Sulfatni ioni su srednje soli sumporne kiseline. Mnogi od ovih spojeva su vrlo topljivi u vodi. U normalnim uvjetima, tvari su u čvrstom agregacijskom stanju, imaju svijetlu boju. Mnogi sulfatni ioni su sedimentnog podrijetla, oni su morski i jezerski kemijski sedimenti.
Značajke zgrade
Kristalna struktura dopušta sadržaj složenih aniona SO42-. Dvovalentni metalni sulfati mogu se razlikovati kao uobičajeni spojevi. Na primjer, sulfatni ioni, spajajući se s kationima kalcija, barija, stroncija, tvore netopive soli. Ovi sedimenti su minerali koji slobodno postoje u prirodi.
Biti u vodi
Osim toga, sulfatni ion nastaje tijekom disocijacije soli, pa se ti ioni nalaze u površinskim vodama. Glavni izvor takvih spojeva su procesi kemijske oksidacije sulfida i sumpora.
U značajnim količinama, sulfatni ioni ulaze u vodena tijela tijekom smrti živih organizama, oksidacije kopnenih i vodenih biljnih stvorenja. Osim toga, nalaze se u podzemnim kanalizacijama.
Bznačajna količina sulfatnih iona stvara se u industrijskim i poljoprivrednim otpadnim vodama.
Nisko mineraliziranu vodu karakterizira prisutnost SO42- iona. Postoje i stabilni oblici takvih spojeva koji pozitivno utječu na mineralizaciju pitke vode. Na primjer, magnezijev sulfat je netopivi spoj koji se nakuplja u vodi.
Važnost u ciklusu sumpora
Ako analiziramo sulfatni ion u vodi, potrebno je napomenuti njegovu važnost za puni ciklus sumpora i njegovih spojeva u prirodi. Djelovanjem sulfat-reducirajućih bakterija, bez pristupa atmosferskom kisiku, reducira se na sumporovodik i sulfide. Zbog prisutnosti kisika u vodama tla, te se tvari ponovno pretvaraju u sulfate.
Pod djelovanjem sulfat-reducirajućih bakterija i u nedostatku kisika, reduciraju se u sulfide i sumporovodik. Ali čim se kisik pojavi u prirodnoj vodi, oni se ponovno oksidiraju u sulfate.
U kišnici koncentracija iona SO42- doseže 10 mg po kubičnom decimetru. Za slatke vode, ova brojka je oko 50 mg po dm3. U podzemnim izvorima kvantitativni sadržaj sulfata je znatno veći.
Površinske vode karakterizira odnos između godišnjeg doba i postotka iona sumporne kiseline. Osim toga, na kvantitativni pokazatelj utječu ljudska gospodarska aktivnost, procesi redukcije i oksidacije koji se događaju u divljim životinjama.
Utjecaj na kvalitetu vode
Sulfati imaju značajan utjecaj na kvalitetu pitke vode. Njihova povećana koncentracija negativno utječe na organoleptička svojstva. Voda poprima slan okus, povećava se zamućenost. Povećani sadržaj takvih aniona negativno utječe na fiziološke procese koji se odvijaju u ljudskom tijelu. Slabo se apsorbiraju u krv iz crijeva. U povišenim koncentracijama daju laksativni učinak, remete probavne procese.
Bilo je moguće utvrditi negativan učinak sulfata na kosu, nadražujući učinak na sluznicu očiju i kože. Zbog opasnosti koju predstavljaju za ljudski organizam, važno je odrediti sulfatne ione i pravodobno poduzeti mjere za smanjenje njihove količine u vodi za piće. Prema propisima, ne smiju prelaziti 500 mg po kubičnom decimetru.
Značajke određivanja aniona u vodi
Laboratorijske studije temelje se na kvalitativnoj reakciji na sulfatni ion s Trilonom B. Titracija se provodi u skladu s GOST 31940-12, ustanovljenim za SO42-. Za provođenje laboratorijskih pokusa vezanih uz detekciju sadržaja sulfatnih aniona u pitkoj i otpadnoj vodi pripremaju se otopine barijevog klorida zadane koncentracije (0,025 mol po dm3). Osim toga, za analizu su potrebne otopine: magnezijeve soli, amonijačni pufer, Trilon B, srebrni nitrat, crni eriokrom T indikator.
Algoritamkoraci analize
Laborant koristi stožastu tikvicu, kapaciteta oko 250 ml. Pipetom se dodaje 10 ml otopine magnezijeve soli. Zatim se u analiziranu tikvicu doda 90 ml destilirane vode, 5 ml puferirane otopine amonijaka, nekoliko kapi indikatora, titracija se provodi otopinom dinatrijeve soli EDTA. Postupak se provodi dok se boja ne promijeni u plavu iz crveno-ljubičaste.
Dalje se određuje količina otopine EDTA dinatrijeve soli potrebne za titraciju. Da biste dobili pouzdan rezultat, preporučljivo je ponoviti postupak 3-4 puta. Koristeći faktor korekcije, izvršite kvantitativni izračun sadržaja sulfatnih aniona.
Značajke pripreme analiziranih uzoraka za titraciju
Provodi se simultana analiza dva uzorka zapremine 100 ml. Potrebno je uzeti konične tikvice dizajnirane za 250 ml. Laborant u svaku unosi po 100 ml analiziranog uzorka. Zatim im se dodaju 2-3 kapi koncentrirane klorovodične kiseline, 25 ml barijevog klorida i tikvice se stave u vodenu kupelj. Zagrijavanje se provodi 10 minuta, zatim je potrebno analizirane uzorke ostaviti 60 minuta.
Zatim se uzorci filtriraju tako da na filteru nema taloga barijevog sulfata. Filter se ispere destiliranom vodom, provjerava se odsutnost kloridnih iona u otopini. Da biste to učinili, povremeno provodite kvalitativnu analizureakcija s otopinom srebrovog nitrata. Ako se pojavi zamućenje, to ukazuje na prisutnost klorida u otopini.
Zatim stavite filter u tikvice u kojima je obavljeno taloženje. Nakon dodavanja 5 ml amonijaka, promiješajte sadržaj tikvice staklenom šipkom, odvijte filter, rasporedite ga po dnu. Na temelju 5 mg analiziranih iona, vodi se doda 6 ml EDTA dinatrijeve soli. Sadržaj se zagrijava u vodenoj kupelji, zatim kuha na električnom štednjaku dok se talog koji je ušao u vodu zajedno s filterom potpuno ne otopi.
Trajanje grijanja ne smije biti dulje od pet minuta. Za poboljšanje kvalitete analize potrebno je povremeno miješati sadržaj tikvice staklenom šipkom.
Nakon što se uzorak ohladi, dodajte mu 50 ml destilirane vode, 5 ml puferirane otopine amonijaka i nekoliko kapi otopine indikatora alkohola. Zatim se titracija provodi s viškom dinatrijeve soli EDTA otopine sulfata ili magnezijevog klorida dok se ne pojavi stabilna ljubičasta nijansa.
Zaključak
Ioni natrija, kalija, sulfata nastaju u otpadnim vodama ne samo zbog raznih prirodnih procesa, već i kao rezultat ljudskih aktivnosti. Kako voda koja se koristi za hranu ne bi negativno utjecala na žive organizme potrebno je pratiti količinski sadržaj različitih aniona i kationa u njoj.
Na primjer, kada se titriraju uzorci s Trilonom B, moguće je izvršiti kvantitativne izračune sadržaja sulfatnih aniona u uzorcima,poduzeti posebne mjere za smanjenje ovog pokazatelja (ako je potrebno). U suvremenim analitičkim laboratorijima u uzorcima vode za piće otkrivaju se i kationi teških metala, anioni klora, fosfati, patogeni mikroorganizmi, koji prekoračenjem dopuštenih koncentracija negativno utječu na fizičko i emocionalno zdravlje osobe.
Na temelju rezultata ovakvih laboratorijskih pokusa i brojnih studija, analitički kemičari zaključuju da je voda prikladna za konzumaciju ili da joj je potrebno dodatno pročišćavanje, korištenje posebnog filtracijskog sustava koji se temelji na kemijskom pročišćavanju vode.
