Как определить жесткость воды в аквариуме?

В общем и целом с Вами согласен, так как учился в Ивановском ХимТехе и имею представление о поведении различных органических и неорганических веществ в водных растворах. Но никто из аквариумистов напрямую или косвенно не имеет дело с солями стронция и бария, а также с "парой десятков металлов", поэтому согласно существующих стандартов все мы - аквариумисты - при работе с жёсткостью воды имеем ввиду соли кальция и магния.

)))) Понятия не имею!))))
Прибор этот - TDS метр, а дает показания в ррн. Но показания пишуться..."значение tds - 325ррн " (к примеру)
На каком-то сайтике вычитала, что если разделить показания на 17,8, то получится показание в привычных немецких гадусах...

"СОГЛАСОВАНО" "УТВЕРЖДАЮ"
Министр охраны Директор ВНИИРасходометрии
окружающей среды и Госстандарта России
природных ресурсов В.П.ИВАНОВ
А.И.ЩЕПОВСКИХ 10.01.1994
31.01.1994


МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ


УСКОРЕННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ,
СТОЧНЫХ ВОД И ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ ПО
ДАННЫМ ОБ ИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ


РС СОП РТ 002-1-003-94


Казань - 1995


РАЗРАБОТАНЫ: ЦСИАК Министерства охраны окружающей среды
и природных ресурсов РТ;


Экологический факультет Казанского
государственного университета;


Казанский государственный институт
усовершенствования врачей.


ИСПОЛНИТЕЛИ: Доц. Ю.Н.Почкин;
Доц. Л.М.Климовицкая;
Проф. В.З.Латыпова;
К.х.н. О.Г.Яковлева;
К.х.н. Д.А.Семанов.


РЕЦЕНЗЕНТЫ: Проф. КГУ Н.А.Улахович;
Доц. КГТУ (КХТИ) М.И.Евгеньев.

Дата введения 1994.02.01


Методические рекомендации устанавливают порядок проведения ускоренного контроля качества дистиллированной воды, расчета общей минерализации, ионной силы, жесткости и оценки содержания сульфат-ионов в природных и сточных водах по величине их удельной электропроводности.
Предназначены для повседневного использования в работе лабораторий государственного и ведомственного экологического контроля качества вод и для слушателей, обучающихся в системе подготовки и повышения квалификации по специализации "Экологический мониторинг (контроль)".


ВВЕДЕНИЕ


Данные методические рекомендации устанавливают порядок проведения ускоренного контроля качества дистиллированной воды, расчета общей минерализации, ионной силы, жесткости и определения содержания сульфат-ионов в природных и сточных водах по величине удельной электропроводности как обобщенного показателя их качества.
Электропроводность раствора является сложной функцией величин электропроводности отдельных составляющих электролита, она характеризует суммарную величину ионного состава воды, т.е. ее общую минерализацию. Поэтому величина удельной электропроводности может служить одним из информативно-вспомогательных показателей воды. По данным измерения удельной электропроводности возможен расчет общей минерализации, величины сухого остатка, содержания сульфат-ионов, величины общей жесткости, ионной силы раствора и ряда других гидрохимических показателей.
Определение электропроводности является незаменимым приемом при изучении струйности рек, т.е. при установлении неоднородности химического состава вод, обусловленной впадением притоков, спуском стоков загрязненных вод и т.д.
В лабораторных условиях по величине электропроводности можно легко контролировать качество дистиллированной воды.
Величина удельной электропроводности сохраняется неизменной в пределах допускаемой погрешности (10%) при наличии в природных и сточных водах различных по природе органических соединений (до 150 мг/дм) и взвешенных веществ (до 500 мг/дм3).
Определение электропроводности (L) воды сводится к измерению обратной ее величины - сопротивления (R), которое вода оказывает приходящему через нее току. Таким образом, L= 1:R, и поэтому величина электропроводности выражается в обратных Омах, а по современной классификации СИ - в Сименсах (См).
Для измерения удельной электропроводности (кси) могут быть использованы любые кондуктометры с диапазоном от 1*10(-6) См/см до 10*10(-2) См/см.
Значения содержания ингредиентов и некоторых гидрохимических показателей обычно даются в размерности мг-экв/дм.куб, традиционно используемой в гидрохимии и справочной литературе; они численно равны значениям, выраженным в соответствии с Международной системой единиц СИ в молях или миллимолях эквивалента на дм.куб. воды.


1. ПОЛУЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ


1.1. НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА


В лабораториях по контролю качества природных и сточных вод дистиллированная вода является основным растворителем для приготовления реактивов, разбавителем исследуемых проб, экстрагентом, а также используется для ополаскивания лабораторной посуды. Поэтому для успешной работы любой химико-аналитической лаборатории наряду с выполнением таких условий, как высокая квалификация специалистов, наличие точных поверенных приборов, использование реактивов требуемой степени чистоты, стандартных образцов и стандартной мерной посуды, большое внимание должно быть уделено качеству дистиллированной воды [14], которая по своим физико-химическим показателям должна соответствовать требованиям ГОСТ 6709- 72 [1] (см. таблицу).


Таблица


НОРМАТИВЫ
КАЧЕСТВА ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ ПО [1]


-------------------------------------T---------------------------¬
¦ Наименование показателей ¦Нормы в мг/дм.куб не более ¦
+------------------------------------+---------------------------+
¦1. рН ¦ 5,4-6,6 ¦
¦2. Вещества, восстанавливающие КМnО4¦ 0,08 ¦
¦3. Остаток после выпаривания ¦ 5,0 ¦
¦4. Остаток после прокаливания ¦ 1,0 ¦
¦5. Аммиак и соли аммония ¦ 0,02 ¦
¦6. Нитраты ¦ 0,20 ¦
¦7. Сульфаты ¦ 0,50 ¦
¦8. Хлориды ¦ 0,02 ¦
¦9. Алюминий ¦ 0,05 ¦
¦10. Железо ¦ 0,05 ¦
¦11. Кальций ¦ 0,80 ¦
¦12. Медь ¦ 0,02 ¦
¦13. Свинец ¦ 0,05 ¦
¦14. Цинк ¦ 0,20 ¦
¦15. Удельная электропроводность при ¦ ¦
¦ 20 град. С ¦ не более 5*10(-6) См/см ¦
L------------------------------------+----------------------------


Если все показатели соответствуют установленным нормам, то дистиллированная вода пригодна для использования в лабораторных исследованиях, и ее качество не повлияет на метрологические характеристики выполняемых в лаборатории анализов. Нормативы периодичности проведения контроля качества дистиллированной воды не установлены.


1.2. ПОЛУЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА


Дистиллированную воду получают в дистилляторах различных марок. Дистиллятор устанавливают в отдельном помещении, воздух которого не должен содержать вещества, легко поглощаемые водой (пары аммиака, соляной кислоты и др.). При первоначальном пуске или при пуске дистиллятора после длительной консервации пользование дистиллированной водой разрешается только после 40 часов работы дистиллятора и после проверки качества получаемой воды в соответствии с требованиями ГОСТ [1].
В зависимости от состава исходной воды может быть получена дистиллированная вода различного качества.
При высоком содержании в воде солей кальция и магния на поверхности нагревательных элементов, внутренних стенках парообразователя и холодильной камеры образуется накипь, в результате чего ухудшаются условия теплообмена, приводящие к снижению производительности и сокращению срока службы дистиллятора. В целях умягчения исходной воды и уменьшения образования накипи аппарат целесообразно эксплуатировать в комплексе с противонакипным магнитным устройством или химическим водоподготовителем (на основе ионообменных смол в натриевой форме), например марки КУ-2-8чс.
Вопрос о сроках проведения периодической профилактической промывки дистиллятора и очистки от накипи решается опытным путем, руководствуясь при этом данными о качестве дистиллированной воды при периодическом контроле [14]. После очистки и промывки дистиллятора дистиллированная вода вновь анализируется по всем показателям согласно ГОСТ [1].
Все результаты анализов воды следует вносить в журнал, где одновременно необходимо отражать режим работы дистиллятора. Анализ полученных результатов позволит установить для каждой исходной воды свой режим работы аппарата: период эксплуатации, срок его отключения для проведения профилактической чистки, мойки, промывки и т.д.
Если в качестве исходной воды используется вода с высоким содержанием органических веществ, то часть их может перейти с отгоном в дистиллят и повысить контрольную величину окисляемости. Поэтому ГОСТ [1] предусматривает определение содержания органических веществ, восстанавливающих марганцовокислый калий.
Для освобождения перегоняемой воды от органических примесей и улучшения качества дистиллята рекомендуется использовать химические водоподготовители с гранулированным сорбентом из березового активированного угля или с макропористым гранулированным анионитом марки АВ-17-10П.
При обнаружении в дистиллированной воде веществ, восстанавливающих перманганат калия в концентрации более 0,08 мг/дм необходимо провести вторичную перегонку дистиллята с добавлением в него перед отгоном раствора 1% КМnО4, из расчета 2.5 см.куб на 1 дм воды. Общая затрата времени на контроль качества дистиллированной воды по всем 14 показателям, указанным в таблице, составляет 11 часов рабочего времени аналитика (65 лабораторных единиц [2]). Определение удельной электропроводности воды выгодно отличается по временным затратам от традиционного химического анализа при определении отдельных показателей, т.к. затрата времени на ее определение составляет не более 1 лабораторной единицы (10 минут) и рекомендуется как экспресс - метод при контроле качества дистиллированной воды.
По величине удельной электропроводности можно обобщенно охарактеризовать всю сумму составляющих остаточного количества минеральных веществ (в том числе нитраты, сульфаты, хлориды, алюминий, железо, медь, аммиак, кальций, цинк, свинец).
При необходимости получения экспрессных сведений о содержании в воде сульфат-ионов последнее может быть рассчитано по величине удельной электропроводности и содержанию гидрокарбонат- и хлорид-ионов [3, 4] (см. раздел 2).
Согласно ГОСТ [1] результат намерения величины дистиллированной воды выражается при 20 град. С


1.3. УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ


Дистиллированная вода для лабораторных исследований должна быть свежеперегнанной. При необходимости воду можно хранить в герметически закрытых полиэтиленовых или фторопластовых бутылях. Для предотвращения поглощения из воздуха углекислоты бутыли с дистиллированной водой должны быть закрыты пробками с хлоркальциевыми трубками. Безаммиачная вода хранится в бутыли, закрытой пробкой с "гуськом", содержащим раствор серной кислоты.


2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СУЛЬФАТ-ИОНОВ


Сульфат-ионы относятся к числу главных ионов природных вод [5] и присутствуют практически в любых типах вод. Особенно высоко содержание этих ионов в некоторых водах многих производств. Сульфат-ионы обуславливают величину минерализации и так называемую "некарбонатную" жесткость воды.
Содержание сульфат-ионов определяется с использованием комплекснометрического и гравиметрического методов [6-8], однако эти методы длительны, трудоемки, энергоемки. Согласно [2] на проведение одного анализа требуется времени от 120 до 150 минут, на расчет же по данным измерения электропроводности требуется не более 10 минут.
Расчет содержания сульфат-ионов ([SO4(2-)], мг-экв/дм.куб проводится, если известно содержание хлорид- и гидрокарбонат-ионов ([Сl-] [НСО(3-)], мг-экв/дм.куб, по формуле (1) [3]:


6
(кси)*10 - ([Cl-]*(лямбда)Cl- + [HSO3-]*(лямбда) НСО3-)
[SO4(2-)] = ------------------------------------------------------
(лямбда)SO4(2-)


где (лямбда)Cl-, (лямбда)НСО3, (лямбда)SO4(2-) групповые значения эквивалентной электропроводности хлорид-, гидрокарбонат- и сульфат-ионов (Приложение 1). Для нахождения величин (лямбда) принимается, в первом приближении, что число мг-экв/дм.куб. всех солей в пробе равняется (кси)10(4) См/см или же сумме мг-экв/дм.куб. хлоридов и гидрокарбонатов, если эта сумма больше, чем (кси)10(4). При определенном таким образом приближенном содержании солей в пробе (в мг-экв/дм.куб.) по таблице Приложения [13] находятся величины (лямбда) Cl-, (лямбда) НСО3, (лямбда) SO4(2-).
Более точную концентрацию сульфат-ионов находят методом последовательного приближения. Для этого суммируют полученное расчетом значение мг-экв/дм.куб сульфатов с экспериментально найденными значениями содержания хлоридов и гидрокарбонатов и получают уточненное значение общей минерализации (в мг-экв/дм.куб). По нему в Приложении 1 находят новые значения эквивалентных электропроводностей (лямбда) для хлоридов, гидрокарбонатов и сульфатов. Подстановка их в формулу (1) дает более точную оценку концентрации сульфат-иона в мг-экв/дм.куб. Погрешность данного ускоренного способа составляет 20%, что не превышает нормы погрешности [9] при определении содержания сульфат-ионов в интервале от 10 до 100 мг/дм.куб. и несколько выше нормы (15% [9] для более концентрированных растворов (с концентрацией выше 100 мг/дм.куб.). Данный способ рекомендуется как экспрессивный в системах экологического мониторинга природных вод.


3. УСТАНОВЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОБЩЕЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ВОДЫ


3.1. ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ


Одним из наиболее важных показателей качества воды является величина общей минерализации, обычно определяемая гравиметрически по сухому остатку. Используя данные химического анализа о содержании хлорид-, гидрокарбонат- и сульфат-ионов, с помощью переводных множителей можно рассчитать величину общей минерализации (М, мг/дм.куб.) исследуемой воды по формуле (2) [3]:


М=[НСО(3-)*80+[Сl-]-55+[SO4(2-)]*67, (2)


где [НСО(3-)], [Сl], [SO4(2-)] - концентрации гидрокарбонат-, хлорид-, сульфат-ионов в мг-экв/дм.куб. соответственно. Численные множители приблизительно отвечают среднеарифметическим значениям молярных масс эквивалентов солей соответствующего аниона с кальцием, магнием, натрием и калием.


3.2. СТОЧНЫЕ ВОДЫ


Для однотипных сточных вод экспресс-оценка общей минерализации (М, мг/дм.куб) может быть произведена на основе замера величины удельной электропроводности (кси, См/см), если известна взаимосвязь между экспериментальными величинами (кси) и М для конкретного типа вод. Эмпирический коэффициент (Р) пересчета вычисляется по формуле (3) как некоторая среднеарифметическая величина из ряда параллельных измерений величин (кси) и М (контроль Р - примерно 1 раз в месяц).


4
(кси) * 10
Р = ----------- (3)
М


Для однотипных вод также возможен графический способ оценки общей минерализации, функциональная зависимость между величиной сухого остатка (А) и удельной электропроводностью (кси) имеет вид (кси) = а + вА, где "а" - свободный член, а "в" - коэффициент регрессии.
Для построения градуировочного графика используется исследуемая сточная вода с известной величиной сухого остатка. Поскольку величина электропроводности отражает полное содержание ионов в воде, то общая минерализация пробы должна быть представлена суммой величины экспериментально полученного сухого остатка и половины содержания гидрокарбонатных ионов. Путем разведения сточной воды готовится 3 серии растворов с определенной величиной минерализации и измеряется их удельная электропроводность. Для разведения исходной воды используется дистиллированная вода с величиной удельной электропроводности не более 5*10(-6) См/см (ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная). По данным (кси) и (А) строится градуировочный график.
Использование в качестве рабочих образцов реальной сточной воды позволяет более полно учесть эффект матрицы и уменьшить возможные ошибки.
Величины общей минерализации, оцененные с помощью коэффициента (Р) пересчета и графическим способом, находятся в пределах допустимой погрешности (10%) и, следовательно, предлагаемые способы приемлемы для случая однотипных вод.
Аналогичные зависимости приложимы к анализу технологических вод [10, 11].


4. СПОСОБ ОЦЕНКИ ИОННОЙ СИЛЫ ВОДНОГО РАСТВОРА


В практике гидрохимических исследований величина ионной силы воды используется при контроле ионного состава воды с помощью ионселективных электродов, а также при экспрессном расчете общей жесткости.
Расчет ионной силы (мю) природных и сточных вод производится по результатам двукратного измерения величины удельной электропроводности воды: неразбавленной (кси1) и разбавленной в соотношении 1:1 (кси2).
Вычисление ионной силы производится по формуле (4) [3]:


-3
(мю)=К*См10 (4)




где См - общая минерализация воды, рассчитанная по величине удельной электропроводности как а * 10(4) и выраженная в мг-экв/дм.куб;
К - ионный показатель, устанавливаемый с помощью таблицы в Приложении 2 [13] по величинам См и кси2/кси1.
Рассчитанные данным способом значения (мю) природных и сточных вод (даже содержащих большое количество взвешенных частиц) согласуются с величинами (мю), определенными по данным химического анализа содержания главных ионов; расхождение результатов двух способов не превышает 10%, что согласуется с допускаемыми нормативами воспроизводимости.
Данный экспрессный способ определения ионной силы природных и сточных вод более экономичен и имеет преимущество при контроле мутных и окрашенных вод.


