Факультет

Студентам

Посетителям

Определение выдыхаемого углекислого газа почвенными животными

Количество выдыхаемой углекислоты чаще всего определяется непрямым методом по Варбургу (Dixon, 1941; Кожанчиков, 1961).

Согласно этому методу, в аппарате Варбурга проводят последовательно два определения: одно — с поглотителем СO2, характеризующее потребление кислорода животным, второе — без поглотителя СO2, которое рассматривается как разница между объемом поглощенного кислорода и выделенного за время измерения углекислого газа. Применение непрямого метода определения дыхательного коэффициента (СO2/O2) возможно, как уже говорилось, в тех случаях, когда есть уверенность, что никакие летучие вещества животным не выделяются. Иначе при расчетах потребление кислорода окажется заниженным, а выделение углекислого газа (сюда будет включен и неизвестный газ) завышенным, что приведет к искажению величины дыхательного коэффициента.

Более правильными сейчас следует считать, особенно для почвенных животных, прямые методы измерения количества выдыхаемого углекислого газа.

Количество СО2 может быть определено уже упоминавшимися сложными методами с помощью газовой хроматографии (Wood, Wood, Dickinson, 1970; Mitchell, 1973), инфракрасного газового анализатора (Hamilton, 1959; Bolton, 1970; Neal, Jones, 1972). С помощью последнего Болтон успешно изучил изменений дыхательного коэффициента у дождевых червей в течение года. Измерение проводили в токе воздуха, лишенном СO2. Нил и Джонс (Neal, Jones, 1972) использовали в качестве респирационной камеры сосудик от прибора Варбурга, который пришлифовывался к специальному устройству, соединяющему его с инфракрасным газоанализатором. При этом содержание СO2 определяют с помощью газоанализатора, а O2 — полярографически. Продукция углекислого газа может быть определена с помощью кондуктометрии. Метод основан на измерении сопротивления электропроводности — величины, обратной сопротивлению) раствора щелочи-поглотителя СO2, которое меняется по мере поглощения щелочью углекислого газа. Схема прибора для одновременного определения потребления кислорода методом дифференциальной манометрии и выделения углекислого газа — кондуктометрически (Fenn, 1927; Lindsay, 1939). В качестве поглотителя СO2 использован раствор Ва(ОН)2, поскольку углекислый барий уходит в осадок и практически нерастворим. Воздух в дыхательной камере циркулирует со скоростью 6 см в мин., проходя через раствор щелочи. Это осуществляется с помощью специального электронасоса. Изменение объема воздуха в дыхательной камере, обусловленное потреблением кислорода, регистрируется перемещением капли жидкости в манометре, который соединяет рабочую и компенсирующую камеры и откалиброван.

Сопротивление раствора определяли с помощью мостовой схемы, откалиброванной относительно стандартных сопротивлений. Использовались платинированные электроды. Кондуктометрическая ячейка характеризуется константой, т. е. величиной, показывающей, какую часть удельного сопротивления раствора измеряет данная пара электродов.

Константу определяют с помощью раствора с точно известной удельной электропроводностью. Для этого измеряют с помощью данных электродов сопротивление стандартного раствора и множат полученную величину на удельную электропроводность этого раствора при температуре измерения. Константа зависит только от свойств электродов, поэтому время от времени ее следует проверять.

В опыте измеряют исходное сопротивление раствора Ва(ОН)2, а затем — его изменения через определенные отрезки времени. При этом удельная электропроводность раствора будет равна константе электродной ячейки, деленной на измеренное сопротивление раствора. По удельной электропроводности раствора определяют концентрацию раствора и ее изменения в течение опыта. По этим изменениям судят о количестве углекислого газа, вступившего в реакцию с данным количеством щелочи. Исходными данными для расчетов служат значения удельной электропроводности раствора Ва(ОН)2 (по Landolt-Bornstein, 1960) в зависимости от концентрации и температуры.

Из уравнения реакции Ва(OН)2+СO2=ВаСO2 + Н2O следует, что для изменения концентрации 1 мл раствора Ва(ОН)2 на 0,01N необходимо 112 мм3 СO2 (при 0° и 760 мм рт. ст.).

Для измерения выдыхаемой углекислоты была использована также установка, действие которой основано на измерении теплопроводности воздуха, меняющейся по мере накопления СO2 (Edwards, 1970). В качестве датчика использован термисторный детектор теплопроводности. На рис. 10 приведена схема устройства респирометра и измерительной ячейки этой установки. С помощью этого прибора, соединенного с пишущим устройством, Эдварде регистрировала и измеряла прерывистое выделение СO2 у диапаузирующих куколок бабочек.

Сравнительно простой метод определения количества выделяемой при дыхании углекислоты — титрование щелочи-поглотителя (Dixon, 1941). Для проведения таких определений удобна модификация сосуда Варбурга (Byzova, 1967). В боковой отросток наливают раствор Ва(ОН)2. Боковой отросток закрывается пипеткой с краном. Резервуар пипетки заполнен раствором соляной кислоты. Пипетка заполняется с помощью резинового баллончика таким образом, чтобы давление в баллончике было равно атмосферному, а кислота заполняла бы только резервуар пипетки. После этого кран закрывают и пипетку взвешивают для определения количества кислоты в ней. Потребление кислорода определяется обычным путем. После отсчета потребления O2 часть раствора соляной кислоты выдавливается из пипетки в щелочь. Для этого при слегка сдавленном баллончике открывают кран и после того, как кислота выливается, не отпуская баллончика, кран снова закрывают. Штативы с манометрами в течение минуты качают, затем отмечают показание манометра.

Объем кислоты, добавленной при титровании щелочи, определяется по ее весу, деленному на удельный вес. В свою очередь вес добавленной кислоты определяется как разность между весом наполненной пипетки и ее весом после титрования.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: