прибавления к воде буферного раствора и индикатора цвет ее изменяется, переходя в серый, и титрование ста­новится невозможным. Определение в этом случае производят в следующем порядке: до ввода реактивов добавляют три капли раствора солянокислого гидроксиламина, затем буферный раствор, индикатор и титруют раствором трило­на Б соответствующей концентрации. Точка перехода отчетлива. Расчет ос­тается прежним, но определяемая жесткость оказывается завышенной на величину содержания марганца.

Раздельное определение кальция и магния. Ионы кальция образуют в ще­лочной среде с мурексидом соединение оранжево-розового цвета. При отсутствии ионов кальция цвет мурексида при тех же значениях рН (выше 10) лиловый. Определение возможно при содержании кальция не менее 0,03 мг•экв/л. Объем пробы для титрования и нормальность раствора трилона Б сохраняются теми же, какие были указаны в разделе «Оп­ределение жесткости сырой и осветленной воды». Устранение влияния мешающих ионов производится тем же способом, как указано выше.

При определении кальция с мурексидом восстановленный марганец не титруется трилоном Б. К определенному объему испытуемой воды, доведенному дистилля­том до 100 мл, добавляют 5 мл 2 н. раство­ра едкого натрия, 2—5 капель раствора мурексида и медленно титруют раство­ром трилона Б до изменения окраски раствора. Определение выполняют в двух пробах, причем первую после отсчета расхода трилона Б на титрование слегка перетитровывают и используют в качестве контроля при титровании второй пробы.

Содержание кальция вычисляют по формуле: Са=нка•1000/V = мг•экв/д где н — нормальность трилона Б; к — поправочный коэффициент трилона Б данной нормальности; а — число милли­литров трилона Б, израсходованного на титрование; V — объем пробы, мл.

Содержание магния вычисляют как разность между величиной общей же­сткости и величиной содержания кальция.

Смягчение воды для аквариума. Вода по степени жесткости бывает дис­тиллированная (0,8—2,3°); химически обессоленная (0,2—0,4°); подлежащая обработке (6—15°). Ориентировочные данные для приготовления воды нужной жесткости приведены в табл. 6 (таблица дает необходимые данные в том случае, если мы пользуемся водой с жесткостью 0,4°).

T_006

Пример. Жесткость водопроводной воды 6; необходимо получить воду жесткостью .3. В графе, находящейся под цифрой 6, находим данные, соот­ветствующие цифре 3 вертикального столбца. Из таблицы видно, что для получения нужной жесткости к 1 л водо­проводной воды следует добавить 1 л дис­тиллированной.

Жесткость воды можно уменьшить химическим путем, если применить в аквариуме пермутитовые .фильтры, содержащие натрий, который вступает в химическую реакцию с растворен­ными в воде солями кальция. В про­цессе фильтрации воды пермутит погло­щает соли кальция, выделяет натрий, и вода смягчается. Для повышения жесткости воды грунт для аквариумов необходимо брать с большим количеством известняка и мрамора.

Диссоциация воды. Водородный показа­тель. Одним из наименее диссоцииро­ванных веществ, образующихся при реак­циях между ионами, является вода. Чистая вода плохо проводит электри­ческий ток, но все же обладает некото­рой измеримой электропроводностью, ко­торая объясняется небольшой диссоциа­цией воды на водородные и гидроксиль­ные ионы (Н2О-Н++ОН—). Вычислен­ная по электропроводности концентра­ция ионов водорода и гидроксила в воде равна 10-7 г•ион/л при 22°С. Поскольку электролитическая диссоциа­ция обратима, она подчиняется закону действия масс. Поэтому процесс диссоциа­ции воды можно записать как [Н+] • • [ОН— ]/Н2О=К. Преобразуя это урав­нение, получим [Н+] • [ОН-] = [Н2О] К. Но степень диссоциации воды очень мала и концентрацию недиссоциированных молекул в ней, а также в лю­бом разбавленном водном растворе можно считать величиной постоянной. Из этого следует, что в правой части уравнения находятся две постоянные величины: Н2О — концентрация недиссоциированных молекул воды и К — константа диссоциации. Но произведение двух постоянных величин есть также величина постоянная. Поэтому, заменив Н2О•К новой константой, получим [Н+] • [ОН—] = КН2О. Следовательно, как бы ни изменялись концентрации ионов Н+ и ОН в воде или в разбавленном водном растворе, произведение их оста­ется величиной примерно постоян­ной. Эту величину называют ионным произведением воды. Числовое значение этой константы нетрудно найти, подставив в уравнение величины концент­рации водородных и гидроксильных ионов в воде: К = [Н+] [он]=10-7•10-7= 10. Реакцию того или иного раствора принято характеризовать только концентрацией водородных ионов, так как концентрацию ионов ОН легко вы­числить, исходя из ионного произведения воды. Допустим, что к чистой воде при­бавили кислоты и концентрация ионов Н+ достигла 10-3 г•ион/л. Тогда кон­центрация ионов ОН в растворе будет [он] = кН2О/ [н+] = 10-14/10-3= 10-11!

Наоборот, если прибавить к воде щелочи и тем повысить концентрацию гидрок­сильных ионов, например до 10-5, концентрация водородных ионов станет [н+] = 10-14/10-5= 10-9.

Следовательно, как кислотность, так и щелочность раствора можно количест­венно характеризовать концентрацией во­дородных ионов. В нейтральных раство­рах концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксильных ионов. В кислых растворах концентрация ионов Н+ больше, а в щелочных меньше. Нейтральный раствор — [Н+] = [ОН] = 10-7 г•ион/л; кислый — [Н + ]>10-7; щелочной— [Н+]<10-7 г.ион/л.

На практике среду раствора обычно характеризуют не самой концентрацией водородных ионов, а так называемым водородным показателем.

Водородный показатель, обозначаемый через рН, представляет со­бой отрицательный логарифм концентра­ции водородных ионов: рН=—lg[H+]. Например, если концентрация водородных ионов [Н+] = 10-5 г•ион/л, то рН=5, если [Н+] = 10-9 г•ион/л, то рН=9, и т. д.

Очевидно, что нейтральные растворы имеют рН= 7, в кислых растворах рН<7, а в щелочных рН;>7. В аквариумной практике вода, соответствующая рН 2—3, считается сильно окисленной; 3—5 — кислой; 5—6 — слабокислой; 6—7 — очень слабокислой; 7 — нейтральной; 7—8 — очень слабощелочной; 8—9 — слабощелочной; 9—10 — щелочной; 10— 14 — сильно щелочной.

Измерение рН в домашних условиях можно рекомендовать простым спосо­бом. Его принцип основан на цветной цифровой шкале; точность измерения до 0,1 ед. Возможно измерение рН с помощью бумажных индикаторов, про­питанных составом из органических кра­сителей; точность измерения — до 0,3 ед.

Для кружков и клубов аквариумистов, имеющих специальные лаборатории, где при измерении рН требуются высокие точности и имеет значение экономия времени на измерениях, можно реко­мендовать лабораторный многопредель­ный измеритель ЛПУ-01 с датчиком ДЛ-01, предназначенным для определения активности ионов водорода в водных растворах. Принцип измерения величины рН с помощью измерителя ЛПУ-01 заключается в следующем.

Для определения величины рН исполь­зуется электродная система со стек­лянным электродом, электродвижущая сила которого зависит от активности ионов водорода в растворе. Схема такой электродной системы показана на рис. 13. Стеклянный электрод пред­ставляет собой трубку с напаянным на конус полым шариком из литиевого электродного стекла. При погружении электрода в раствор между поверхно­стью шарика и раствором происходит обмен ионами, в результате которого ионы лития в поверхностных слоях стекла замещаются ионами водорода, и стеклянный электрод приобретает свойства водородного электрода. Между поверхностью стекла и контролируе­мым раствором возникает разность по­тенциалов Ех, величина которой опреде­ляется активностью ионов водорода в растворе по формуле:

F_001

где R — универсальная газовая постоян­ная, равная 8,315Х 107 эрг/°С моль; Т — температура раствора, К; F — 96500 кулон/г•экв (число Фарадея); ан — активность ионов водорода в раст­воре.

Схема электродной системы рН-метра

Схема электродной системы рН-метра

Подготовку к работе измерителя ЛПУ-01 и определение активной реак­ции воды производят согласно прилагае­мой к прибору инструкции по эксплуа­тации.

После тщательной промывки аквариума и грунта обычной водопроводной водой воду в аквариуме подкисляют. Для этого в нее добавляют вываренный торф, ивовый корень, ольховые шишки и другие кислые вещества. Применение химических кислот не рекомендуется. В аквариуме, простоявшем более года без полной смены воды и промывки грунта, вода имеет слабокислую или очень слабокислую реакцию. Большинство же растений успешно произрастают лишь при нейтральной рН или близкой к ней.

Кислород. Важным условием жизни водных растений является кислород. Недостаток в воде кислорода может при­вести к болезням или гибели растений. Недостаток кислорода в аквариуме на­блюдается при плохом освещении аква­риума в зимнее время или летом в пло­хую погоду. Чтобы устранить это небла­гоприятное явление, необходимо равно­мерно обогащать воду воздухом с по­мощью компрессора или создать циркуля­цию воды в аквариуме с помощью помпы. В некоторых случаях необходимо ча­стично очистить и удалить гниющие вещества, которые расходуют кислород. Даже процесс смены воды в аквариуме обогащает ее кислородом. При содержа­нии в аквариуме рыб и растений из про­точных водоемов, расположенных в сред­ней географической полосе, сильный продув воды воздухом особенно не­обходим.

Углекислый газ. Углекислота в воде образуется за счет дыхания рыб и расте­ний, разложения органических веществ, которое увеличивается с повышением температуры воды. Кроме того, в воде растворяется углекислый газ воздуха. Углерод, содержащийся в углекислоте, прекрасно усваивается растениями и идет на построение их тканей. Количество углекислого газа в воде непостоянно и зависит от времени суток: днем умень­шается, в ночное время увеличивается. В зимние месяцы среднесуточное содер­жание углекислого газа в воде больше, чем в летние. Его количество зависит от размера аквариумных рыб, видов и количества растений, а также от правиль­ного ухода за аквариумом.

В аквариуме, где годами не промывался грунт, может образоваться большое ко­личество сероводорода, который очень ядовит. Присутствие сероводорода определяют по резкому неприятному запаху. В таких случаях требуется чистка аквариума.

Значение химических свойств воды для аквариума. В аквариуме постоянно происходит обмен газов. Присутствие кислорода и углерода в необходимых количествах является важным условием для жизни рыб, растений и микроор­ганизмов. Но количество этих важных элементов необходимо регулировать.

Очень важно знать, что при изменении содержания в воде кислорода и углекисло­го газа изменяется ее активная реакция. При увеличении содержания кислорода и уменьшении углекислого газа происходит увеличение рН и наоборот. Величина рН влияет на все биологические и био­химические процессы, протекающие в аквариуме. Следует отметить, что свежая дистиллированная вода содержит в 10 раз больше углекислого газа. Пока­затель рН такой воды может быть 5,5 и ниже. На воздухе этот избыток угле­кислого газа удаляется из воды очень медленно. Равновесия с углекислым газом воздуха можно достичь, если оставить такую дистиллированную воду на 1,5—2 недели в открытом сосуде (но защищен­ном от пыли). За это время рН ее резко повысится. Вот почему нельзя помещать рыб и растения в только что приготов­ленную дистиллированную воду.

Резкое изменение рН воды живые организмы переносят очень болезненно: нарушается обмен веществ, что часто приводит их к гибели. Необходимо помнить, что в пресных стоячих водах и в обычной аквариумной воде суще­ствует определенная зависимость между кислотностью и жесткостью воды. Если вода мягкая, она слабокислая, что объясняется отсутствием углекислых солей кальция и магния и присутствием гуминовых кислот. Если же вода жесткая, она, как правило, щелочная. При приготовлении воды для аквариума аквариумист, используя различные спо­собы, может создать искусственно жесткую воду с низким рН.

Физические свойства воды

Температура. Температурный режим воды в аквариуме зависит от географиче­ского места расположения водоема, в котором произрастали взятые для аквариума растения. Солнечный свет, проникая в воду, повышает ее температу­ру, поэтому чем больше света, тем теп­лее вода. Способность проводить тепло у воды невелика, но все же слои воды в природных водоемах перемеши­ваются и температура воды выравнивает­ся. В глубоких водоемах между верхни­ми и нижними слоями существует значительная разница в температуре, но она относительно постоянна, не имеет резких скачков и меняется плавно. К таким плавным изменениям темпера­туры приспособлены животные и расти­тельные организмы.

Перепад температуры воды в аквариу­ме — явление нежелательное, а резкие температурные колебания вообще недо­пустимы, поэтому воду нужно все время перемешивать при помощи аэрации или искусственного потока. Небольшое изменение температуры воды, на 2—4°С, в зависимости от времени суток, допус­тимо для растений.

Вода в аквариуме не должна под­вергаться большим температурным ко­лебаниям. Обычно температурные коле­бания наблюдаются, если аквариум установлен в непосредственной близости от окна или на подоконнике. Особенно опасно, если окно обращено в сторону юга. Значительные отклонения от опти­мальных температурных условий и резкое изменение температуры выше допусти­мых пределов приводят к ослаблению жизненных функций растений. Исключе­нием могут быть растения, живущие в водах с резкими колебаниями тем­пературы, так как в этом случае расте­ния приспособлены к ним.

Для развития наземных растений наиболее благоприятной температурой является высшая для определенного географического района, а для водных растений это не всегда справедливо. Указанное явление можно объяснить тем, что с повышением температуры растворимость газов в воде значительно уменьшается, следовательно, кислорода и углекислоты некоторым растениям не хватает, что отрицательно сказывается на их развитии. Этим можно объяс­нить развитие многих водорослей весной и исчезновение их летом, а также вто­ричное появление их осенью. Постоян­ство температуры в аквариуме обес­печивается с помощью терморегулятора.

Прозрачность, цветность и запах воды. Вода из водопровода, предназначен­ная для заливки в аквариум, прозрач­на и бесцветна. После заливки воды и соприкосновения ее с грунтом, расте­ниями и животными в ней начинают развиваться бактерии и происходить сложные процессы. Она становится нежно-голубой, затем беловато-мутной, а через несколько дней, иногда и недель после установившегося выровненного режима — прозрачной с голубоватым от­тенком. После этого аквариум подго­товлен к заселению рыбами и растениями.

Растения, рыбы и другие обитатели аквариума меняют химические и физиче­ские свойства воды. Природу этого изменения точно еще не знают, но легко убедиться в том, что такая вода бла­гоприятно действует на рыб, предотвра­щает их заболевания, способствует нормальному развитию растений. Такую воду аквариумисты называют старой. Она прозрачная, с желтоватым оттен­ком. Биологические преимущества «ста­рой воды» полностью сохраняются при смене 1/5 ее объема раз в неделю.

В аквариуме, залитом свежей водой, появляется бактериальная муть, которая со временем исчезает. Помутнение воды может быть вызвано примене­нием глинистого песка, развитием микроскопических водорослей, резуль­татом роющей деятельности некоторых видов рыб. Цветность воды зависит в основном от ее составных частей. Она может быть зеленой, голубой, голубо­вато-зеленой, белесой, коричневой и дру­гих цветов.

