Без кейворда

Рефрактометри та вимірювання солоності

Солоність – один з найважливіших параметрів, що вимірюються в рифових акваріумах. Вона контролює не тільки сольовий баланс між організмом і навколишнім середовищем, але й рівень багатьох іонів у морській воді, які акваріумісти не можуть виміряти або контролювати самостійно. Отже, акваріумісти повинні контролювати солоність, щоб переконатися, що організми не зазнають стресу при переміщенні між акваріумами з потенційно різною солоністю, і що солоність самого акваріума контролюється в межах діапазону, в якому організми процвітають.

На щастя для акваріумістів, більшість морських організмів досить вибагливі до точної солоності, і високоякісні рифові акваріуми можуть мати досить широкий діапазон солоності. Рифові акваріумісти контролюють солоність різними способами. Вони включають вимірювання питомої ваги за допомогою гідрометрів, вимірювання провідності за допомогою електронних лічильників та вимірювання показника заломлення за допомогою рефрактометрів. Протягом багатьох років любителі рифів мали високі очікування щодо точності при використанні рефрактометрів. Певною мірою це може бути пов’язано з тим, що ранні моделі могли бути більш точними, ніж деякі з дуже недорогих рефрактометрів, що використовуються сьогодні, але відсутність стандартів, доступних для їх фактичного тестування, ймовірно, також сприяла такому прийняттю їх точності. Тепер, коли такі стандарти є як комерційно доступними, так і можуть бути проектами “зроби сам”, багато акваріумістів виявили, що їхні рефрактометри не такі точні, як вони припускали.

У цій статті описано, як працюють рефрактометри, які існують проблеми з різними типами комерційних моделей, які можуть бути менш оптимальними для цілей рифових акваріумів, і як найкраще їх відкалібрувати (що часто не відповідає інструкціям, що додаються до них).

Розділи такі:

• Загальне обговорення солоності
• Що таке показник заломлення?
• Показник заломлення та солоність
• Показник заломлення та іонний дисбаланс у морській воді
• Як працює рефрактометр
• Температура та показник заломлення: ATC
• Калібрування рефрактометра
• Недосконале калібрування рефрактометра: Неправильне калібрування зсуву
• Неправильне калібрування рефрактометра: Неправильне калібрування нахилу
• Неправильне використання рефрактометра: непорозуміння шкали та сольові рефрактометри
• Рефрактометри за шкалою Брікса
• Клінічні рефрактометри
• Комерційні еталони рефрактометрів
• Стандарти рефрактометрів для домашнього використання
• Поради щодо вибору рефрактометра
• Поради щодо калібрування рефрактометра
• Інші поради щодо використання рефрактометра
• Висновки

Загальна дискусія про солоність

Наскільки мені відомо, існує мало доказів того, що утримання акваріума з кораловим рифом при будь-якому іншому рівні солоності, окрім природного рівня солоності океану, є кращим, ніж природна солоність морської води. Тим не менш, здається, що поширеною практикою є утримання морських риб і, в багатьох випадках, рифових акваріумів при дещо нижчому рівні солоності, ніж природний океанічний рівень солоності. Ця практика випливає, принаймні частково, з переконання, що риби відчувають менший стрес при зниженій солоності. Серед акваріумістів також виникають значні непорозуміння щодо того, як питома вага насправді пов’язана з солоністю, особливо з урахуванням впливу температури.

Солоність морської води зазвичай визначається в частинах на тисячу за вагою (ppt) або в практичних одиницях солоності (PSU), які часто позначаються просто як S=35, або будь-яке значення, яке насправді є. У цій статті я здебільшого буду використовувати ppt, оскільки це більш доречно для розчинів, склад яких сильно відрізняється від морської води (наприклад, розчини хлориду натрію, що використовуються для виготовлення певних стандартів).

Солоність на природних рифах обговорювалася в попередній статті. Ґрунтуючись на цій інформації, я рекомендую підтримувати солоність на природному рівні близько 35 ppt (скорочено PSU, практичні одиниці солоності). Якщо організми в акваріумі походять із солонуватого середовища з нижчою солоністю або з Червоного моря з вищою солоністю, вибір чогось іншого, ніж 35 ppt, може мати сенс. В іншому випадку я пропоную орієнтуватися на солоність 35 ppt (питома вага = 1,0264; провідність = 53 мСм/см; показник заломлення = 1,33940).

Незважаючи на рекомендації, існують високоякісні рифові акваріуми з досить широким діапазоном солоності. Багато дуже успішних рифових акваріумів мають солоність в діапазоні 32-36 ppt, або питому вагу в діапазоні від 1,024 до 1,027.

Що таке показник заломлення?

Показник заломлення (або коефіцієнт заломлення) – це відношення швидкості світла, що проходить через вакуум, до швидкості світла в досліджуваному матеріалі. Більшість акваріумістів не усвідомлюють, що, використовуючи рефрактометр, вони вимірюють швидкість проходження світла через воду свого акваріума, тому наявність таких знань може бути хорошим способом вразити друзів своїми технічними здібностями!

Світло проходить через більшість матеріалів повільніше, ніж через вакуум, тому їх показник заломлення вище 1,00000. Детальна математика та фізика, що стоять за показником заломлення, насправді досить складні, оскільки це часто складне число з дійсними та уявними частинами, але проста версія є адекватною для всіх цілей, з якими може зіткнутися рифовий акваріуміст. Деякі матеріали уповільнюють проходження світла крізь них більше, ніж інші, а повільніше проходження світла призводить до більш високого показника заломлення. У таблиці 1 наведені деякі типові значення показника заломлення для порівняння.

Таблиця 1. Показник заломлення різних матеріалів.

У розчинах двох сполук, таких як етиловий спирт у воді, цукор у воді або сіль у воді, показник заломлення змінюється в залежності від кількості кожного компонента. Вченим давно відомо, що це так, і рефрактометри мають довгу історію використання в пивоварінні, рафінуванні цукру, аналізі білка крові і сечі і багатьох інших галузях, де швидке вимірювання показника заломлення може привести до хорошої оцінки того, що присутнє.

Показник заломлення, як правило, не може виявити ідентичність сполук у воді, але коли акваріуміст приблизно знає, який матеріал там знаходиться, він може визначити, скільки його там є (в межах можливостей виявлення показника заломлення). Зміна показника заломлення не підходить для визначення слідів іонів (наприклад, чистоти прісної води, що виходить із системи очищення RO/DI (зворотний осмос/деіонізація)), але він може добре працювати, коли присутня значна кількість відомого матеріалу.

