meri.akvarist.ee

Mereakvaariumi vee üheks tähtsamaks parameetriks on selle soolsus, st. näitab, kui palju lahustunud mitmesuguseid sooli see sisaldab. Liiga mage või liiga soolane vesi põhjustab elusorganismidele stressi ja võib olla isegi surmav.

Varem kasutati akvaariumivee soolsuse ühikuks ppt (Parts Per Thousand, tuhandikosa), kuid nüüd on levinud keemilises okeanograafias kasutatav soolsuse definitsioon, mis ei oma dimensiooni ja on defineeritud merevee elektrijuhtivuse ja teatud kontsentratsiooniga kaaliumkloriidi lahuse suhtena. Mõnikord lisatakse lõppu siiski lühend PSU (Practical Salinity Unit). Loodusliku merevee soolsuseks loetakse S=35 ja sellise soolsusega vett soovitatakse ka akvaariumile. Teiste lahuste, näiteks naatriumkloriidi, puhul kasutatakse ikkagi ühikuna edasi ppt-d.

Kuna merevee paljud füüsikalised näitajad nagu tihedus, erikaal ja valguse murdumistegur on otseselt seotud soolsusega, siis võib elektrijuhtivuse mõõtmise asemel kasutada ka teisi meetodeid. Eri soolsusega merevee füüsikalised omadused on näha allolevas tabelis.


Erikaal on samuti dimensioonita suurus, mis näitab vedeliku tihedust puhta vee tiheduse suhtes. Kuna puhta vee tihedus sõltub temperatuurist, siis on vaja eelnevalt kokku leppida, millist puhta vee temperatuuri kasutatakse.
Sellekohaseid standardeid on palju, tavaliselt jaotuvad nad rakendusalade kaupa. Näiteks,
3.98 °C, tihedus 1.0000 g/cm3
60 °F (15.6 °C), 20 °C (68 °F), 25 °C (77 °F)

Tavaliselt on temperatuuri standard märgitud vastavale mõõteriistale (areomeetrile või hüdromeetrile), või leiab selle mõõteriista juhendist. Sisuliselt tähendab see, et õige tulemuse saamiseks peab mõõdetava vedeliku temperatuur vastama ettenähtule. Soolase vee tihedus muutub temperatuuri muutudes rohkem kui puhta vee tihedus. Mõnede riistadega on kaasas paranduste tabel, mis aitab korrigeerida näitu standardist erineva temperatuuri puhul, kuid ka sellest pole kasu, kui pole teada, millist temperatuuri standardit on antud riista puhul kasutatud.

Kui sa ei ole kindel, milline vajalik temperatuur peab olema, siis pead so oma mõõteriista ise kalibreerima. Kuid sellest hiljem.

Eriti oluline panna tähele, millistes ühikutes on mõõteriista skaala gradueeritud, st. mida antud riist mõõdab. Kuna tihedus ja erikaal on omavahel seotud, siis võib skaala olla gradueeritud kas tiheduse või erikaalu järgi. Näiteks, Aqua Medicu ja JBL areomeetrid mõõdavad tihedust. Läbipaistvast plastmassist osutiga nn. "swing arm" tüüpi hüdromeetrid aga erikaalu ja soolsust. "Swing arm" tüüpi hüdromeetrid on tavaliselt tänu erilisele konstruktsioonile temperatuuri suhtes mitte eriti tundlikud.

Temperatuuril 25 °C on merevee erikaal umbes 0.003 võrra suurem kui tihedus.