5. СПОСОБ ОЦЕНКИ ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ ВОДЫ


Смещая жесткость является одним из важнейших групповых показателей качества воды для всех типов водопользования. Общепринятое комплекснометрическое определение жесткости [12] имеет существенное ограничение и не может быть использовано при анализе мутных и окрашенных вод, а также при значительном содержании ряда металлов. Такие воды при определении общей жесткости должны подвергаться специальной обработке [12], что сопряжено с увеличением расхода химических реактивов и дополнительными затратами рабочего времени на проведение анализа.
Ускоренный способ оценки ориентировочной величины общей жесткости (Ж общ.) основан на данных, получаемых по результатам измерения электропроводности. Расчет производят по формуле (5) [3]%


Ж общ.= 2(мю) * 10(3) - (2См + SO4(2-)]), (5)


где (мю) - величина ионной силы воды (расчет по данным электропроводности, см. раздел 4); См - общая минерализация, мг-экв/дм.куб. (расчет по данным электропроводности, см. раздел 4); [SO4(2-)] - концентрация сульфат-ионов, мг-экв/дм.куб. (расчет по данным электропроводности, см. раздел 2, или другого метода). Погрешность определения жесткости данным способом находится в пределах допустимых норм (5% [9]). Способ рекомендуется как ускоренный для оценки общей жесткости в условиях массового анализа проб в системе экологического мониторинга, особенно в случае мутных, окрашенных вод и вод, сильно загрязненных ионами ряда тяжелых металлов.


ЛИТЕРАТУРА


[1] ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная".
[2] Указания по организации и структуре лабораторного контроля в системе Минжилкомхоза РСФСР. М. 1986.
[3] Воробьев И.И. Применение измерения электропроводности для характеристики химического состава природных вод. М., Изд-во АН СССР, 1963-141 с.
[4] Почкин Ю.Н. Определение электропроводности воды при изучении солевого режима открытых водоемов // Гигиена и санитария. 1967, N 5.
[5] ГОСТ 17403-72. Гидрохимия. Основные понятия. Термины и определения.
[6] Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М., Химия, 1984.-447 с.
[7] РД 52.24.58-88. Методика выполнения измерений содержания сульфат-ионов титриметрическим методом с солью бария.
[8] РД 52.24.53-88. Методика выполнения измерении содержания сульфат-ионов с солью свинца.
[9] ГОСТ 27384-87. Вода. Нормы погрешности измерения показателен состава и свойств.
[10] ГОСТ 26449.1-85. Установки дистилляционные опреснительные стационарные. Методы химического анализа соленых вод.
[11] Информационный листок N 29-83. Определение содержания котловой воды. ЦНТИ, Архангельск. 1983.
[12] Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Л., Гидрометеоиздат. 1977. - 537 с.
[13] Ускоренное установление общей минерализации, общей жесткости, ионной силы, содержания сульфат-ионов и свободной СО2 по удельной электропроводности. Казань. ГИДУВ. 1989. - 20 с.
[14] Методические рекомендации по контролю качества дистиллированной воды. Казань. ГИДУВ. 1986. - 8 с.

Поинтересовался у преподавателя химии, с её слов, получается, что Эдуард прав. Хотя, от неё поступил ещё вариант проверки жесткости воды: если мясо плохо разваривается в воде, значит она жёсткая, и наоборот) Да, рыбок я не предлагал варить)

Эдуард, а можно изначально, т.е. в воде из-под крана определить ту составную часть общей минерализации, которая не измеряется электропроводностью? И каким способом это можно сделать?

Это не цитата, а полный текст документа. Добавлен для тех, кто интересуется методами оценки качества аквариумной воды.

И что он Вам ответил?
Где примеры "очень многие вещества, имеющие органическое происхождение"