Лабораторная работа "Исследование аквариумной воды"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«ИССЛЕДОВАНИЕ АКВАРИУМНОЙ ВОДЫ»

Цель: освоить методику исследования химического состава аквариумной воды.

Оборудование: набор для исследования аквариумной воды «НИЛПА»; мерные стаканы; пипетки; образцы аквариумной воды.

Теория по теме:

Аквариум представляет собой искусственно созданную водную экосистему, в которой присутствуют как растительные, так и животные организмы. Одна из характеристик данной среды обитания – химический состав.

При заботе о своих питомцах человек приобретает специализированный корм, который, попадая в воду, изменяет концентрацию определенных ионов или их присутствие в целом. Кроме того, на водную среду влияет и наличие продуктов жизнедеятельности, выделяемых рыбами.

В зависимости от концентрации различных элементов или соединений, изменяется и самочувствие организмов, населяющих аквариум. Так, например, чрезмерное присутствие аммиака способно «задушить» рыб и других животных.

Для наиболее лучшего исследования всех показателей следует взять пробу от дна и из толщи аквариума.

Таким образом, мониторинг химического состава воды является важным элементом, который позволяет оптимизировать те или иные показатели, что положительно скажется на состоянии обитателей аквариума.

Характеристика проб:

Работа №1. «Определение рН исследуемых проб».

pH представляет собой водородный показатель водных растворов, который показывает кислотность или основность исследуемой среды.

Для большинства организмов оптимальное значение рН составляет около 7, однако есть исключения, у которых интервал от 6,0 до 7,5 считается допустимым. К числу последних относятся, например, Скалярии (рис. 1) или Петушок (рис. 2).

Рис. 1. Фотография Скалярий.

Рис. 2. Фотография Петушка.

Ход работы:

1. Взболтать индикатор в течение 5-10 сек;

2. Взять мерный стакан (V=20 мл) и прополоскать его небольшим количеством тестируемой воды;

3. Поместить в него 5 мл пробы;

4. Добавить 1 каплю индикатора, закрыть, перемешать круговыми движениями и подождать 3 мин;

5. Сопоставить результат с цветными секторами шкалы (смотреть на стакан сверху);

6. Оформить результаты в виде таблицы и сделать вывод.

Работа №2. «Определение наличия молекулярной и ионной форм аммиака».

Аммиак - это токсичное азотистое соединение, выделяемое при разрушении любых органических веществ. Большое количество разложения (например, от умершего животного или несъеденной пищи) может вызвать выброс данного вещества в воду.

Норма этих соединений должна составлять 0 мг/л. Ощущать аммиак рыбы начинают при значении 0,2 мг/л, а если концентрация повысится, то это грозит гибелью обитателей аквариума

Ход работы:

А). Определить значение суммы молекулярной и ионной форм NH₃ / NH₄⁺:

1. Взять мерный стакан (V=20 мл) и прополоскать его небольшим количеством тестируемой воды;

2. Поместить в него 5 мл пробы;

3. Добавить 2 капли реактива из флакона №1, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

4. Добавить 2 капли реактива из флакона №2, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

5. Добавить 2 капли реактива из флакона №3, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

6. Подождать 5 минут;

7. Сопоставить результат с цветными секторами шкалы (смотреть на стакан сверху).

Б). Определить содержание молекулярной формы аммиака NH₃:

1. Взять значение рН, полученное в результате прошлого опыта;

2. По таблице определить содержание молекулярной формы аммиака (NH₃).

В). Оформить результаты в виде таблицы и сделать вывод:

Работа №3. «Определение концентрации нитритов, нитратов и фосфатов».

Нитриты представляют собой сильно токсичные соединения, которые являются опасными для обитателей аквариума. Их норма должна быть равна 0 мг/л или максимально приближённой к нему.

Нитрат-ионы являются менее токсичными по сравнению с нитритами. В связи с чем, их безопасная концентрация для рыб равна 20 мг/л. Для растительных аквариумов норма составляет 10-15 мг/л.

Источником нитрат- и нитрит-ионов служат молекулярные и ионные формы аммония.

Фосфат - это питательное вещество, которое поддерживает фотосинтез, жизненно важный процесс для растений, однако может вызвать «вспышку» роста водорослей. Для животных же избыточное количество вредит здоровью. В связи с чего его норма различается.

Для аквариумов с животными должна стремиться к нулю (менее 1 мг/л), а с растениями оптимальное значение выражается следующим отношением:

NO₃:PO₄ = 10-15:1

Источником фосфат-ионов служат отходы рыб, отмершие растения и остатки корма.