Наприклад, показник заломлення не може визначити, чи є сіль у воді сульфатом калію, хлоридом натрію, нітратом магнію або бромідом кальцію, але якщо ви знаєте, яка з них у вас є, іншими способами (наприклад, за назвою на пляшці з хімічною речовиною), то ви можете визначити, яка кількість присутня в розчині, вимірявши показник заломлення, а потім знайти його в таблиці, яка пов’язує показник заломлення з концентрацією цього матеріалу.

Показник заломлення та солоність

Акваріумісти можуть використовувати вплив доданих солей на показник заломлення водного розчину для визначення солоності води в рифовому акваріумі. Коли солоність морської води зростає, кількість доданої солі збільшується, тому показник заломлення зростає. На рисунку 1 показано графік залежності показника заломлення морської води від її солоності. На рисунку 2 наведено аналогічний графік залежності показника заломлення морської води від питомої ваги. Ці дані також зведені в Таблицю 1. Ці набори даних демонструють, як акваріумісти можуть використовувати показник заломлення для вимірювання солоності та питомої ваги, припускаючи, що у них є рефрактометр, який може зчитувати у відповідному діапазоні показника заломлення.

Рисунок 1. Графік залежності між показником заломлення та солоністю морської води.

Рисунок 2. Графік залежності показника заломлення від питомої ваги морської води в діапазоні, що цікавить більшість рифових акваріумістів. Чорними кружечками позначені точки даних для цілих значень солоності (33, ppt, 34 ppt, 35, ppt і т.д.).

Таблиця 2. Питома вага та показник заломлення в залежності від солоності морської води. Темно-сині рядки представляють діапазон, що зазвичай зустрічається у відкритому океані.

Показник заломлення та іонний дисбаланс у морській воді

Виявляється, що показник заломлення водного розчину відносно нечутливий до невеликих змін в іонному складі розчину. Наприклад, звичайні зміни основних іонів морської води, з якими стикаються в рифовому акваріумі, не сильно змінюють вимірювану солоність. Однак великі відмінності у великій четвірці іонів (хлорид, сульфат, натрій і магній) змінюють взаємозв’язок між показником заломлення і солоністю або питомою вагою.

З таблиць показника заломлення, знайдених в хімічних довідниках, ми можемо знайти, що 10-відсотковий розчин хлориду натрію має такий же показник заломлення, як і 7-відсотковий розчин хлориду магнію, 9-відсотковий розчин сульфату магнію і 12-відсотковий розчин сульфату натрію. Ці результати показують, що деякі ефекти можуть бути пов’язані зі зміщенням між цими іонами в рифовому акваріумі, але ці ефекти невеликі. Ми можемо використовувати ці значення, щоб приблизно передбачити, наскільки далекими можуть бути вимірювання солоності при деяких типових змінах основних іонів. Якщо ми почнемо з 35 ppm морської води, яка зазвичай має наступні компоненти,

Хлорид 19 350 ppm Натрій 10 780 ppm Сульфат 2 700 ppm Магній 1 280 ppm

і підставити більшу або меншу кількість хлориду магнію замість хлориду натрію, зберігаючи загальну солоність на рівні 35 ppt, ми отримаємо результати, наведені в таблиці 3. Цей ефект можна легко зрозуміти, оскільки хлорид натрію має менший вплив на показник заломлення, ніж та сама вага хлориду магнію. Отже, якщо вміст магнію низький, показник заломлення буде низьким, і зареєстрована солоність буде дещо заниженою. Але в цілому ці проблеми призводять до дуже малої похибки в солоності (з точки зору точності, яка зазвичай цікавить рифових акваріумістів, скажімо, ± 1 проміле), тому висновок полягає в тому, що показник заломлення є придатним способом вимірювання солоності незалежно від звичайного хімічного дисбалансу.

Таблиця 3. Похибка вимірювання солоності за допомогою показника заломлення, коли магній присутній у незвично високих або низьких концентраціях. Темно-синій ряд представляє природну морську воду.

Магній (ppm)
Солоність (проміле)
Показник заломлення
Прогнозована солоність (проміле)
Відносна похибка визначення солоності (%)

Як працює рефрактометр

Існує кілька типів рефрактометрів, але в цій статті мова піде про ручні рефрактометри, оскільки рифові акваріумісти рідко використовують будь-який інший тип рефрактометрів. На рисунку 3 показано роботу типового рефрактометра. На цьому малюнку світло входить зліва і проходить через зразок рідини. Коли світло потрапляє на призму на дні рідини, воно раптово сповільнюється більше, ніж у рідині, оскільки призма має вищий показник заломлення. Фізика світла така, що при переході з середовища з одним показником заломлення в середовище з іншим показником заломлення світло викривляється (заломлюється) на межі розділу фаз, а не проходить прямо. Наскільки воно викривляється, або, на технічному жаргоні, кут заломлення, залежить від різниці в показниках заломлення двох середовищ.

Малюнок 3. Схематичне зображення типового ручного рефрактометра.

У випадку з рефрактометром світло викривляється пропорційно до показника заломлення рідини. Коли світло рухається вниз по рефрактометру, воно проходить через лінзи і потрапляє на шкалу. Згинання світла на межі розділу рідина/призма направляє світло вище або нижче в сітці шкали. Потім акваріумісти дивляться через видошукач на іншому кінці і зчитують, де світло падає на шкалу. Світло покриває частину шкали, а решта залишається темною. Розділова лінія між світлим і темним є місцем для зчитування шкали. Калібрування здійснюється поворотом калібрувального гвинта, який піднімає або опускає сітку (шкалу) відносно шляху проходження світла.

Температура та показник заломлення: ATC

Виявляється, показник заломлення сильно залежить від температури. При використанні рефрактометра, який не враховує цей ефект, зміни температури можуть бути великим джерелом помилок. Більшість рідких матеріалів трохи розширюються при нагріванні і стискаються при охолодженні. Для даного матеріалу світло може легше проходити через нього, коли він розширений, тому показник заломлення падає при нагріванні матеріалів. Однак величина цього ефекту для кожного матеріалу різна, і рефрактометри повинні якось це враховувати.

Ручні рефрактометри враховують температуру за допомогою біметалевої смужки всередині. Ця біметалева смужка розширюється і стискається при зміні температури. Біметалева смужка прикріплена до оптики всередині рефрактометра, злегка переміщуючи її при зміні температури. Цей рух призначений для точного усунення впливу температури на показник заломлення і, як правило, виконує дуже хорошу роботу, якщо рефрактометр призначений для усунення температурних ефектів конкретного матеріалу, що аналізується.

