ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Жесткость. Термин «жесткость» определяет свойства, которые придают воде растворенные в ней соли кальция и магния. Кальций и магний в воде связаны в соли с анионами различных неорганических кислот. Та жесткость, которая характеризует собой количество солей кальция и магния, связанных с углекислотой, называется карбонатной.

Общую жесткость подразделяют на постоянную и устранимую. Устранимой (или временной) именуют ту жесткость, которая соответствует количеству карбонатов кальция и магния, выпадающему в осадок при кипячении воды. Оставшееся количество этих элементов составляет постоянную жесткость.

Жесткость воды естественных водоемов колеблется в очень широких пределах. Мягкой обычно бывает вода в водоемах, питаемых атмосферными осадками, в тех случаях, когда грунт в них лишен солей, содержащих кальций, а также в болотах с водой, обладающей кислой реакцией (особенно торфяных, расположенных на возвышенностях). Высокая жесткость воды характерна для большинства грунтовых вод, а также для водоемов с грунтом из пород, содержащих кальций.

В большинстве водоемов наблюдаются резкие сезонные изменения жесткости. Так, в средней полосе к концу зимы жесткость воды обычно повышается, а после таяния снега резко снижается; летом во время «цветения» водоемов жесткость также значительно снижается.

Наблюдается и географическая разница в жесткости воды, объясняющаяся химическим составом материнских пород; в Ленинграде, например, вода отличается большой мягкостью» (2 - 3°), в Москве вода более жесткая (4 - 12° в зависимости от сезона и района), а в Одессе - жесткая (12° и выше).

Жесткость воды имеет очень большое значение в жизни рыб. С одной стороны, соли магния и в особенности кальция совершенно необходимы для построения скелета и всего организма рыб, с другой стороны, для нормального развития половых продуктов и нормальной жизнедеятельности рыб необходима определенная жесткость, и именно в тех пределах, которые свойственны водоемам родины того или иного вида рыб.

Согласно ГОСТу, жесткость воды выражают в миллиграмм-эквивалентах кальция или магния на 1 л воды. 1 мг же жесткости соответствует содержанию 20,04 мг/л кальция или 12,16 мг/л магния. Однако в практике промыслового и аквариумного рыбоводства жесткость обычно выражают в градусах. Русский и немецкий градусы равны 0,35663 мг-экв/л, французский - 0,19982, английский - 0,28483, американский - 0,01998 ме-экв/л.

В аквариумной практике принято употреблять следующие обозначения: 0 - 4 русских градуса - очень мягкая вода, 4 - 8° - мягкая, 8 - 12° - вода средней жесткости, 12 - 18° - жесткая, 18 - 30° - очень жесткая, сверх 30 русских градусов - исключительно жесткая вода.

Определение общей жесткости с помощью трилона Б. Этот метод отличается простотой и требует значительно меньше времени, чем обычные объемные или весовые методы определения содержания кальция и магния. С помощью трилона Б определяется сумма кальция и магния, а затем (если есть необходимость) производится определение содержания одного кальция или магния.

Трилон Б представляет собой натриевую соль этилен-диаминотетрауксусной кислоты в виде мелкого порошка белого цвета. Это соединение образует с ионами кальция и магния прочные комплексы. Если в воду, содержащую растворенные кальций и магний, добавить индикатор, дающий окраску с этими ионами, а затем титровать из бюретки трилоном Б, то произойдет изменение окраски раствора (рис. 65). По количеству пошедшего на титрование трилона Б можно рассчитать содержание кальция и магния.

Рис. 65. Бюретка и микробюретка для титрования

Метод применим для определения жесткости воды, содержащей не более 0,5 мг-ЭКв/л кальция и магния. Московская водопроводная вода имеет в различных районах города жесткость, колеблющуюся в пределах от 2,25 до 4,5 мг-экв/л, так что в данном случае пробу воды более 100 мл брать не рекомендуется.

В качестве индикатора при титровании употребляется эрио-хром черный Т. Необходимо учитывать, что индикатор меняет свою окраску не только от изменения концентрации ионов кальция и магния, но и от рН раствора, поэтому в титруемый раствор добавляют буферную смесь (NH4OH+NH4C1), поддерживающую рН около 10.