микрокомпрессор воздушный МК-1 - по ТУ 205 РСФСР 07.413;
натрий тетраборнокислый, гидрат (бура), х.ч. - по ГОСТ 4199;
соляная кислота, ч.д.а. - по ГОСТ 3118;
натрий бромистый, ч.д.а. - по ГОСТ 4169;
натр едкий, х.ч. - по ГОСТ 4328;
спирт этиловый ректификат - по ГОСТ 18300;
серная кислота концентрированная (плотность 1,84), х.ч. - по ГОСТ 4204;
индикатор метиленовый красный (метилрот), ч. - по ТУ 6-09-4530;
индикатор метиленовый синий (метилблау), ч. - по ТУ 6-09-2044;
индикатор метилоранж, ч. - по ТУ 6-09-4530;
индикатор фенолфталеин, ч. - по ТУ 6-09-4530;
натрий-аммоний фосфорнокислый, х.ч. - по ГОСТ 4170;
натронная известь - по ГОСТ 22688;
бария гидроксид, х.ч. - по ГОСТ 4107;
аскарит, ч. - по ТУ 6-09-4128;
парафин, ч. - по ТУ 6-09-3637.
1.3. Отбор проб
Пробы воды для определения щелочности отбирают из батометра после взятия проб на кислород и pH. Лучше всего помещать пробы в пластиковые или стеклянные бутыли. Во избежание испарения бутыли плотно закрывают. Бутыль заполняют пробой по возможности полнее для предотвращения значительного изменения концентрации растворенных в воде газов, главным образом углекислого, но с небольшим зазором воздуха, чтобы при изменении температуры во время хранения пробы не выталкивалась пробка. Щелочность желательно определять сразу же после отбора пробы на борту судна.
1.4. Подготовка к анализу
1.4.1. Методы приготовления реактивов для проведения анализа
1. Соляную кислоту концентрацией 0,1 моль/л готовят из фиксанала в 1 л мерной колбе.
2. Соляную кислоту концентрацией 0,02 моль/л готовят растворением 100 мл соляной кислоты 0,1 н в мерной колбе на 0,5 л и доведением до метки дистиллированной водой. Обычно эту кислоту готовят в количестве 3-5 л и хранят в парафинированной изнутри бутыли, закрытой резиновой пробкой с осушительной трубкой, наполненной натронной известью.
Бутыль соединяют с микробюреткой с автоматической установкой нуля. Титр раствора соляной кислоты устанавливают по двум доходным стандартным растворам. Титр должен быть определен с точностью до четвертого знака после запятой.
3. Для приготовления исходного стандартного раствора буры концентрацией 0,02 моль/л реактив дважды перекристаллизовывают из дистиллированной воды. Для этого 25 г соли растворяют при температуре не выше 50°C в 100 мл воды в химическом стакане и фильтруют горячий раствор через предварительно нагретый стеклянный фильтр N 2. По охлаждении фильтрата до 5-10°C (в холодильнике или ледяной воде) маточный раствор сливают, а кристаллы отсасывают. Операцию повторяют, но без фильтрования. Соль на фильтре тщательно отжимают стеклянной плоской пробкой и сушат 2-3 дня между листами фильтровальной бумаги. Затем кристаллы растирают в порошок в агатовой ступке и сушат в эксикаторе над расплавленным (смоченным небольшим количеством воды) бромистым натрием до постоянной массы. Если бура химически чистая, то ее только измельчают в ступке и сушат в эксикаторе.
Буру необходимо хранить в колбе или бюксе с хорошо притертым шлифом в эксикаторе над бромистым натрием, так как на воздухе она легко теряет воду (выветривается) и поэтому становится непригодной для приготовления титрованных растворов.
Отвешивают точно 0,9536 г измельченной и высушенной буры и растворяют ее в мерной калиброванной колбе на 250 мл в дистиллированной воде.
4. Для приготовления смешанного индикатора навеску 0,160 г метилового красного (метилрота) растирают в ступке с 5,9 мл раствора NaOH концентрацией 0,1 моль/л (если молярность раствора NaOH не равна точно 0,1, то рассчитывают поправку на его объем). Содержимое ступки смывают в стакан 96%-ным этиловым спиртом (ректификатом) и добавляют еще столько спирта, чтобы его общий объем был равен 400 мл. В полученный раствор метилового красного вносят 24 мл 0,1%-ного спиртового раствора метиленового синего (метилблау), который готовят растворением 0,1 г сухого метиленового синего в 100 мл спирта.
Правильно приготовленный индикатор должен иметь зеленовато-бурую окраску. Если индикатор получился зеленого цвета, то по каплям прибавляют раствор соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/л; при буром цвете индикатора прибавляют раствор NaOH концентрацией 0,1 моль/л. Нейтрализацию проводят очень осторожно и при добавлении каждой капли индикатор тщательно перемешивают или стеклянной палочкой, или магнитной мешалкой.
Раствор индикатора хранить долго нельзя. При его помутнении или изменении цвета надо приготовить свежий раствор. Хранить его следует в темной, хорошо закрытой склянке.
В точке перехода при pH = 5,55 морская вода в присутствии смешанного индикатора или бесцветна, или имеет слабую серовато-зеленоватую окраску; при pH > 5,55 окраска раствора изменяется от серовато-зеленой до зеленоватой или зеленой; при pH < 5,55 (морская вода перетитрована) вода приобретает розоватую окраску.
5. Раствор индикатора метилоранжа 1%-ный готовят растворением 1 г индикатора в 100 мл дистиллированной воды.
6. Раствор индикатора фенолфталеина 0,5%-ный готовят растворением 0,5 г индикатора в 100 мл 60-90%-ного этилового спирта.
1.4.2. Очистка проб морской воды от углекислоты и аммиака воздуха
Воздух в лабораторных помещениях всегда содержит небольшое количество аммиака и углекислого газа, которые обычно не мешают определению общей щелочности. Однако при хранении твердой углекислоты (сухого льда) и при курении их концентрации могут резко возрастать, что может отразиться на точности анализа. Это обстоятельство надо иметь в виду. Поэтому желательно периодически проветривать помещение.
Раствор для очистки воздуха от аммиака готовят растворением 10 г натрия-аммония фосфорнокислого в 25 мл дистиллированной воды с последующим добавлением 2 мл концентрированной серной кислоты и нескольких капель индикатора метилоранжа (рабочий раствор должен быть окрашен в розовый цвет).
Натронную известь для очистки воздуха от углекислоты используют в виде прокаленного гранулированного препарата, который хранят в эксикаторе или в хорошо закрытой склянке с запарафиненной пробкой. Необходимо периодически проверять качество извести. Для этого через трубку с натронной известью пропускают воздух в баритовую воду - насыщенный прозрачный раствор гидроксида бария. Если после 10-минутного пропускания баритовая вода помутнела, значит известь непригодна и должна быть заменена.
Хорошим поглотителем углекислоты является также аскарит - волокнистый асбест, пропитанный гидроксидом натрия. При поглощении 
цвет аскарита меняется с коричневого на белый.
цвет аскарита меняется с коричневого на белый.1.4.3. Установка титра соляной кислоты по исходному раствору буры
В колбу для титрования проб морской воды на щелочность отбирают автоматической калиброванной пипеткой 10 мл исходного раствора буры. Прибавляют каплю смешанного индикатора и титруют из калиброванной микробюретки раствором соляной кислоты концентрацией 0,02 моль/л при постоянном пропускании через раствор очищенного воздуха. Титрование ведут до обесцвечивания раствора. Появляющаяся при пропускании воздуха бледно-розовая окраска должна исчезать, и раствор должен быть бесцветным в течение 2-3 мин. Если раствор не обесцвечивается, то он перетитрован. Титрование повторяют 2-3 раза, и расхождение между результатами не должно превышать 0,005-0,01 мл. Берут средний результат и вычисляют поправочный коэффициент к титру соляной кислоты (0,02 моль/л): k = V / а, где k - поправочный коэффициент к титру соляной кислоты; V - объем титруемой пробы с инструментальной поправкой пипетки; а - объем соляной кислоты, пошедший на титрование, с инструментальной поправкой бюретки, мл. Титр кислоты записывают с точностью до четвертого знака.
1.5. Проведение анализа
Пробы воды для определения щелочности должны принять температуру помещения. Очистка воздуха осуществляется пропусканием его через систему соединенных последовательно поглотительных склянок между воздухонагнетательным электронасосом и колбой для титрования: первая склянка с крепким раствором щелочи для поглощения углекислоты, вторая с кислым раствором фосфата натрия - аммония для поглощения аммиака с несколькими каплями 1%-ного индикатора метилоранжа, далее трубка с натронной известью для окончательного поглощения углекислоты и затем контрольная склянка с баритовым раствором с несколькими каплями 0,5%-ного индикатора фенолфталеина. При пожелтении поглотителя для аммиака и обесцвечивании баритовой воды необходимо заменить все поглотители.
В специальную колбу с газопродувной трубкой отбирают автоматической калиброванной пипеткой 20 или 25 мл морской воды, добавляют три капли смешанного индикатора и, пропуская через пробу очищенный воздух, титруют раствором соляной кислоты концентрацией 0,02 моль/л с известным титром. Титрование сначала ведут быстро, по каплям, а затем осторожно до появления устойчивой в течение 3 мин очень слабой розовой окраски. При повторном титровании результат не должен отличаться более чем на 0,005-0,01 мл.
1.6. Обработка результатов анализа
Щелочность определяют с точностью до третьего знака после запятой по следующей формуле:
, где А - щелочность морской воды, (мг/моль)/л; а - объем соляной кислоты концентрацией 0,02 моль/л, пошедшей на титрование пробы морской воды, с учетом инструментальной поправки бюретки, мл; k - поправочный коэффициент к титру соляной кислоты; V - объем титруемой пробы с инструментальной поправкой пипетки, мл.
2. Электрометрический (потенциометрический) метод
2.1. Сущность метода
Электрометрический (потенциометрический) метод определения общей щелочности морской воды основан на изменении концентрации водородных ионов 
, или pH, в процессе прямого титрования пробы титрованным раствором соляной кислоты. Для измерения pH титруемой пробы к pH-метру подключают электродную систему, состоящую из двух электродов: стеклянного и сравнения. Первый из них условно принимают за водородный электрод. Между его поверхностью и раствором возникает разность потенциалов 
, которая является функцией pH: 
. Для создания замкнутой электродной цепи используют вспомогательный электрод сравнения, на внутренней поверхности которого при погружении в раствор возникает потенциал 
, также зависящий от pH раствора. Следовательно, и суммарный потенциал 
зависит от pH водного раствора.
, или pH, в процессе прямого титрования пробы титрованным раствором соляной кислоты. Для измерения pH титруемой пробы к pH-метру подключают электродную систему, состоящую из двух электродов: стеклянного и сравнения. Первый из них условно принимают за водородный электрод. Между его поверхностью и раствором возникает разность потенциалов , которая является функцией pH: . Для создания замкнутой электродной цепи используют вспомогательный электрод сравнения, на внутренней поверхности которого при погружении в раствор возникает потенциал , также зависящий от pH раствора. Следовательно, и суммарный потенциал зависит от pH водного раствора. Электрометрический метод определения щелочности отличается от объемно-аналитического метода только тем, что титрование проводят автоматически без участия оператора, что позволяет ускорить титрование и повысить его точность. Установка же титра соляной кислоты и ход анализа проб морской воды на щелочность остаются прежними. На рис. 5 показана общая схема работы установки для определения общей щелочности [1, 2].