Оскільки багато рефрактометрів призначені для використання водних (водних) розчинів, біметалева смужка може бути сконструйована таким чином, щоб враховувати зміну показника заломлення водних розчинів, хоча в деяких ситуаціях вона може бути не ідеальною, оскільки солі та інші матеріали у воді можуть незначною мірою змінювати вплив температури на показник заломлення (можливо, в більшій мірі для дуже концентрованих розчинів, таких як 750% цукру у воді, але морська вода не відноситься до цієї категорії). Інші деталі цієї компенсації можуть зробити її недосконалою (наприклад, біметалева смужка забезпечує лінійну корекцію, в той час як справжній вплив температури може бути нелінійним), але ці питання виходять за рамки цієї статті, і в цілому автоматична температурна компенсація (ATC) є дуже корисним атрибутом для акваріумістів, які використовують рефрактометри.

Якщо припустити, що рефрактометр виготовлений правильно для рідини, яку він призначений вимірювати, спосіб калібрування рефрактометра полягає в тому, щоб помістити на нього рідину з відомим показником заломлення і відрегулювати положення шкали, обертаючи калібрувальний гвинт (рис. 3), поки вона не буде показувати правильні показання. Коли рефрактометр ідеально відкалібрований, він буде показувати точний показник заломлення рідини (за умови, що він повідомляє результати в показниках заломлення, але це не завжди так). На рисунку 4 показано графік залежності виміряного показника заломлення від реального показника заломлення для ідеально відкаліброваного рефрактометра. У всіх точках ці два значення однакові. Хоча цей графік сам по собі не є особливо просвітницьким, він є основою для подальших графіків, які пояснюють, як виправляються помилки в калібруванні.

Рисунок 4. Залежність між реальним (дійсним) показником заломлення і виміряним показником заломлення для ідеально відкаліброваного рефрактометра.

Для багатьох рефрактометрів, що використовуються рифовими акваріумістами, виробник закликає використовувати для калібрування чисту прісну воду. Для ідеально виготовленого рефрактометра (який не змінювався з моменту його виготовлення) калібрування в одній точці в кінці діапазону (Рисунок 5) буде адекватним, хоча і не ідеальним. Краще калібрування в одній точці може бути виконане в середині використовуваного діапазону, а для більшої точності можна використовувати більше одного калібрувального розчину.

Рисунок 5. Залежність між показником заломлення та солоністю морської води, яка показує, що звичайна точка калібрування з використанням чистої прісної води знаходиться далеко від діапазону вимірювань, що використовується в рифових акваріумах.

Недосконале калібрування рефрактометра: Неправильне калібрування зсуву

Якщо рефрактометр не ідеально виготовлений або відкалібрований, часто виникають два різних типи помилок. На рисунку 6 показано графік того, що я називаю похибкою зсуву. По суті, рефрактометр зчитує показник заломлення, який є або нижчим, або вищим за реальний показник заломлення, і ця різниця, або “зміщення”, є однаковою при всіх значеннях показника заломлення. Цей тип неправильного калібрування, наприклад, відбувається, коли калібрувальний гвинт на ідеальному рефрактометрі навмисно зміщується від ідеального калібрування.

Рисунок 6. Залежність між реальним (дійсним) показником заломлення і виміряним показником заломлення для неправильно відкаліброваного рефрактометра. Цей рефрактометр має похибку зсуву, при цьому всі значення показань вищі за дійсне значення.

Виправлення цієї проблеми вимагає простого регулювання зсуву. Це регулювання відбувається, коли калібрувальний гвинт регулюється на рефрактометрі. Шкала просто рухається вгору або вниз всередині рефрактометра (або якимось іншим чином шкала рухається відносно заломленого світла), коли користувач повертає гвинт, який її переміщує. Видиме показання шкали змінюється, і користувач повертає гвинт до тих пір, поки показання шкали не збігається з відомим показником заломлення еталона, який використовується для калібрування. На рисунку 7 показано, як змінюється співвідношення між зареєстрованим показником заломлення та реальним показником заломлення під час цього типу калібрування при використанні чистої прісної води для калібрування. На рисунку 8 показано, як змінюється співвідношення між заявленим показником заломлення та реальним показником заломлення під час цього типу калібрування, коли для калібрування використовується морська вода з вмістом 35 ppt. Обидва методи працюють однаково добре для цього типу корекції.

Рисунок 7. Залежність між реальним (фактичним) показником заломлення і виміряним показником заломлення для неправильно відкаліброваного рефрактометра. Даний рефрактометр має похибку зсуву, при цьому всі значення показань вищі за дійсне значення. Цей тип помилки можна виправити шляхом повторного калібрування за допомогою чистої прісної води (показник заломлення = 1,3330), як показано на малюнку, а також шляхом калібрування за допомогою морської води (Малюнок 8).

Рисунок 8. Залежність між реальним (дійсним) показником заломлення та виміряним показником заломлення для неправильно відкаліброваного рефрактометра. Цей рефрактометр має похибку зсуву, при цьому всі значення показань вищі за дійсне значення. Цей тип помилки можна виправити шляхом повторного калібрування з морською водою 35 ppt (показник заломлення = 1,3394), як показано на малюнку, а також шляхом калібрування з чистою прісною водою (Малюнок 7).

Ці ж проблеми стосуються рефрактометрів, які зчитують в одиницях солоності (ppt) або питомої ваги. У цих випадках виміряна та істинна солоність (або питома вага) відносяться один до одного точно так само, як виміряний та істинний показник заломлення відносяться один до одного на рисунках 6-8. На рисунку 9, наприклад, показано зв’язок між виміряною і дійсною питомою вагою для рефрактометра зі зміщеною похибкою. Очевидно, що морська вода (35 ppt), яка має фактичну питому вагу 1,0264, в цьому випадку має набагато нижчий показник – близько 1,0235. Аналогічно, на рисунку 10 показано залежність між виміряною та фактичною солоністю для рефрактометра зі зміщеною похибкою. Видно, що морська вода (35 проміле) в цьому випадку має значно нижчі показники – близько 31 проміле.

Рисунок 9. Залежність між реальною (фактичною) питомою вагою і виміряною питомою вагою для ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений) і неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний). Цей рефрактометр має похибку зсуву, при цьому всі значення показань вищі за дійсне значення. Вказана похибка вимірювання питомої ваги морської води з реальним показником заломлення 1,0264.

Рисунок 10. Залежність між реальною (фактичною) солоністю і виміряною солоністю (в ppt) для ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений колір) і неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний колір). Цей рефрактометр має похибку зсуву, при цьому всі значення показань вищі за дійсне значення. Вказана похибка вимірювання солоності морської води з реальною солоністю 35 проміле.

Так само, як було показано для показника заломлення, перекалібрування рефрактометра з помилкою зміщення можна розглядати в термінах питомої ваги і солоності. На рисунку 11 показано, що відбувається при регулюванні калібрувального гвинта таким чином, щоб питома вага стандарту морської води 35ppt (з відомою питомою вагою 1,0264) дійсно показувала 1,0264. На цьому рисунку неправильно відкалібрована червона лінія переміщується точно на зелену лінію, і рефрактометр після цього готовий до роботи при всіх значеннях питомої ваги. Аналогічно, на рисунку 12 показано, що відбувається при регулюванні калібрувального гвинта таким чином, щоб солоність стандарту морської води 35 проміле дійсно показувала 35 проміле. На цьому малюнку неправильно відкалібрована червона лінія переміщується точно на зелену лінію, після чого рефрактометр готовий до роботи при всіх значеннях питомої ваги.

Рисунок 11. Залежність між реальною (фактичною) питомою вагою і виміряною питомою вагою для ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений) і неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний). Цей рефрактометр має похибку зсуву, коли всі значення показують більше фактичного значення. Похибка може бути виправлена за допомогою стандарту морської води. Обертаючи калібрувальний гвинт до тих пір, поки стандарт морської води не покаже 1,0264, червона лінія переміститься на зелену лінію, і рефрактометр буде правильно відкалібрований. В цьому випадку точне калібрування можна виконати і з використанням прісної води.

Рисунок 12. Залежність між реальною (фактичною) солоністю і виміряною солоністю (в ppt) для ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений) і неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний). Цей рефрактометр має похибку зсуву, при цьому всі значення показують більше, ніж фактичне значення. Похибка може бути виправлена за допомогою стандарту морської води. Обертаючи калібрувальний гвинт до тих пір, поки стандарт морської води не покаже 35 ppt, червона лінія переміститься на зелену лінію, і рефрактометр буде правильно відкалібрований. В цьому випадку точне калібрування можна також виконати, використовуючи прісну воду.

Цей аналіз показує, що зміщення легко виправляється поворотом регулювального гвинта рефрактометра, і що його можна виправити, використовуючи як чисту прісну воду, так і морську воду з концентрацією 35 ppt.

Недосконале калібрування рефрактометра: Неправильне калібрування нахилу

Другий спосіб, коли рефрактометри можуть давати неправильні значення – це коли вони недосконало виготовлені або зроблені для застосування, відмінного від морської води. Одна з таких помилок призводить до того, що я називаю похибкою нахилу (рис. 13). По суті, рефрактометр зчитує показник заломлення, який є або нижчим, або вищим за реальний показник заломлення, і ця різниця змінюється з різницею від деякої точки калібрування (тут обрано нижній лівий кут, що відповідає чистій прісній воді). В цьому випадку похибка стає все більшою і більшою в міру віддалення від точки калібрування. Така похибка може виникнути, наприклад, якщо шкала виготовлена не за точними розмірами. В такому випадку ніяке переміщення шкали вгору або вниз не може зробити її точною при всіх значеннях показника заломлення.

Рисунок 13. Залежність між реальним (дійсним) показником заломлення і виміряним показником заломлення для неправильно відкаліброваного рефрактометра (червоний) і ідеально відкаліброваного рефрактометра (зелений). Цей червоний рефрактометр має похибку нахилу, причому значення, віддалені від точки калібрування (тут показано показник заломлення = 1,3330 для чистої прісної води), є вищими за фактичне значення. Як показано на рисунку, похибка у зчитуванні значень показника заломлення на такій великій відстані від точки калібрування, як у морської води, може бути значною.

Чи можна використовувати такий рефрактометр? Так, але тільки якщо він відкалібрований за допомогою розчину, про який відомо, що він має показник заломлення, близький до показника заломлення зразків, які будуть досліджуватися. Калібрування з використанням рідини, що відповідає морській воді, наприклад, може призвести до корекції нахилу, як показано на рисунку 14. При такому калібруванні рефрактометр є точним при цьому показнику заломлення, але не обов’язково при інших значеннях.

Рисунок 14. Рефрактометр на рисунку 13 (червоний) має похибку нахилу, при цьому значення, далекі від точки калібрування, зчитуються неправильно. Цей тип помилки можна виправити тільки шляхом калібрування розчином з показником заломлення, близьким до очікуваної точки вимірювання. Для використання в морській воді, повторне калібрування з морською водою 35 ppt (показник заломлення = 1,3394) переміщує червону лінію на зелену лінію з показником заломлення, що використовується для калібрування (тут 1,33940), і рефрактометр тепер точно зчитує в області показника заломлення, подібного до морської води.

Наприклад, щоб виміряти солоність морської води 35 ppt, відкалібруйте рефрактометр, використовуючи еталон з тим же показником заломлення, і похибка нахилу зникає при вимірюванні зразків морської води поблизу цієї солоності (рис. 14).

Ці ж питання стосуються рефрактометрів, які зчитують в одиницях солоності (ppt) або питомої ваги. У цих випадках виміряна і дійсна солоність (або питома вага) відносяться один до одного точно так само, як виміряна і дійсна питома вага відносяться один до одного на рисунках 13 і 14. На рисунку 15, наприклад, показано зв’язок між виміряною і дійсною питомою вагою для рефрактометра з похибкою нахилу. Рисунок 16 є розширенням області питомої ваги, що представляє інтерес для рифових акваріумістів. Видно, що морська вода (35 ppt), яка має фактичну питому вагу 1,0264, в даному випадку має набагато нижчі показники – близько 1,0235.

Рисунок 15. Співвідношення між реальною (фактичною) питомою вагою і виміряною питомою вагою для неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний) і ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений). Цей червоний рефрактометр має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування (прісна вода з питомою вагою 1,000), перевищують фактичне значення. Вказано величину похибки при вимірюванні морської води.

Рисунок 16. Залежність між реальною (фактичною) питомою вагою і виміряною питомою вагою для неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний) і ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений). Цей червоний рефрактометр має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування (прісна вода з питомою вагою 1,000), перевищують фактичне значення. Вказано величину похибки при вимірюванні морської води. Цей малюнок є розширенням малюнка 15 в області, що представляє найбільший інтерес для акваріумістів, які займаються рифовими акваріумами.

Аналогічно, на рисунку 17 показана залежність між виміряною і фактичною солоністю для рефрактометра зі зміщеною похибкою. Малюнок 18 є розширенням області солоності, що представляє інтерес для рифових акваріумістів. Видно, що морська вода (35 ppt) в даному випадку показує набагато нижче, приблизно 30 ppt.

Рисунок 17. Співвідношення між реальною (фактичною) солоністю і виміряною солоністю (в ppt) для неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний) і ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений). Цей червоний рефрактометр має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування (прісна вода з солоністю 0 ppt), показують більше, ніж фактичне значення. Вказано величину похибки при вимірюванні морської води.

Рисунок 18. Залежність між реальною (фактичною) солоністю і виміряною солоністю (в ppt) для неправильно відкаліброваного рефрактометра морської води (червоний) і ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений). Цей червоний рефрактометр має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування (прісна вода з солоністю 0 ppt), показують більше, ніж фактичне значення. Вказано величину похибки при вимірюванні морської води. Цей малюнок є розширенням малюнка 17 в області, що представляє найбільший інтерес для акваріумістів, які займаються рифовими акваріумами.

Так само, як це було показано для показника заломлення, перекалібрування рефрактометра з похибкою нахилу можна обговорювати з точки зору питомої ваги і солоності. На малюнку 19 показано, що відбувається при регулюванні калібрувального гвинта таким чином, щоб питома вага стандарту морської води 35 ppt (з відомою питомою вагою 1,0264) дійсно показувала 1,0264. Малюнок 20 є розширенням області солоності, що представляє інтерес для акваріумістів, які займаються рифовими акваріумами. На цьому малюнку неправильно відкалібрована червона лінія переходить на зелену лінію, і рефрактометр може працювати при значеннях питомої ваги близько 1,0264 (скажімо, від 1,020 до 1,030), але він вже не є точним при питомій вазі 1,000 (прісна вода; малюнок 19).

Малюнок 19. Рефрактометр на рисунках 15 і 16 (червоний) має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування, зчитуються неправильно. На цьому рисунку він був відкалібрований за допомогою морської води і тому є точним в області питомої ваги морської води, але не в області питомої ваги прісної води (питома вага = 1.000).

Малюнок 20. Рефрактометр на рисунках 15 і 16 (червоний) має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування, зчитуються неправильно. На цьому рисунку він був відкалібрований за допомогою морської води і тому є достатньо точним у діапазоні питомої ваги від 1,020 до 1,030, незважаючи на похибку нахилу. Цей рисунок є розширенням рисунка 19 в області, що представляє найбільший інтерес для акваріумістів, які займаються рифовими акваріумами.

Аналогічно, на малюнку 21 показано, що відбувається при регулюванні калібрувального гвинта таким чином, щоб солоність стандартної морської води 35 проміле дійсно показувала 35 проміле. Малюнок 20 є розширенням області солоності, що представляє інтерес для рифових акваріумістів. На цьому малюнку неправильно відкалібрована червона лінія переходить на зелену лінію, і рефрактометр може працювати при значеннях солоності близько 35 проміле (скажімо, від 30 до 40 проміле), але він більше не є точним у прісній воді (солоність = 0 проміле; малюнок 22).

Рисунок 21. Рефрактометр на рисунках 17 і 18 (червоний) має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування, зчитуються неправильно. На цьому рисунку він був відкалібрований за допомогою морської води і тому є точним в області, близькій до солоності морської води, але не в області прісної води (солоність = 0 ppt).

Зображення 22. Рефрактометр на рисунках 17 і 18 (червоний) має похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування, зчитуються неправильно. На цьому рисунку він був відкалібрований за допомогою морської води, і тому є достатньо точним у діапазоні солоності 30-40 ppt, незважаючи на похибку нахилу. Цей рисунок є розширенням рисунка 21 в області, що представляє найбільший інтерес для акваріумістів, які займаються рифовими акваріумами.

Цей тип корекції нахилу виявляється важливим для рифових акваріумістів, оскільки недорогі рефрактометри, здається, рясніють помилками нахилу в недорогих рефрактометрах. Багато акваріумістів виявили, що при калібруванні з використанням чистої прісної води їх рефрактометри неточно зчитують стандарти морської води 35 ppt. Багато хто зчитує 1 ppt, що, ймовірно, прийнятно для більшості акваріумістів, але деякі зчитують набагато далі від фактичного значення. Ці неточності можуть бути частково пов’язані з тим, що багато з них насправді можуть бути рефрактометрами солі, а не фактичними рефрактометрами морської води (див. наступний розділ).

Виправлення помилок калібрування нахилу слід проводити з використанням рідини, яка приблизно відповідає показнику заломлення води, що тестується, тому для води в рифових акваріумах калібрування з морською водою 35 ppt вирішує цю проблему, тоді як калібрування з чистою прісною водою – ні.

Недосконале використання рефрактометра: непорозуміння зі шкалою та сольові рефрактометри

Рефрактометри можуть призвести до неправильних показань додатковими способами, і, знову ж таки, ці проблеми виникають у рифових акваріумістів. Одна з них полягає в тому, що багато рефрактометрів призначені для вимірювання розчинів хлориду натрію, а не морської води. Їх часто називають рефрактометрами для солі або розсолу. Незважаючи на показання шкали в ppt () або питомій вазі, вони не призначені для використання з морською водою. На жаль, багато рефрактометрів, що використовуються акваріумістами, потрапляють в цю категорію. Насправді, дуже мало рефрактометрів, що використовуються любителями, є справжніми рефрактометрами для морської води.

На щастя для акваріумістів, відмінності між сольовим рефрактометром і рефрактометром морської води не дуже великі. Розчин хлориду натрію 35 ppt (3,5 вагових відсотка хлориду натрію у воді) має той самий показник заломлення, що і розчин морської води 33,3 ppt, тому похибка при використанні ідеально відкаліброваного сольового рефрактометра становить близько 1,7 ppt, або 5% від загальної солоності. На мою думку, ця похибка є значною, але, як правило, недостатньою для того, щоб вивести рифовий акваріум з ладу, якщо припустити, що акваріуміст з самого початку націлився на відповідну солоність. На малюнку 23 показано співвідношення між ідеально відкаліброваним і точним сольовим рефрактометром і ідеально відкаліброваним і точним рефрактометром морської води, коли одиниці виміру представлені в солоності. На цьому рисунку показано, що виміряне значення солоності морської води приблизно на 1,7 проміле вище, ніж воно є насправді.

Рисунок 23. Співвідношення між реальною (фактичною) солоністю і виміряною солоністю (в проміле) для ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений) і ідеально відкаліброваного сольового рефрактометра (червоний). Цей сольовий рефрактометр фактично має значну похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування (прісна вода з солоністю 0 ppt), показують приблизно на 1,7 ppt вище, ніж фактичне значення. Сольові рефрактометри, що показують солоність, можна перекалібрувати, використовуючи морську воду, щоб усунути майже всю цю похибку (так само, як рефрактометр на рисунках 17 і 18 був перекалібрований у морській воді, щоб отримати рисунки 21 і 22).

Виявляється, що це похибка нахилу в тому сенсі, що ідеально виготовлений хлоридно-натрієвий рефрактометр обов’язково має інший зв’язок між показником заломлення і солоністю, ніж морська вода. Цей тип проблем з рефрактометром зовсім не виправляється калібруванням його чистою прісною водою. Якщо у вас є цей тип рефрактометра, і він був ідеально виготовлений і відкалібрований у прісній воді, він ЗАВЖДИ буде показувати солоність морської води вищою, ніж вона є насправді (помилково показуючи фактичні 33,3 ppt як 35 ppt).

Ще більш заплутаним, але, можливо, трохи меншою проблемою з точки зору величини похибки, є те, що сольові рефрактометри іноді зчитують у питомій вазі. Але це значення є питомою вагою розчину хлориду натрію з вимірюваним показником заломлення, а не морської води з цим показником заломлення. Розчин хлориду натрію з тим же показником заломлення, що і морська вода з показником заломлення 35 ppt (тобто 36,5 ppt хлориду натрію), має питому вагу, що відповідає 34,3 ppt морської води. Таким чином, цей тип рефрактометра, коли він ідеально відкалібрований, буде показувати питому вагу морської води 35 ppm дещо занижену, на рівні 1,0261 замість приблизно 1,0264. Ця похибка (показник на 0,0003 або близько того занадто низький), однак, ймовірно, менша, ніж більшість рифових акваріумістів. На малюнку 24 показано взаємозв’язок між ідеально відкаліброваним і точним сольовим рефрактометром і ідеально відкаліброваним і точним рефрактометром морської води, коли одиниці виміру представлені в питомій вазі. Різдвяні подарунки та нові розпродажі з каталогу Toyworld. На цьому рисунку показано, що виміряне значення солоності морської води приблизно на 0,0003 нижче, ніж воно є насправді.

Рисунок 24. Співвідношення між реальною (фактичною) питомою вагою і виміряною питомою вагою для ідеально відкаліброваного рефрактометра морської води (зелений) і ідеально відкаліброваного сольового рефрактометра (червоний). Цей сольовий рефрактометр фактично має дуже малу похибку нахилу, причому значення, далекі від точки калібрування (прісна вода з солоністю 0 ppt), показують приблизно на 0,0003 одиниці питомої ваги вище фактичного значення. Сольові рефрактометри, що показують питому вагу, можна перекалібрувати, використовуючи морську воду, щоб усунути майже всю цю і без того невелику похибку (так само, як рефрактометр на Рисунках 15 і 16 був перекалібрований у морській воді, щоб отримати Рисунки 19 і 20).

Незалежно від показань шкали сольового рефрактометра (ppt або питома вага), акваріумісти можуть обійти цю проблему, відкалібрувавши цей тип рефрактометра за стандартом морської води (див. нижче). Оскільки цей тип калібрування також дозволяє уникнути важливих виробничих помилок (дефекти калібрування нахилу через те, що шкала має неправильні розміри), він вирішує обидві проблеми одночасно.

Найпоширеніший тип рефрактометра називається рефрактометром за шкалою Брікса. Його шкала зазвичай показує в градусах за шкалою Брикса або в % за шкалою Брикса (відсотках за шкалою Брикса). Ці рефрактометри використовуються в багатьох галузях промисловості для вимірювання концентрації цукру у воді, наприклад, у виробництві безалкогольних напоїв. Вони можуть бути використані для вимірювання солоності морської води, але не завжди достатньо точні в діапазоні показника заломлення морської води, щоб бути корисними. Роздільна здатність 0,2% за Бриксом є загальною, і вона є гранично прийнятною з причин, описаних нижче.

Таблиця 4 показує зв’язок між солоністю морської води, показником заломлення та % Brix. Якщо рефрактометр має роздільну здатність (не точність, а саме роздільну здатність, тобто найменшу величину, яку він може розрізнити) 0,2 % Brix, то це означає приблизно +/- 1 ppt. Таким чином, найкраща роздільна здатність перекладається на 35 частин на мільйон, а показник морської води – 34-36 частин на мільйон, що може бути достатнім для акваріумістів, які займаються рифовими акваріумами. Рефрактометр Брікса, який зчитує від 0 до 10 % Брікса з роздільною здатністю 0,1 % Брікса, може бути прекрасним вибором для визначення солоності морської води в рифовому акваріумі (хоча вони не дешеві). Деякі рефрактометри за шкалою Брікса мають роздільну здатність 0,5 % за шкалою Брікса або навіть 1 % за шкалою Брікса, і вони не є підходящим вибором.

Таблиця 4. Зв’язок між солоністю морської води, показником заломлення та % Brix.
Солоність морської води (проміле)
Показник заломлення

Деякі медичні та ветеринарні лабораторії використовують тип рефрактометра, який називається “клінічний рефрактометр”. Вони зазвичай використовуються для вимірювання білків у сечі, сироватці та інших біологічних рідинах. Шкала може показувати в одиницях, знайомих рифовим акваріумістам (ppt або питома вага), але це ppt або питома вага розчину білка, а не розчину морської води. Ці одиниці слід ігнорувати, і якщо це все, що є на рефрактометрі, я б знайшов інший рефрактометр. Без таблиці перерахунку в солоність або питому вагу морської води такі показання не можуть бути використані для вимірювання солоності морської води, оскільки вони будуть далекі від дійсності. Деякі клінічні рефрактометри зчитують показники в показниках заломлення, що є нормальним, якщо ви підбираєте відповідний показник заломлення до відповідного показника заломлення морської води (наприклад, морська вода 35 ppt має показник заломлення 1,33940). Такі перерахунки показника заломлення в солоність або питому вагу показані на малюнках 1 і 2, а також в таблиці 1.

Комерційні стандарти рефрактометрів

Незважаючи на те, що багато рефрактометрів, які продаються акваріумістам, рекомендують калібрування в чистій воді, таке калібрування не завжди забезпечує точність. Отже, може виникнути потреба у використанні інших стандартів. Цими іншими стандартами повинні бути розчини з відомими показниками заломлення, близькими до значень, які передбачається вимірювати в акваріумі. Для цієї мети ідеально підходить морська вода з солоністю 35 ppt, і такі стандарти можуть бути отримані комерційним шляхом або виготовлені з кухонної солі з відповідним вимірюванням.