В хорошо устроенном и засаженном растениями аквариуме вода приобретает специфический запах. Если отлить 1/5 объема воды из такого аквариума и добавить часть свежей, то спустя несколько часов, наклонившись над ее поверхно­стью, можно почувствовать запах свежей травы. Ничем другим вода в аквариуме пахнуть не должна. Это наилучший способ проверки качества воды в аква­риуме. Если вода имеет затхлый аммиач­ный запах, это указывает на неблаго­приятные условия в аквариуме. В этих случаях требуется полная смена воды и промывка грунта. Можно проверить прозрачность воды визуально. По степени прозрачности вода может быть охарак­теризована как «прозрачная», «незначи­тельная муть», «при отстаивании муть оседает» или «не оседает». Для харак­теристики прозрачности применяют пло­скодонный цилиндр с градуировкой, расположенный на подставке высотой 40 см. Снизу подкладывают стандартный текст и в цилиндр наливают воду до тех пор, пока можно читать текст. Затем подливают воду и снова снижают ее уровень, пока текст опять не станет разборчивым. Выраженная в сантимет­рах высота столба воды, при котором можно читать текст, и характеризует прозрачность.

Давление воды. Вода давит не только на стенки аквариума, но и на любое тело, в том числе на живой организм, на­ходящийся в ее толще. Рыбы и другие водные животные и растения прекрасно приспособлены к этому давлению. Ткани растений наполнены водой, вода снаружи давит на воду внутри тканей и давление уравновешивается. Чем глубже от по­верхности воды находится живой орга­низм, тем большее давление он испыты­вает, а следовательно, тем большее внут­реннее «противодавление» он должен иметь, иначе вода его раздавит. Соот­ветственно своим жизненным потреб­ностям водные организмы выбирают для обитания именно тот слой воды, который им нужен.

В аквариумной практике приходится пользоваться водопроводной или колодез­ной водой, которая по своим свойствам очень разнообразна. Соприкасаясь с грун­том, растениями, рыбой, с продуктами гниения и щелочноземельными элемента­ми, вода приобретает новые свойства. В аквариуме вода должна быть свободна от примесей любых металлов, не должна содержать большого количества солей магния, кальция и никаких других составных частей, вредных для обитателей аквариума.

В сельской местности часто при­ходится пользоваться колодезной, речной и озерной водой. До заливки воды в ак­вариум ее необходимо нагреть до тем­пературы 70° С, тем самым частично освободить ее от нежелательных микроор­ганизмов. Водопроводную воду необ­ходимо отстаивать в неметаллической посуде в течение нескольких дней, так как в ней имеются дезинфицирующие вещества. Применение воды из пруда не рекомендуется. Дождевая и снеговая вода (вблизи города) также непригодна, так как содержит большое количество вредных веществ в твердом, жидком и газообразном состоянии. В сельской местности применение такой воды возможно, но она должна быть отфильт­рована от пыли и других веществ.

При подготовке аквариума для заливки водой в него должен быть внесен грунт, подготовлены растения для посадки. Желательно часть грунта и воды взять из другого аквариума, если такая воз­можность имеется. Тем самым будут внесены нужные микроорганизмы и ускорен процесс восстановления режима аква­риума.

После указанной подготовки можно приступить к заливке аквариума водой. Воду наливают сначала на переверну­тую тарелку до уровня 10—15 см, после чего сажают растения. После этого аквариум заполняют водой до уровня 3—5 см от его верхней кромки. В первые дни после заливки в аквариуме бурно идут химические и биологические про­цессы (об этом свидетельствует по­мутнение воды). Полностью меняют воду в аквариуме в исключительных случаях: при занесении патогенных микроорганизмов, появлении грибковой слизи, бурном «цветении» воды, не прекращающемся при временном затемне­нии аквариума, и при загрязненности грунта. От полной смены воды расте­ния страдают: происходит обесцвечи­вание и преждевременное отмирание листьев. Если аквариум правильно за­селен, растения, рыбы и бактерии могут заменить хороший фильтр.

Для очистки воды от помутнения хорошо применять дафний, маленьких головастиков или небольшое количество поваренной соли.