Наиболее трудоемким процессом является приготовление цветной шкалы. Однако следует отметить, что шкала, как и индикатор, отличается большой стойкостью и при хранении в темном месте может служить несколько лет.
В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, прибавляют 0,1 мл универсального индикатора и после взбалтывания (не закрывая пробирки пальцем) подбирают в стандартной шкале пробирку, окраска жидкости в которой вполне соответствует цвету исследуемой воды в пробирке с индикатором.
Для правильного определения рН необходимо, чтобы диаметр пробирок стандартной шкалы и тех, в которых берется исследуемая вода, был одинаковым. Если вода в аквариуме имеет желтоватый оттенок, то перед определением рН от него необходимо избавиться. Для этой цели можно применить активированный уголь (угольные таблетки, карболен).
Приготовление универсального (комбинированного) индикатора. Универсальный индикатор получается путем смешивания двух индикаторов — метилового красного и бромтимолового синего:
а) 0,04 г сухого метилового красного растирают с 6 мл 0,01 н. раствора NaOH, смывают смесь дистиллированной водой в мерную колбу емкостью 100 мл, прибавляют 20 мл этилового спирта и доводят до метки дистиллированной водой;
б) 0,01 г бромтимолового синего растирают с 3,7 мл 0,01 н. раствора NaOH, смывают смесь дистиллированной водой в мерную колбу емкостью 50 мл, прибавляют 10 мл этилового спирта и доводят объем до метки дистиллированной водой;
в) оба раствора индикаторов сливают вместе. В кислой среде смешанный индикатор дает красную окраску, в щелочной — синюю.
Приготовление цветной шкалы. Стандартная шкала для сравнения готовится из цветных солей — хлоридов кобальта, железа, меди и сульфата меди путем определенного сочетания их кислых растворов.
а) хлористый кобальт CoСl2*6H2O г (59,5 г в 1 л 1 %-ный HCl);
б) хлорное железо FeCl3*6H2O (45,05 г в 1 л 1 %-ной HCl);
в) хлорная медь CuCl2*2H2O (400 г в 1 л 1 %-ной HCl);
г) сернокислая медь CuSO4 (200 г в 1 л 1 %-ной HCl).
Приготовив растворы солей, наливают их в стеклянные пробирки одинакового диаметра из бесцветного стекла согласно табл. 6. Налив раствор, пробирки закрывают резиновыми пробками.
Определять рН воды можно и с помощью бумажных индикаторов, но при анализе воды из аквариумов эти индикаторы часто дают искаженные показатели.
Кислород. Для разных рыб в отдельные периоды их жизни требуется различное количество кислорода, растворенного в воде.
В воде, бедной кислородом, могут жить и нормально развиваться только рыбы, способные использовать для дыхания атмосферный воздух. К ним из рыб, содержащихся в аквариумах, относятся все лабиринтовые, панцирные сомики, вьюны и змееголовы.
Однако подавляющее большинство аквариумных рыб нуждаются в определенном количестве кислорода, растворенного в воде. Снижение количества кислорода ниже допустимых границ может привести к заболеванию и гибели рыб.
Таблица 6. Соотношение реактивов для стандартной цветной шкалы, мл
В аквариуме, предназначенном для выращивания молоди, может создаться такое положение, при котором рыбы будут вести себя обычно, однако рост их замедлится или прекратится совершенно. Падение содержания кислорода от оптимального до его дефицита вызывает снижение количества поедаемого корма, что, как правило, ведет к задержке или к остановке роста рыб, не говоря уже об опасности заболевания от недостатка кислорода. При подготовке рыб к нересту из-за недостатка кислорода может произойти задержка или прекращение созревания половых продуктов.
Источниками обогащения воды кислородом являются водные растения и атмосферный воздух. Скорость поступления кислорода из воздуха зависит от температуры воды. Кислород гораздо легче растворяется в холодной воде, чем в теплой, но, как правило, скорость его поступления бывает невысокой.
Мощным источником растворенного в воде кислорода является фотосинтетическая деятельность растений, в результате которой растения выделяют кислород. Интенсивность фотосинтеза зависит от содержания углекислоты в воде, температуры и освещения. Кислород, растворенный в воде, расходуется на дыхание животных и растений и на окисление органических веществ, растворенных и взвешенных в воде, а также осевших на дно. Количество потребляемого кислорода зависит от температуры.
Так как интенсивность фотосинтеза растений зависит от освещения, то в аквариумах без продувания воды воздухом наблюдаются резкие суточные колебания в содержании кислорода. В светлое время суток расход кислорода на окисление органических веществ и дыхание обычно перекрывается поступлением его в результате фотосинтеза. Ночью, когда фотосинтез прекращается, а потребление идет прежним темпом, содержание его начинает быстро уменьшаться, достигая минимума в предутренние часы. Естественно, что летом, когда ночь длится считанные часы, суточные колебания большого значения не имеют. Иное дело зимой, когда продолжительность дня равна всего лишь 7–8 час и количество кислорода в предутренние часы резко снижается.
Количество кислорода в воде аквариума может быть увеличено искусственным освещением (в присутствии растений) и продуванием воды воздухом (аэрация). Обогащение кислородом путем продувания воды воздухом в аквариумах с растительностью следует проводить круглосуточно или в то время, когда аквариум лишен света. Аэрация в дневное время скорее приносит вред, чем пользу, так как создается большая, чем обычно, амплитуда колебания содержания кислорода в воде.
В практике аквариумистов дефицит кислорода обнаруживается по поведению рыб, которые в случае недостатка кислорода поднимаются в верхние слои воды и хватают воздух ртом. Мотыль, зарывшийся в песок, при недостатке кислорода выбирается из грунта и повисает на стенках аквариума; выползание малайских улиток днем из грунта также служит хорошим показателем недостатка кислорода в воде.
Такие методы контроля за содержанием кислорода в воде иногда бывают недостаточными. Для более точного определения содержания кислорода в воде можно воспользоваться химическими методами, описанными в специальных руководствах.
Углекислый газ. Углекислый газ играет очень большую роль в круговороте веществ. В воде углекислота присутствует в свободном состоянии (СО2), в соединении с водой образует угольную кислоту H2CO3, в соединении с кальцием дает бикарбонат Са(НСО3)2 и монокарбонат СаСО3.
В свободном состоянии углекислота может растворяться в воде в весьма значительных количествах (до 2 % и выше), в то время как в воздухе содержатся обычно лишь сотые доли процента.
Углекислота образуется в результате дыхания животных и растений, за счет разложения органических веществ; при определенных условиях в воде растворяется углекислый газ воздуха.
Углерод, содержащийся в углекислоте, потребляется зелеными растениями для построения вещества клеток и тканей. В результате наблюдаются значительные суточные колебания в содержании углекислого газа в воде: днем — минимальное количество, ночью с прекращением фотосинтеза количество его увеличивается и достигает к утру максимальной величины. Особенно большие колебания происходят в аквариуме при отсутствии продувания и дополнительного освещения в зимнее время. Отрицательную роль в связи с этим играет излишнее количество растений, а летом также и «цветение» воды, т. е. развитие в ней большого количества микроскопических водорослей.
Углекислый газ, реагируя с водой, образует угольную кислоту H2CO3, диссоциирующуюся на ионы Н+ и НСО3-. Наличие в растворе ионов водорода сдвигает активную реакцию среды в кислую сторону (в дистиллированной воде рН до 5,7);
CO2+H2O=H2CO3=H+HCO3-.
Стрелки указывают на то, что реакция обратима. При полном отсутствии в воде свободного углекислого газа двууглекислые соли кальция превращаются в углекислый кальций, при этом образуются вода и углекислый газ:
Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2.
Углекислый кальций в воде труднорастворим. Летом, обычно днем, в период наиболее энергичного фотосинтеза при интенсивном усвоении СО2 растениями растворимость CaCO3 увеличивается. Ночью вследствие дыхания животных и растений содержание СО2 резко возрастает, что может привести к выпадению осадка СаСО3, который покрывает белым налетом растения и стенки аквариума.
Как уже указывалось, углекислый газ выделяется при окислении органических веществ, поэтому наличие большого количества его является в значительной степени показателем загрязнения воды аквариума. В больших концентрациях (свыше 30 мл/л) углекислый газ токсичен для рыб.
