Sulfatni ioni so srednje soli žveplove kisline. Mnoge od teh spojin so zelo topne v vodi. V normalnih pogojih so snovi v trdnem agregacijskem stanju, imajo svetlo barvo. Številni sulfatni ioni so sedimentnega izvora, so morski in jezerski kemični sedimenti.
zgradbe
Kristalna struktura omogoča vsebnost kompleksnih anionov SO42-. Dvovalentne kovinske sulfate lahko ločimo kot običajne spojine. Na primer, sulfatni ioni v kombinaciji s kalcijevimi, barijevimi, stroncijevimi kationi tvorijo netopne soli. Te usedline so minerali, ki prosto obstajajo v naravi.
Biti v vodi
Poleg tega pri disociaciji soli nastane sulfatni ion, zato se ti ioni nahajajo v površinskih vodah. Glavni vir takšnih spojin so procesi kemične oksidacije sulfidov in žvepla.
V znatnih količinah sulfatni ioni vstopijo v vodna telesa med smrtjo živih organizmov, oksidacijo kopenskih in vodnih rastlinskih bitij. Poleg tega jih najdemo v podzemnih odtokih.
Bv industrijskih in kmetijskih odpadnih vodah nastane znatna količina sulfatnih ionov.
Za nizko mineralizirano vodo je značilna prisotnost ionov SO42-. Obstajajo tudi stabilne oblike takšnih spojin, ki pozitivno vplivajo na mineralizacijo pitne vode. Na primer, magnezijev sulfat je netopna spojina, ki se kopiči v vodi.
Pomen v ciklu žvepla
Če analiziramo sulfatni ion v vodi, je treba opozoriti na njegov pomen za celoten krog žvepla in njegovih spojin v naravi. Zaradi delovanja sulfat-reducirajočih bakterij se brez dostopa do atmosferskega kisika reducira na vodikov sulfid in sulfide. Zaradi prisotnosti kisika v talnih vodah se te snovi ponovno pretvorijo v sulfate.
Pod delovanjem sulfat-reducirajočih bakterij in ob pomanjkanju kisika se reducirajo na sulfide in vodikov sulfid. Toda takoj, ko se kisik pojavi v naravni vodi, se ponovno oksidirajo v sulfate.
V deževnici koncentracija ionov SO42- doseže 10 mg na kubični decimeter. Za sladke vode je ta številka približno 50 mg na dm3. V podzemnih virih je količinska vsebnost sulfatov bistveno višja.
Za površinske vode je značilno razmerje med letnim časom in odstotkom ionov žveplove kisline. Poleg tega na kvantitativni kazalnik vplivajo človeška gospodarska dejavnost, procesi redukcije in oksidacije, ki se pojavljajo v prostoživečih živalih.
Vpliv na kakovost vode
Sulfati pomembno vplivajo na kakovost pitne vode. Njihova povečana koncentracija negativno vpliva na organoleptične lastnosti. Voda pridobi slan okus, njena motnost se poveča. Povečana vsebnost takšnih anionov negativno vpliva na fiziološke procese, ki se pojavljajo v človeškem telesu. Slabo se absorbirajo v kri iz črevesja. V povišanih koncentracijah dajejo odvajalni učinek, motijo prebavne procese.
Ugotovili smo negativni učinek sulfatov na lase, dražilni učinek na sluznico oči in kožo. Zaradi nevarnosti, ki jo predstavljajo za človeško telo, je pomembno določiti sulfatne ione in pravočasno sprejeti ukrepe za zmanjšanje njihove količine v pitni vodi. Po predpisih ne smejo presegati 500 mg na kubični decimeter.
Značilnosti določanja anionov v vodi
Laboratorijske študije temeljijo na kvalitativni reakciji na sulfatni ion s Trilonom B. Titracija se izvaja v skladu z GOST 31940-12, uveljavljenim za SO42-. Za izvajanje laboratorijskih poskusov, povezanih z ugotavljanjem vsebnosti sulfatnih anionov v pitni in odpadni vodi, pripravimo raztopine barijevega klorida z dano koncentracijo (0,025 mol na dm3). Poleg tega so za analizo potrebne raztopine: magnezijeve soli, puferski amoniak, Trilon B, srebrov nitrat, črni indikator eriokroma T.
Algoritemkoraki analize
Laborant uporablja stožčasto bučko, katere prostornina je približno 250 ml. S pipeto ji dodamo 10 ml raztopine magnezijeve soli. Nato v analizirano bučko dodamo 90 ml destilirane vode, 5 ml pufrane raztopine amoniaka, nekaj kapljic indikatorja, titracijo izvedemo z raztopino dinatrijeve soli EDTA. Postopek se izvaja, dokler se barva ne spremeni v modro iz rdeče-vijolične.
Nato se določi količina raztopine dinatrijeve soli EDTA, potrebna za titracijo. Za zanesljiv rezultat je priporočljivo ponoviti postopek 3-4 krat. S korekcijskim faktorjem izvedite kvantitativni izračun vsebnosti sulfatnih anionov.
Značilnosti priprave analiziranih vzorcev za titracijo
Izvede se hkratna analiza dveh vzorcev s prostornino 100 ml. Potrebno je vzeti konične bučke, zasnovane za 250 ml. V vsako od njih laboratorijski asistent vnese 100 ml analiziranega vzorca. Nato jim dodamo 2-3 kapljice koncentrirane klorovodikove kisline, 25 ml barijevega klorida in bučke postavimo v vodno kopel. Segrevanje poteka 10 minut, nato je treba analizirane vzorce pustiti 60 minut.
Nato vzorce filtriramo tako, da na filtru ni oborine barijevega sulfata. Filter speremo z destilirano vodo, preverimo odsotnost kloridnih ionov v raztopini. Če želite to narediti, redno izvajajte kvalitativni pregledreakcija z raztopino srebrovega nitrata. Če se pojavi motnost, to kaže na prisotnost kloridov v raztopini.
Potem postavite filter v bučke, kjer je bilo obarjanje. Po dodajanju 5 ml amoniaka vsebino bučke premešamo s stekleno paličico, odpremo filter in ga razporedimo po dnu. Na osnovi 5 mg analiziranih ionov vodi dodamo 6 ml dinatrijeve soli EDTA. Vsebino segrejemo v vodni kopeli, nato pa kuhamo na električnem štedilniku, dokler se usedlina, ki je prišla v vodo skupaj s filtrom, popolnoma raztopi.
Trajanje ogrevanja ne sme presegati petih minut. Za izboljšanje kakovosti analize je potrebno občasno mešati vsebino bučke s stekleno palico.
Ko se vzorec ohladi, mu dodajte 50 ml destilirane vode, 5 ml pufrane raztopine amoniaka in nekaj kapljic raztopine indikatorja alkohola. Nato se titracija izvede s presežkom dinatrijeve soli EDTA raztopine sulfata ali magnezijevega klorida, dokler se ne pojavi stabilen vijoličen odtenek.
Sklep
Natrijevi, kalijevi, sulfatni ioni nastajajo v odpadni vodi ne le zaradi različnih naravnih procesov, temveč tudi kot posledica človekovih dejavnosti. Da voda, ki se uporablja za hrano, ne bi imela negativnega vpliva na žive organizme, je treba spremljati količinsko vsebnost različnih anionov in kationov v njej.
Na primer, pri titriranju vzorcev s Trilonom B je mogoče izvesti kvantitativne izračune vsebnosti sulfatnih anionov v vzorcih,sprejeti posebne ukrepe za zmanjšanje tega kazalnika (če je potrebno). V sodobnih analitskih laboratorijih v vzorcih pitne vode odkrivajo tudi katione težkih kovin, anione klora, fosfate, patogene mikroorganizme, ki ob prekoračitvi dovoljenih koncentracij negativno vplivajo na fizično in čustveno zdravje človeka.
Na podlagi rezultatov tovrstnih laboratorijskih poskusov in številnih študij analitični kemiki sklepajo, da je voda primerna za uživanje oziroma da jo potrebuje dodatno čiščenje, uporabo posebnega filtrirnega sistema, ki temelji na kemičnem čiščenju vode.
