Эй, когда дело доходит до того, что осадок в мерном цилиндре внезапно всплывает целиком, это не редкость, особенно в лаборатории или во время мелкомасштабных экспериментов, это может произойти внезапно. Вы сказали, что этот хороший осадок, который изначально был довольно спокойным и оседал на дне, почему он вдруг всплыл, как коллективное восстание? Здесь есть немало хитростей, давайте разберем их и поговорим сегодня. Возможно, ситуация, с которой вы столкнулись, именно здесь.
Во-первых, нам нужно поразмыслить, есть ли проблема с «конституцией» самого осадка. Подумайте об этом, в осадке живет много микроорганизмов, и эти малыши едят, пьют, испражняются и рассеиваются внутри. Если их условия жизни изменятся, их модели поведения определенно изменятся соответствующим образом. Возьмем, к примеру, растворенный кислород. Если в воде в мерном цилиндре остро не хватает кислорода, эти анаэробные бактерии будут в восторге. Когда они разлагают органические вещества, они будут производить много газов, таких как метан и сероводород. Мелкие пузырьки прилипают к частицам осадка, как будто вы кладете маленький воздушный шарик в осадок, медленно поднимая его вверх. Эта ситуация довольно распространена, особенно когда осадок оставляют на долгое время, кислород внутри потребляется, и это легко может вызвать общую плавучесть, иногда с запахом тухлых яиц, что в основном связано с анаэробным газообразованием.
Давайте поговорим о проблеме старения осадка. Подумайте об этом, если осадок остается в мерном цилиндре слишком долго, а питательных веществ не хватает, микроорганизмы будут «съедать» друг друга, когда проголодаются, а оставшиеся частицы осадка будут легкими и разрушенными, с уменьшением плотности, что, естественно, облегчает их всплытие. Этот вид всплывающего старого осадка может выглядеть не так «энергично», он просто медленно поднимается, а слой осадка также выглядит рыхлым и рассыпчатым, в отличие от свежего осадка, который такой компактный. Иногда это также может сопровождаться помутнением в надосадочной жидкости, поскольку мелкие частицы осадка всплывают в воду, что также является четким сигналом.
Другая возможность заключается в том, что в осадок было добавлено что-то неподходящее, например, масло. Если в образце воды много масла, осадок в мерном цилиндре легко окутывается маслом, образуя слой масляной пленки. Само масло имеет низкую плотность и всплывает вместе с осадком, создавая картину, похожую на слой жирной грязи, плавающей на поверхности воды. Этот вид всплывающего осадка часто липкий и его можно легко вытащить стеклянной палочкой. Он также может иметь масляный запах, что облегчает его идентификацию. Не только масло, но и другие примеси с низкой плотностью, такие как легкие органические соединения в определенных химических отходах, смешанные с осадком, могут вызвать снижение общей плотности и привести к всплытию.
В дополнение к проблемам с самим осадком, изменения температуры воды также могут вызывать нарушения. Подумайте об этом, как только температура воды меняется, меняется и ее плотность. Если в мерном цилиндре внезапно происходит повышение температуры, например, его помещают рядом с обогревателем или подвергают воздействию солнечного света, вода внутри расширяется из-за тепла, вызывая снижение ее плотности. В то же время конвекция воды вокруг частиц осадка усилится, что может подтолкнуть осадок вверх. Однако этот вид подъема, вызванный изменениями температуры воды, обычно не очень долговечен. После стабилизации температуры осадок может снова опуститься, что можно считать «временной ситуацией».
Кроме того, необходимо учитывать, произошла ли денитрификация в осадке. Денитрифицирующие бактерии преобразуют нитрат в газообразный азот при недостатке кислорода, и эти пузырьки газообразного азота также прилипают к осадку и всплывают вместе с ним. Эта ситуация аналогична анаэробному газообразованию, но денитрификация требует присутствия нитрата. Поэтому, если в образце воды был предыдущий процесс нитрификации, который произвел нитрат, а затем возникла нехватка кислорода, легко вызвать денитрификацию. Пузырьки, образующиеся при этом восходящем движении, могут быть более мелкими, а цвет осадка может не сильно измениться, в отличие от анаэробного осадка, который иногда становится черным. Если вы подозреваете денитрификацию, измерьте концентрацию нитратов в образце воды и посмотрите, есть ли запах азота при всплытии (хотя азот не имеет запаха, его можно судить, исключив другие газы), что может примерно подтвердить.
Существует также относительно редкая, но возможная ситуация, когда структура самих частиц осадка нарушена. Например, если в образце воды присутствуют сильные окислители, такие как хлор, озон или сильные кислоты и основания, они могут повредить клеточные стенки микроорганизмов, разрушить частицы осадка и превратить их в мелкие коллоидные частицы. Эти коллоидные частицы нелегко осаждаются в воде и всплывают целиком, напоминая слой «грязной воды», плавающей на поверхности воды. В этом случае характеристики осадка станут очень странными, он может потерять свою вязкость, делая его скользким на ощупь и совершенно отличным от нормального ощущения осадка.
Кстати, также возможно, что мерный цилиндр не был тщательно очищен. Если остались остатки моющих средств или других химикатов от последнего использования, эти вещества могут изменить поверхностное натяжение воды, затрудняя оседание частиц осадка, или из-за их низкой плотности они могут смешиваться с водой и всплывать вместе с осадком. Хотя эта ситуация является «человеческой ошибкой», ее нельзя игнорировать, особенно в лабораторных операциях, где небольшая небрежность иногда может привести к аномальным экспериментальным явлениям.
Как вы думаете, всплытие осадка в мерном цилиндре довольно сложно? Фактически, если обобщить, основные направления следующие: либо газообразование поднимает осадок (анаэробное газообразование, газообразование при денитрификации), либо сам осадок становится легче (старение, обволакивание легкими веществами), либо внешние воздействия окружающей среды (изменения температуры воды, примеси). В этой ситуации не спешите делать выводы. Наблюдайте больше, принюхивайтесь, проверяйте состояние осадка и думайте об источнике образца воды. Вы всегда можете найти причину. В конце концов, за этими небольшими явлениями в лаборатории скрываются небольшие секреты микробных и материальных изменений, которые довольно интересно обдумывать медленно.
