КАПЕЛЬНЫЙ
ТЕСТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА.
Идея появилась случайно после
обсуждения похожих тестов на форуме aqa.ru. После этого случайно попалось
описаниее метода в учебном пособии Н. В. Чибисовой «ПРАКТИКУМ ПО
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ». При повседневном наблюдении за аквариумами достаточно
определять содержание СО2 расчетным методом по рН и кН, но может кому-нибудь
будет интереснее измерить концентрацию углекислого газа капельным тестом.
Свободную углекислоту СО2 в воде
определяют титрованием раствором гидроксида натрия в присутствии рН-индикатора до
рН=8,4. При этом происходит реакция:
NaOH + CO2 = NaHCO3.
Для нейтрализации 44 мг СО2 требуется
40 мг NaOH. В качестве индикатора
подойдет любой рН-индикатор, имеющий отчетливую смену окраски в диапазоне
рН=8,0-9,0.
Хорошо подходит для этого фенолфталеин, переход окраски от
бесцветной к розовой в диапазоне рН=8,0-9,6. Когда-то он продавался в аптеках
как слабительное средство под названием Лаксатол,
Лаксоин, Феналоин, Пургил, Пурген, может и сейчас там есть. Я использовал
тимоловый синий, переход окраски от
желтой к синей в диапазоне рН=8,0-9,6.
Приготовление
реактивов.
В 70 мл дистиллированной воды
растворить 50 мг NaOH,
добавить на «кончике ножа» примерно 20 мг индикатора и перемешать. Если в
дальнейшем окраска при тестировании будет очень бледной, то можно еще
добавить индикатор. Избыток индикатора нежелателен. При использовании
тимолового синего раствор будет темно-синий, с фенолфталеином – малиновый.
Хранить реактив следует в герметично закрытой таре, так как щелочные растворы
хорошо поглощают СО2 из воздуха. Для титрования желательно подобрать пипетку,
у которой 1 мл=20 капель (именно для такой проводился расчет необходимого
количества гидроксида натрия).
Определение
концентрации СО2.
В подходящую емкость налить 20 мл
исследуемой воды, затем по каплям добавлять реактив. После добавления каждой
капли круговыми движениями перемешивать воду. При добавлении очередной капли
окраска раствора может стать синей, но в процессе перемешивания вернуться к
исходному желтому цвету. В этом случае титрование следует продолжить. Окончание
титрования после появления устойчивой в течение 15-20 секунд зеленой окраски.
При титровании не надо сильно
перемешивать пробу, вода не должна плескаться, иначе концентрация СО2 в воде
может значительно уменьшиться.
Результат определяется по количеству
капель: 1 капля = 2 мг/л СО2.
При использовании фенолфталеина
титрование необходимо прекратить при появлении устойчивой бледно-розовой
окраски.
Немного
о точности теста.
Кроме карбонатного буфера в воде
могут содержаться и другие буферные системы, с которыми также будет взаимодействовать
гидроксид натрия. Обычно их влияние незначительно, но в ряде случаев может
внести существенную ошибку. Для определения погрешности можно сделать следующее:
Исследуемую воду интенсивно аэрировать в отдельном сосуде объемом 0,5-1 литр
в течение 15-20 минут. При этом в воде будет равновесная с окружающим
воздухом концентрация СО2 в пределах 6-10 мг/л. Затем измерить содержание СО2
в этой воде. Если на титрование уйдет больше, чем 3 капли, то из
окончательного результата следует вычитать это «лишнее» количество капель.
Воду для тестирования в стаканчик
надо наливать осторожно, так, чтобы не было сильной струи. Иначе в воде
концентрация СО2 может уменьшиться.
Тест не претендует на особую
точность, он скорее относительный. Может пригодиться при подборе безопасной дозы
СО2 для травника, для сравнения содержания СО2 утром и в течение дня. У меня
во всех аквариумах тест работает корректно и показывает адекватную
концентрацию углекислого газа.
Не забывайте также про использование
расчетных таблиц концентрации СО2 по известному рН и кН. Таблица есть здесь.
2007 год, jusupoff