Mereakvaristikas kasutatavad refraktomeetrid kasutavad enamasti 20 °C standardit ja näitavad otse erikaalu ja soolsust. Refraktomeetri juures on oluline selle õige kalibreerimine. Tavaliselt käib see juhendi järgi ainult nullpunkti järgi, st. mõõtes võimalikult puhast vett tuleb reguleerida näit nulli. Tegelikult peaks kalibreerima tegeliku tööpunkti järgi, st. mõõtes kindla soolsusega S=35 standardlahust asetada näit 35 peale. Katsetega on kontrollitud, et kalibreerides nullpunkti järgi võib saada lahuse S=35 näiduks 33-37. Veel tuleb silmas pidada, et tehase kalibreering on tehtud naatriumkloriidi lahuse järgi, mille murdumisnäitaja on mereveest erinev.
Tulemusena saate tegelikkusest 1.5% võrra kõrgema näidu. Kuidas kalibreerida refraktomeetrit, et see näitaks õiget merevee soolsust, kuid ka sellest hiljem.

Lisalugemiseks
http://www.advancedaquarist.com/issues/jan2002/chemistry.htm

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

Jätkame füüsika tundi.

Eelmise osa kokkuvõtteks.
Õige soolsusega veel (S=35) on temperatuuril 25 °C järgmised füüsikalised omadused:
erikaal 1.0264
tihedus 1023.3 kg/m3 või g/l
elektrijuhtivus 53 mS/cm (millisiimensit sentimeetrile)
Merevee soolsuse, tiheduse ja temperatuuri omavahelised seosed on kujutatud järgneval graafikul. Kõverjooned tähistavad erinevaid tihedusi, tähistuses on väärtusest lahutatud 1000, seega 22 tähendab 1022 kg/m3. Punaste joonte ristumispunkt tähistab soovitatavat "õiget" olekut.


Esimeses osas sai nimetatud nii areomeetrit kui ka hüdromeetrit. Praktikas kasutatakse neid nimetusi sünonüümidena, kuigi tundub, et areomeeter peaks olema riist vedeliku tiheduse määramiseks ja hüdromeeter erikaalu jaoks (eriti inglise keeles). Täpsustused on teretulnud!

Mõõteriistadest ka mõned pildid.

Areomeetrid

Aqua Medicu oma kohta veel niipalju, et selle sisemine termomeeter on väga suure inertsiga (vähemalt 5 min.) ja lisaks näitab minu eksemplar 1.6 kraadi tegelikkusest vähem. Üldse on kasulik muretseda kontrollimiseks täpne termomeeter, näit. Kaiser 4086 (Photopointist) või mõni teine 0.1-0.2 kraadise mõõtetäpsusega riist.
Näit tuleb lugeda vee tasapinnalt, mitte meniski ülemise ääre juurest!


Osutiga hüdromeetrid
Tõsine akvarist peab neid mänguasjadeks, kuna sageli annavad süstemaatiliselt vale tulemuse. Tundlikud osuti külge jäävate õhumullide suhtes. Samas mugav kasutada, kuna teatud piirides näit ei sõltu temperatuurist.


Akvaristide lemmikrefraktomeeter RHS-10ATC. Mõõtmiseks on vaja ainult 1-2 tilka vett ja otsast sisse vaadates on skaalal tulemus näha nii erikaaluna kui ka soolsusena. ATC tähistusega mudelid on automaatse temperatuurikompensatsiooniga.


Mõõteriistad näitavad õigeid väärtusi ainult siis, kui nad on õigesti kalibreeritud. Kindluse mõttes on kasulik oma mõõteriistad üle kontrollida. Selleks võib kodustes tingimustes kasutada keedusoola (NaCl) lahuseid. Kuna merevesi natuke erineb füüsikaliste omaduste poolest NaCl lahusest, siis iga tüübi jaoks peab see olema erineva kontsentratsiooniga.
Areomeetri kalibreerimiseks peab lahuse kontsentratsioon olema 3.714 kaaluprotsenti, st. 3.714 g soola ja 96.286 g destilleeritud vett. Refraktomeetri kalibreerimiseks sobib 3.65% lahus ja elektrijuhtivusel põhinevate riistade jaoks 3.29% lahus. Need soolalahused on oma vastavate omaduste poolest identsed mereveega.

Omaette küsimus on, kuidas kodustes tingimustes neid lahuseid valmistada. Artiklis, kust need andmed on võetud, käib mõõtmine lusikate, tasside ja Coca pudeli abil.
Ise kasutasin soola kaalumiseks apteekri käsikaalu. Kuna alles oli ainult üks 10 g kaaluviht, siis näiteks 3.65% lahuse valmistamiseks tegin ümberarvestuse, kui palju vett on vaja 10 g soola jaoks.
x=10/3.65*(100-3.65)=263.7 g. Vee kaalumiseks kasutasin 2 g täpsusega elekroonset köögikaalu.

Head soolamist!

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

23 kilo 515 liitri peale teeb umbes 45 g/liitrile, mis on küll kahtlaselt palju. Normaalne oleks umbes 37 g/l. Ei ole nagu enne ka kuulnud, et sool millegi pärast välja sadestuks. Tegelikult see võib ka nii olla, sest mul endal oli juhus, kus vee parandamise kemikaali lisamisel tekkis kusagilt kohutav kogus soola juurde. Ainuke koht, kuhu sool võib kaduda on skimmeri poolt eraldatud sodi. Kui nüüd see osa veest asendada mageda veega, siis mingil määral peaks soolsus vähenema. Aga ikkagi on vahe väga suur.

Eri riistade näitude kohta ei oska praegu midagi kosta. See sinu elektriline riist, tõenäoliselt Marine Control Digital, mõõdab vee elektrijuhtivust ja esitab näidu kas soolsusena või erikaaluna. Tahtsin täna endale ka huvi pärast selle muretseda, aga võta näpust - pood nüüd laupäeviti kinni. Üritan esmaspäeval uuesti.

Muuseas, selle riista juhendis on öeldud, et mõõtmise täpsus on soolsuse puhul +-2 ja erikaalu puhul +-0,002. Areomeetri mõõtmistäpsus (accuracy) on 0,0005 ja näidu lugemise täpsus umbes samas suurusjärgus, seega võib halvimal juhul selle viga olla 0,001 kg/l. Kui neid võimalikke vigu arvestada, siis vahe polegi nii väga suur.

Aga ootame järgmise nädalani.

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

1,025 ja 1,024 ei ole ju väga suure vahega. Või mis?

Need on eri asjad, ülevalt leiad, et tihedusele (density) 1.025 vastab erikaal (specific gravity) 1.028.

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

Vahepeal ühest praktikas tihti ettetulevast olukorrast, kus mõõdetava vee temperatuur erineb areomeetri gradueerimiseks kasutatud temperatuurist (Aqua Medicu salimeetri puhul 25 kraadi). Üldiselt on teada, et sellisel juhul saame vale tulemuse, kuna lisaks vee tiheduse erinevusele eri temperatuuridel lisandub ka viga areomeetri enda tiheduse muutusest. Aga kui vale ja kas seda on kuidagi võimalik ümber arvutada? Soolase (mere)vee tihedust arvutatakse UNESCO poolt heaks kiidetud keerulise valemi alusel, mille alusel on tehtud mitmeid kalkulaatoreid, mis teevad asja kasutajale üpris lihtsaks.
Soolsuse ja temperatuuri järgi
Soolsuse, temperatuuri ja rõhu järgi

Et mitte jääda paljasõnaliseks, otsisin üles oma AM salimeetri ja tegin rea mõõtmisi vahemikus 20..31 kraadi. Vee soolsus oli 35, mida peetakse riffiakvaariumi puhul normaalseks.

Siin on siis tulemused. Mõõdetud tulemusi on võrreldud teoreetilistega, mis on saadud esimesena viidatud kalkulaatori abil., ehk need kajastavad juhtu, kui mõõteriist ise mingit viga ei põhjustaks.

1. Tiheduse sõltuvus temperatuurist. Nagu näha on "normaalsete" temperatuuride puhul erinevused minimaalsed.


2. Siit on võimalik leida parandus, mis tuleks liita loetud näidule, et saada näitu, mis vastaks temperatuurile 25 kraadi. Tiheduse ühikuna on kasutatud SI süsteemi ühikut kg/m3, kuna areomeeter on gradueeritud ühikutes kg/l, siis tuleb parandus enne liitmist jagada veel 1000-ga.


3. Siin on näha erinevate vigade suhtelised suurused. Punased jooned tähistavad riista mõõtetäpsust 0,0005. Nagu näha, jääb riista poolt põhjustatud mõõteviga sellest tunduvalt väiksemaks. Kõrgematel temperatuuridel kompenseerib areomeetri tiheduse muutusest tingitud viga osaliselt vee tiheduse muutusest tingitud vea, nii et summaarne viga ei kasva enam lineaarselt.


4. Randy Holmes-Farley on väitnud, et klaasi, kui areomeetri materjali, tiheduse muutusest tingitud mõju on 8..25 korda väiksem (graafikul vahemik vastavalt 11.2%..3,8%) kui vee tiheduse muutuse mõju. Katse tulemused kinnitavad selle õigsust temperatuuri vahemikus 20-30 kraadi.



Kokkuvõtteks

1. Kuigi valel temperatuuril mõõtmine annab vale tiheduse näidu, on seda võimalik korrigeerida ja leida suhteliselt "õige" näit, mis vastaks temperatuurile 25 kraadi.

2. Areomeetri enda tiheduse muutusest tingitud lisaviga on tavatemperatuuride vahemikus suhteliselt väike ja tunduvalt väiksem tootja poolt garanteeritud mõõteriista enda täpsusest, nii et praktiliselt see ei mõjuta oluliselt mõõtetulemusi.

3. Standardtemperatuurist oluliselt erinevate temperatuuride puhul kasvab tunduvalt mõõteriista poolt põhjustatud vea osakaal, mis seab mõõtmistulemuse juba kahtluse alla.

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

Kas nii ei ole võimalik mõõteriista petta kui panna ta vette 25 kraadi juures(toa temp.) enne kui ta jõuab mõõta vee tempi, mis mul hetkel 27-29 kraadi. Ühesõnaga kas ta annab mulle tiheduse skaala selle järgi mis temp. tulemus hetkel skaalal on, kuigi vee temp 2-4 kraadi suurem???

Huhh.... Mul on juhe koos.
Kas vahe on 32 ja 1,024 vahel?
Kas siis vahe on nii, et kahte asja oled mõõtnud ja ühe järgi saab kalkuleeride seda?
Kas on ikka probleem selles, et soolduse näit näitab erinevaid tulemusi? Või on probleem tihedusega? Kas seda on kindlast vaja mõõta?

Teatud soolsusega veel on kindel erikaal ja tihedus.
soolsus=32
erikaal=1,024
need sobivad omavahel, mõõdetud elektrooniliselt.
tihedus=1,025, mis 25 temp. juures tähendab soolsust s=37.
kas nüüd läksid vahed suureks

_________________
oli meeldiv...

Petmine ei õnnestu. Kui olekski mingi nipiga võimalik hoida riista 25 kraadisena, siis olulist vahet pole. Nagu ülevalt graafikutelt näha, on riista temperatuuri erinevusest tulenev viga väga väike. Põhiline viga tuleb ikka vee temperatuuri erinevusest.

Riista sees oleval termomeetril pole mingit seost mõõdetava tulemusega.

Kui sul on toatemperatuur 25, siis on ju väga lihtne võtta veeproov ja jätta enne mõõtmist mõneks ajaks seisma, kuni temperatuur langeb. Teine võimalus on kasutada graafikul 2 toodud parandusi, näit., 27 kraadi juures liita näidule 0,0006 ja 29 juures 0,0012.

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

Akvaariumi seisukohalt ei ole vee erikaalul ja tihedusel mingit tähtsust. Tähtis on ainult soolsus. Soolsus on defineeritud elektrijuhtivuse kaudu. Kuna merevee paljud muud füüsikalised näitajad nagu tihedus, erikaal ja valguse murdumistegur on otseselt seotud soolsusega, siis võib elektrijuhtivuse mõõtmise asemel mõõta neid suurusi ja kaudselt arvutuste abil leida soolsus.

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

Albert reegib:
Areomeetri kalibreerimiseks peab lahuse kontsentratsioon olema 3.714 kaaluprotsenti, st. 3.714 g soola ja 96.286 g destilleeritud vett. Refraktomeetri kalibreerimiseks sobib 3.65% lahus ja elektrijuhtivusel põhinevate riistade jaoks 3.29% lahus.
Miks see destilleeritud vee kogus selline kummaline on??? Krt, mulle meeldiks, kui paar komakohta veel juures oleks...

_________________
oli meeldiv...

Kui komakohad ei meeldi, siis korruta mõlemad kogused näiteks tuhandega!

Tõsisemalt rääkides aga peaks vahend, millega mingit mõõteriista kontrollitakse, olema vähemalt kolm korda täpsem. Muidu ei ole kontrollimisel suurt mõtet.

Areomeetri puhul on täpsus (maksimaalne lubatud absoluutne viga) umbes 0,05% (0,0005 / 1,023) * 100. Vesi ja sool peaksid sellisel juhul olema mõõdetud täpsusega 0,017% (0,05 / 3), ehk 1 liitri lahuse valmistamisel võib soola hulk erineda 37,14 grammist +-0,0063 g, seega vahemik 37,1463 .. 37,1337 annab vajaliku täpsuse. Mõningase mööndusega ka 37,15 .. 37,13. Ümardades järgmise kohani 37,2 .. 37,1 tuleb veaks juba 0.16% (37,2 - 37,14) / 37,14 * 100 , mis on juba kolm korda suurem mõõteriista veast.

Nii et komakohad on täiesti asja eest ja esimeses lauses peitub tõetera - suurema koguse lahuse valmistamisel saame käepäraseid mõõteriistu kasutades suurema täpsuse.

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!

oh sa issand , miks sa albert õpetajaks pole hakanud.
Tegelikult huvitas mind ainult see, miks sinu antud soolvee retseptid ei ole nt. 10ml, 100ml, 1000ml vett+vastav kogus soola. Üldiselt nagu nii tehakse, et ühe aine kogus viiakse ümarguse näitajani ja sinna lisatakse x kogus teist ainet. Sinu retsepti puhul tuleb tuleb veekogusest maha arvata lisatava soola kogus. Looda, et vähemalt sellest sain õigesti aru.
Pealegi saaks ümmarguse veekoguse puhul kasutada mahumõõtu. 1ml külmikust võetud destilleeritud vett peaks kaaluma 1g. Eeldades, et külmiku temp. on 4°C. Teoorias on ju komakohad ilusad ja mul pole nende vastu midagi, aga praktikas raske rakendada. Tuhandega korrutamises on sul ka muidugi tuline õigus. Mida rohkem seda täpsem.

_________________
oli meeldiv...

Kuidas soovid, 100,000 ml 4-kraadise vee kohta on vaja 3,714 * 100 / 96,282 = 3.8572585838024219512701742724799 g soola

Ainult, kes see tahab 4 soojakraadi juures neid mõõtmisi teha?

PS. Minu eelmisesse postitusse on sattunud eksitav viga, seal peaks olema jutt 1 kg, mitte 1 liitri lahuse valmistamisest. Kuna algallikas olid antud kaaluprotsendid, siis suhted on ka kaalude mitte mahtude järgi. Pealegi soola mõõtmine mahu järgi on üldse kahtlane ettevõtmine. Nagu ma esimeses postituses mainisin, käib artiklis, kust need andmed on võetud, mõõtmine lusikate, tasside ja Coca pudeli abil. Aga see selleks, igaüks võib ju huvi pärast järele proovida.

_________________
... and I think to myself, what a wonderful world!