ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Активная реакция (pH) среды из "Гидрохимия" Под активной реакцией среды понимают активную кислотность (щелочность), т. е. концентрацию свободных, активных ионов водорода. Существует еще понятие потенциальная кислотность , которую определяют обычным титрованием — методом нейтрализации. Обе кислотности (активная и потенциальная) принципиально отличаются друг от друга по своей природе и обладают разным влиянием на биологические процессы и химические реакции. [c.28] Особенно больщое значение для биологических процессов в водоемах, для жизни каждого гидробионта имеет концентрация активных (свободных) водородных и гидроксильных ионов. [c.28] Природные воды различаются по концентрации свободных водородных ионов в миллиарды раз. Особенно это касается пресных вод. Воды болотного характера являются кислыми, особенно в местах, где имеется живой мох —сфагнум. Вода в этих местах по кислотности равна 0,001 н. Н2804. В водоемах с сильным цветением воды наблюдается повышенная щелочность. Например, в местах скопления нитчатых водорослей, в теплое время при сильном солнечном свете, щелочность может достигать величины равной 0,001 н. МаОН и в редких случаях даже 0,01 н. ЫаОН. [c.28] Однако у большинства природных вод обычно слабощелочная реакция, что обусловлено присутствием бикарбонатов кальция и магния. Кислую реакцию имеют преимущественно воды дистрофных водоемов из-за наличия в них гуминовых кислот. [c.28] Концентрация в воде водородных ионов влияет на развитие флоры и фауны естественных водоемов. Как растительные, так и животные организмы могут существовать в воде при определенном pH. Если его изменить, то организмы в конце концов погибают. Погибают даже тогда, когда кислорода, растворенного в воде, достаточно для их жизни. [c.28] в пресной воде, особенно в стоячей, где концентрация водородных ионов варьирует в широких пределах, рыбы приспосабливаются к условиям широкой вариации. В морской же воде с относительно устойчивой концентрацией водородных ионов животным не приходится приспосабливаться к большому изменению концентрации водородных ионов. [c.28] например, если взять равные объемы 0,1 н. соляной кислоты и 0,1 н. щавелевой или уксусной кислот, то на их нейтрализацию пойдет одинаковое количество щелочи (т. е. одинаковая потенциальная кислотность). Но эти растворы даже на вкус неодинаково кислы, т. е. количество свободных ионов водорода в них неодинаково. В 0,1 н. растворе НС1 диссоциировано на ионы значительно большее количество молекул, чем в 0,1 н. растворе уксусной кислоты (т. е. они имеют разную активную кислотность). [c.29] Активная концентрация Н+ не может быть определена титрованием, так как при титровании в растворе определяется только общее содержание кислоты. В процессе титрования ионы водорода соединяются с гидроксильными ионами щелочи в недиссоциированную воду диссоциация новых количеств кислоты будет происходить до тех пор, пока не нейтрализуется вся находящаяся в растворе кислота. Следовательно, для определения активной концентрации Н+ метод титрования непригоден. [c.29] Как было ранее указано, концентрация свободных водородных ионов изменяется в природных водах очень значительно. Выражать концентрацию в нормальности, т. е. в обычных для химии величинах, оказалось очень неудобным и от этого способа выражения отказались уже в 1917—1920 гг. [c.29] По предложению Серенсена, для обозначения концентрации водородных ионов (Н+) берут отрицательный десятичный логарифм их концентрации и обозначают pH, т. е. 1 Н+] = рН, где [ ] — знак ионной (а такл е и молекулярной) концентрации на 1 уг. [c.29] Так как вода очень слабо диссоциирует на ионы, то в одном граммоле воды распадается на ионы малое число молекул. Количество оставшихся н едиссоциированных молекул практически будет мало отличаться от первоначально взятого граммоля (равно единице). Тогда Кв=[Н+] [ОН ]. [c.30] Следовательно, при pH 7,07 количество Н+=ОН-. Среду с таким соотноше нием ионов водорода и гидроксила называют нейтральной. Было предложено выражать все изменения концентраций Н+ и ОН-, только через [Н+], т. е. через pH. Таким образом, все растворы с pH меньше 7,07 — кислые, а с pH больше 7,07 — щелочные. [c.30] Как видно из таблицы, по мере разведения активная и потенциальная кислотность численно приближаются. [c.30] Концентрацию водородных ионов определяют 1) злектро-метрическим, 2) колориметрическим (или индикаторным) методами. [c.30] Исторически сложилось так, что электрометрические методы возникли раньше и являются наиболее точными, а колориметрические, возникшие позднее, являются менее точными и калибрируются (или проверяются) по электрометрическим. [c.30] Например, в жидкостях можно определять pH электро-метрически с атомарным водородом с точностью до 0,003— 0,005 pH. Такой точности не дают ни колориметрические методы, ни электрометрический с потенциометром. [c.31] Иногда не требуется большая точность определения, но само определение должно быть более легким и быстрым по выполнению. Это требование особенно важно в полевых условиях работы или при серийных определениях в рыбоводстве. Потенциометры ЛПУ-01 позволяют быстро овределять pH со стеклянным электродом с достаточной для мно гих работ точностью (0,01—0,02 pH). На рис. 7 приведена схема потенциометра. Так как к каждому прибору прилагается инструкция, то нет необходимости его подробно описывать. [c.31] Недостатком потенциометров является их зависимость от электрической сети как источника питания. Это часто исключает их применение при полевых работах, но зато на определение pH (при помощи стеклянного электрода) не влияет цвет и мутность воды отсутствует необходимость в солевых поправках. Поэтому электрометрическое определение pH со стеклянным электродом особенно рекомендуется при определении pH в сильно загрязненных водах. [c.31] В полевых условиях преимущественно пользуются колориметрическими методами определения pH. Наиболее надежным является метод с буферными растворами. Принцип его заключается в следующем если к исследуемой воде прибавить некоторое количество красителя, то в зависимости от pH воды краситель примет ту или иную окраску. Полученную окраску сравнивают с заранее приготовленной щкалой pH, состоящей из ряда пробирок, которые заполнены растворами, соответствующими определенным величинам pH. В эти пробирки (шкалы) добавлено некоторое количество красителя (столько, сколько добавляется в исследуемую воду). Значит, при совпадении окраски раствора в пробирке с исследуемой водой с окраской одной из пробирок цветной шкалы величины pH будут одинаковы. [c.31] Если же интенсивность окраски испытуемого раствора является средней по отношению к интенсивности окраски двух соседних пробирок шкалы, берут среднее значение pH и таким путем определяют величину водородного показателя испытуемой воды. Определение можно проводить с точностью до 0,05 pH. [c.31] Вернуться к основной статье