Один з підходящих комерційних стандартів виготовляється компанією American Marine і продається під торговою маркою Pinpoint. Він продається як калібрувальна рідина 53 мСм/см для електронного зонду солоності (зонд провідності) компанії, але він також підходить для використання в рефрактометрі. Зауважте, що це не обов’язково стосується всіх стандартів провідності 53 мСм/см. Рідина Pinpoint може відповідати морській воді за іншими параметрами, а не тільки за провідністю, але інші марки або саморобні стандарти 53 мСм/см можуть не підходити для використання з рефрактометром, оскільки, хоча вони мають таку ж провідність, як і морська вода 35 ppt, вони можуть не мати такий же показник заломлення.

Наприклад, стандартна морська вода з S=35 (35 практичних одиниць солоності, або PSU) визначається як морська вода з такою ж провідністю, як і розчин, виготовлений з 3,24356 вагових відсотків хлориду калію (KCl), і ця провідність становить рівно 53 мСм/см (мСм/см, або мілісіменс на сантиметр, є однією з одиниць, що використовуються для визначення провідності). Однак цей розчин має показник заломлення близько 1,3371, що відповідає показнику морської води трохи нижче 26 ppt. Тому не слід вважати, що всі стандарти провідності 53 мСм/см підходять для калібрування рефрактометра.

У Salifert є продукт під назвою Refracto-Check, який вони часто роздають на таких зустрічах, як MACNA. Це стандарт показника заломлення морської води 35 ppt, але він не є широко доступним у продажу.

Стандарти рефрактометрів, зроблені своїми руками

У попередній статті я описав, як зробити своїми руками стандарт рефрактометра, що відповідає 35 ppt морської води, і я просто підсумую цей рецепт тут.

Для забезпечення стандарту для рефрактометрів потрібен розчин, показник заломлення якого подібний до звичайної морської води. Морська вода з солоністю 35 ppt має показник заломлення 1,3394. Аналогічно, показник заломлення різних розчинів хлориду натрію можна знайти в науковій літературі. У моєму “Довіднику з хімії та фізики” (57-е видання, стор. D-252) є така таблиця. Ця таблиця містить записи для 3,6 і 3,7 вагових відсотків розчинів хлориду натрію, які охоплюють значення для нормальної морської води. Інтерполяція між цими точками даних дозволяє припустити, що розчин 3,65 вагових відсотків хлориду натрію має такий самий показник заломлення, як і морська вода 35 ppt, і тому може бути використаний як відповідний стандарт (Таблиця 5).

Таблиця 5. Показник заломлення як функція концентрації розчину хлориду натрію. Темно-синій ряд відповідає стандарту.

Концентрація хлориду натрію (мас. %)
Показник заломлення
Еквівалентна солоність морської води (проміле)

Цей 3,65-відсотковий розчин хлориду натрію можна приготувати шляхом розчинення 3,65 грама хлориду натрію в 96,35 грама (мл) очищеної прісної води. Цей рецепт можна масштабувати до будь-якого відповідного розміру за наявності відповідних інструментів (36,5 грама в 963,5 грама (мл) води, 0,365 грама в 9,635 г (мл) води і т.д.).

Ця концентрація приблизно відповідає ¼ склянки (73,1 г) йодованої солі Мортона, розчиненої у двох літрах (2000 г) води (що дає трохи більше 2 л загального об’єму).

Для більш грубого вимірювання при відсутності точного вимірювання об’єму або ваги води:

1. Відміряйте ¼ склянки йодованої солі Мортона (близько 73,1 г). 2. Додайте одну чайну ложку солі (що становить близько 79,3 г загальної кількості солі). 3. Відміряйте повний об’єм пластикової 2-літрової пляшки з-під кока-коли або дієтичної кока-коли, наповненої очищеною прісною водою (близько 2104,4 г). 4. Розчиніть загальну кількість солі (79,3 г) у загальному об’ємі води (2104 г), щоб отримати приблизно 3,65 вагового відсотка розчину NaCl. Об’єм цього розчину буде трохи більшим, ніж пляшка з-під кока-коли, тому розчиніть його в іншій ємності.

[ Примітка: описаний тут стандарт з використанням пляшок з-під безалкогольних напоїв може змінюватися в залежності від об’єму пляшки. Виявляється, що такі пляшки можуть відрізнятися за загальним об’ємом, а це може призвести до помилки принаймні в один проміле в солоності еталонів, підібраних до морської води з солоністю 35 проміле. Стандарти, виготовлені за допомогою точних вимірювань солі і води, однак, будуть точно відповідати 35 проміле].

Поради щодо вибору рефрактометра

Вибір відповідного рефрактометра для вимірювання солоності вимагає спочатку визначення того, чи охоплює він відповідний діапазон, що становить інтерес. Для будь-якого рефрактометра показник заломлення морської води з солоністю 35 ppt становить 1,33940. Потрібен рефрактометр, який має діапазон, що охоплює це значення. Якщо він буде калібруватися в чистій прісній воді, діапазон повинен розширюватися до 1,3330 (що майже завжди має місце). Якщо діапазон занадто широкий, або точність занадто низька з інших причин, то невизначеність конкретного вимірювання буде занадто високою. З таблиці 2 видно, що невизначеність ± 0,00018 для показника заломлення відповідає невизначеності близько ± 1 проміле для солоності (скажімо, 34-36 проміле) або ± 0,00075 для питомої ваги (скажімо, від 1,0255 до 1,0270). Таким чином, точність показань рефрактометра до 0,0002 одиниць показника заломлення або краще є прийнятною для більшості застосувань в рифових акваріумах.

При виборі рефрактометра, який зчитує в ppt або питомій вазі, важливо переконатися, що це або справжній рефрактометр для морської води, або рефрактометр для солі (розсолу), а не клінічний рефрактометр. Для справжнього рефрактометра морської води або рефрактометра солі (розсолу) (враховуючи відмінності та потенційні неточності сольових рефрактометрів, які були описані раніше в статті), діапазон повинен включати близько 30-40 ppt та/або питому вагу близько 1,022 – 1,029. Якщо він буде калібруватися в чистій прісній воді, діапазон повинен розширюватися до 0 ppt і питомої ваги = 1,0000 (що майже завжди так і є). Якщо діапазон занадто широкий, або точність занадто низька з інших причин, то невизначеність конкретного вимірювання буде занадто високою. Бажана точність зчитування до ± 1 ppt (скажімо, 34-36 ppt) в солоності або ± 0,00075 в питомій вазі (скажімо, від 1,0255 до 1,0270).

При виборі рефрактометра, який зчитує у % Brix, діапазон повинен включати приблизно 3,8-5% Brix, з можливістю зчитування до 0,2% Brix для досягнення точності ± 1 ppt (скажімо, 34-36 ppt) для солоності або ± 0,00075 для питомої ваги (скажімо, 1,0255-1,0270).

Бажано, щоб рефрактометри, які використовуються акваріумістами, мали автоматичну температурну компенсацію (ATC). Ця функція додає невелику вартість, але підвищує точність вимірювань і усуває занепокоєння щодо температури.

Поради щодо калібрування рефрактометра

Незважаючи на те, що багато рефрактометрів, що продаються акваріумістам, рекомендують калібрування в чистій воді, таке калібрування саме по собі не забезпечить точності з причин, описаних вище. Тому моя рекомендація щодо калібрування полягає в наступному:

1. Спочатку відкалібруйте рефрактометр в чистій прісній воді. Це може бути дистильована вода, вода RO (зворотного осмосу), вода RO/DI, бутильована вода і навіть водопровідна вода з досить низьким TDS (загальний вміст розчинених твердих речовин). Калібрування водопровідною водою зі значенням TDS 350 ppm вносить лише близько 1% похибки в солоність, що призводить до того, що показання в морській воді будуть трохи заниженими. Таким чином, морська вода з концентрацією 35 проміле (питома вага = 1,0264) буде показувати близько 34,7 проміле, а питома вага – близько 1,0261.

Таке калібрування зазвичай слід проводити при кімнатній температурі з використанням рефрактометра ATC. В інструкціях до деяких рефрактометрів ATC наполягають на тому, щоб калібрування проводилося при певній температурі, але я ніколи не розумів, яке це може мати значення, і я б не турбувався про це. Якщо рефрактометр не є рефрактометром ATC, то необхідний ретельний контроль або корекція температури, і такі корекції виходять за рамки цієї статті.

Калібрування зазвичай виконується шляхом поміщення прісної води в рефрактометр, залишення її принаймні на 30 секунд, щоб вона досягла тієї ж температури, що і рефрактометр, і регулювання калібрувального гвинта до тих пір, поки він не покаже значення, відповідне для прісної води (наприклад, показник заломлення = 1,3330, солоність = 0 ppt, питома вага = 1,0000). Зазвичай цей крок є швидкою і простою процедурою, і часто може бути все, що потрібно, ЯКЩО рефрактометр пройшов другий крок калібрування, описаний нижче, принаймні один раз. Це калібрування зсуву, як описано вище.

2. Другий етап калібрування слід виконати принаймні один раз, перш ніж покладатися на рефрактометр для точного вимірювання солоності води в рифовому акваріумі. Цей крок включає в себе тестування його в розчині, що відповідає показнику заломлення морської води 35 ppt (або іншому подібному розчині, близькому до діапазону вимірювань). Не забудьте залишити його принаймні на 30 секунд, щоб він досяг тієї ж температури, що і рефрактометр. Відповідні комерційні та саморобні стандарти були описані раніше в цій статті. Використовуючи один з них, нанесіть краплю на рефрактометр і зчитайте значення. Якщо він показує приблизно 35 ppt, або питому вагу 1,0264, або показник заломлення 1,33940, то рефрактометр правильно відкалібрований і готовий до роботи.

Якщо він показує неправильні показання, і відхиляється на величину, яка є значною відносно ваших вимог до точності вимірювання солоності, тоді вам потрібно перекалібрувати його, використовуючи цю другу рідину. Я вважаю, що допустима похибка солоності ± 1 проміле або похибка питомої ваги ± 0,0075. Якщо рефрактометр значно вимкнений, і ви використовували саморобний стандарт, виготовлений за допомогою грубих методів, таких як пляшки з-під кока-коли, хорошим наступним кроком може бути придбання комерційного стандарту.

Щоб виправити помилки, використовуючи ці стандарти морської води, просто відрегулюйте калібрувальний гвинт на рефрактометрі, поки він не покаже правильне значення для стандарту (35 ppt, або питому вагу 1,0264, або показник заломлення 1,33940). Цей тип калібрування нахилу робить рефрактометр придатним для зчитування розчинів, солоність яких близька до солоності морської води. Після такого калібрування рефрактометри можуть некоректно зчитувати прісну воду.

Знову ж таки, незважаючи на заяви в інструкціях до деяких рефрактометрів про те, що еталон повинен бути при певній температурі, при калібруванні рефрактометра ATC цим еталоном морської води, я б просто використовував його при кімнатній температурі.

Якщо ви використовуєте рефрактометр для вимірювання гіпосолоності, наприклад, при лікуванні хворої риби, я б просто використовував рефрактометр, відкалібрований на прісній воді, тому що вона ближче за солоністю, ніж морська вода, до гіпосолоного розчину, який зазвичай використовується (скажімо, питома вага = 1,009). Новий стандарт для гіпосолоності можна також зробити, змішавши одну частину морської води з концентрацією 35 частин на мільйон і дві частини прісної води, але це, ймовірно, буде надмірністю.

Інші поради щодо використання рефрактометра

Нахиляйте рефрактометр між кожним вимірюванням, використовуючи м’яку вологу тканину. Невитирання призми може призвести до неточних результатів і пошкодження призми.

Не занурюйте рефрактометр у воду. Якщо рефрактометр виглядає запітнілим всередині, це означає, що в нього потрапила вода. Ви можете або не можете висушити його, не пошкодивши прилад. Не вимірюйте і не чистіть його абразивними або корозійними хімічними речовинами.

Якщо шкала повністю темна, можливо, Ви не додали зразок належним чином. Якщо шкала повністю світла, це означає, що показник заломлення рідини знаходиться вище верхньої межі рефрактометра.

Рефрактометри – це швидкий і часто точний спосіб вимірювання солоності води в рифових акваріумах. Після перевірки, щоб переконатися, що вони були зроблені правильно, вони можуть служити роками, за умови, що вони не падають на тверду поверхню або в акваріум. Однак, як і у випадку з багатьма пристроями, іноді Ви отримуєте те, за що платите, а іноді і менше. Дуже недорогі рефрактометри можуть бути схильні до помилок, і їх може знадобитися перевірити в розчині, що відповідає морській воді, а не тільки чистій прісній воді.

Інші методи визначення солоності також цілком підходять для рифових акваріумістів. До них відносяться визначення провідності за допомогою електронних лічильників і питомої ваги за допомогою плаваючих скляних гідрометрів. Пластмасові гідрометри з поворотним важелем можуть бути точними, але, схоже, більш схильні до неточностей, ніж електронні лічильники та скляні гідрометри. Загалом, добре відкалібрувати будь-який пристрій, що використовується зі стандартом морської води, принаймні один раз, щоб підтвердити його належну роботу, перш ніж покладатися на нього для вимірювання солоності в рифовому акваріумі.

Source: reefkeeping.com