Ход работы:

А). Определить концентрацию нитрит-ионов в исследуемых пробах воды:

1. Взять мерный стакан (V=20 мл) и прополоскать его небольшим количеством тестируемой воды;

2. Поместить в него 5 мл пробы;

3. Добавить в него 5 капель индикатора из флакона №1, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

4. Добавить 5 капель реактива из флакона №2, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

5. Подождать 5-7 минут, после чего сопоставить результат с цветными секторами шкалы (смотреть на стакан сверху).

Важно: не держать пробу более 7 минут, поскольку может измениться контрольный цвет.

Б). Определить концентрацию нитрат-ионов в исследуемых пробах воды:

1. Взять мерный стакан (V=20 мл) и прополоскать его небольшим количеством тестируемой воды;

2. Поместить в него 5 мл пробы;

3. Добавить 1 мерную ложку порошкообразного реактива, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

4. Перемешивать в течение 15 сек до растворения порошкообразного реактива;

5. Добавить 5 капель реактива из флакона №1;

6. Закрыть крышку и перемешать в течение 3-5 сек;

7. Добавить 5 капель реактива из флакона №2;

8. Закрыть крышку и перемешать в течение 3-5 сек;

9. Подождать 5-7 минут;

10. Сопоставить результат с цветными секторами шкалы (смотреть на стакан сверху).

В). Определить концентрацию фосфат-ионов в исследуемых пробах воды:

1. Взять мерный стакан (V=20 мл) и прополоскать его небольшим количеством тестируемой воды;

2. Поместить в него 5 мл пробы;

3. Добавить 2-3 капели реактива, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

4. Добавить 0,5 мерной ложки порошкообразного реактива, закрыть крышкой и перемешать круговыми движениями;

5. Подождать 10 минут периодически помешивая до растворения порошкообразного реактива;

6. Сопоставить результат с цветными секторами шкалы (смотреть на стакан сверху).

Г). Оформить результаты в виде таблицы и сделать вывод:

Работа №4. «Определение постоянной и временной жёсткости воды».

Постоянная жесткость воды (gH) представляет собой показатель, определяющий наличие в воде кальция и магния в виде хлоридов, сульфатов и др. Норма данного показателя в растительном аквариуме составляет 6-8^оGH (общепринятые немецкие градусы, в которых измеряется постоянная жёсткость). В животном оптимум варьирует от 8 до 25^оGH для большинства пресноводных обитателей.

Временная жёсткость воды (КН) обусловлена наличием в воде карбонатов и гидрокарбонатов магния и кальция. Норма данного показателя в растительном аквариуме составляет 2-4^оКH (общепринятые немецкие градусы, в которых измеряется временная жёсткость). В аквариуме с обитателями животного мира норма составляет 5-16^оКH.

Ход работы:

А). Определение постоянной жёсткости воды (gH):

1. Взять мерный стакан (V=20 мл) и прополоскать его небольшим количеством тестируемой воды;

2. Поместить в него 5 мл пробы;

3. Добавлять по каплям реактив, перемешивая содержимое после каждой капли. Цвет раствора должен перейти от светло-розового (тёмно-розового или красного) к зелёному. Число капель соответствует значению постоянной жёсткости.

Б). Определение временной жёсткости воды (КН):

1. Взять мерный стакан (V=20 мл) и прополоскать его небольшим количеством тестируемой воды;

2. Поместить в него 5 мл пробы;

3. Добавлять по каплям реактив, перемешивая содержимое после каждой капли. Цвет раствора должен перейти от синего к жёлтому. Число капель соответствует значению временной жёсткости.

В). Оформить результаты в виде таблицы и сделать вывод:

Работа №5. «Определение содержания свободного углекислого газа».

Углекислый газ является показателем, который необходим для нормальной жизнедеятельности растений, населяющих аквариум с целью протекания фотосинтеза. Уровень CO₂ связан с кислотностью среды и обычно наблюдается следующая зависимость: чем выше показатель углекислого газа, тем ниже рН.

Оптимальное значение данного соединения варьирует в пределах 14-36 мг/л.

Ход работы:

Для измерения свободных молекул углекислого газа необходимо значение рН, полученное в результате работы №1, и показатели КН из работы №4.

Данные значения необходимо сопоставить, воспользовавшись таблицей, приведённой на индикаторной шкале «рН+КН тест», и определить количество свободного углекислого газа в пробах аквариумной воды.

Оформить результаты в виде таблицы и сделать вывод: