Sulfatjoner är medelstora s alter av svavelsyra. Många av dessa föreningar är mycket lösliga i vatten. Under normala förhållanden är ämnen i fast aggregationstillstånd, har en ljus färg. Många sulfatjoner är av sedimentärt ursprung, de är marina och lakustrina kemiska sediment.
Byggnadsfunktioner
Kristallstrukturen tillåter innehållet av komplexa anjoner SO42-. Tvåvärda metallsulfater kan särskiljas som vanliga föreningar. Till exempel bildar sulfatjoner, i kombination med kalcium, barium, strontiumkatjoner, olösliga s alter. Dessa sediment är mineraler som finns fritt i naturen.
Att vara i vattnet
Dessutom bildas sulfatjonen vid dissociering av s alter, så dessa joner finns i ytvatten. Den huvudsakliga källan till sådana föreningar är processerna för kemisk oxidation av sulfider och svavel.
I betydande mängder kommer sulfatjoner in i vattendrag under levande organismers död, oxidation av landlevande och vattenlevande växter. Dessutom finns de i underjordiska avlopp.
Ben betydande mängd sulfatjoner bildas i industri- och jordbruksavlopp.
Lågt mineraliserat vatten kännetecknas av närvaron av SO42-joner. Det finns också stabila former av sådana föreningar som har en positiv effekt på mineraliseringen av dricksvatten. Till exempel är magnesiumsulfat en olöslig förening som ackumuleras i vatten.
Betydning i svavelcykeln
Om vi analyserar sulfatjonen i vatten är det nödvändigt att notera dess betydelse för hela svavelcykeln och dess föreningar i naturen. På grund av verkan av sulfatreducerande bakterier, utan tillgång till atmosfäriskt syre, reduceras det till vätesulfid och sulfider. På grund av närvaron av syre i markvattnet omvandlas dessa ämnen till sulfater.
Under inverkan av sulfatreducerande bakterier och i frånvaro av syre reduceras de till sulfider och vätesulfid. Men så fort syre dyker upp i naturligt vatten oxideras de igen till sulfater.
I regnvatten når koncentrationen av SO42- joner 10 mg per kubikdecimeter. För sötvatten är denna siffra cirka 50 mg per dm3. I underjordiska källor är det kvantitativa innehållet av sulfater betydligt högre.
Ytvatten kännetecknas av förhållandet mellan årstiden och andelen svavelsyrajoner. Dessutom påverkas den kvantitativa indikatorn av mänsklig ekonomisk aktivitet, reduktions- och oxidationsprocesser som förekommer i vilda djur.
Påverkan på vattenkvaliteten
Sulfater har en betydande inverkan på kvaliteten på dricksvattnet. Deras ökade koncentration påverkar de organoleptiska egenskaperna negativt. Vatten får en s alt smak, dess grumlighet ökar. Det ökade innehållet av sådana anjoner påverkar negativt de fysiologiska processer som förekommer i människokroppen. De absorberas dåligt i blodet från tarmarna. Vid förhöjda koncentrationer ger de en laxerande effekt, stör matsmältningsprocesserna.
Det var möjligt att fastställa den negativa effekten av sulfater på håret, den irriterande effekten på slemhinnan i ögonen och huden. På grund av faran de utgör för människokroppen är det viktigt att bestämma sulfatjoner och vidta lämpliga åtgärder för att minska mängden i dricksvatten. Enligt bestämmelserna ska de inte överstiga 500 mg per kubikdecimeter.
Funktioner för bestämning av anjoner i vatten
Laboratoriestudier är baserade på en kvalitativ reaktion på sulfatjonen med Trilon B. Titrering utförs i enlighet med GOST 31940-12, fastställd för SO42-. För att genomföra laboratorieexperiment relaterade till detektering av innehållet av sulfatanjoner i dricks- och avloppsvatten, bereds bariumkloridlösningar med en given koncentration (0,025 mol per dm3). Dessutom krävs lösningar för analys: magnesiums alter, ammoniakbuffert, Trilon B, silvernitrat, svart eriokrom T-indikator.
Algorithmanalyssteg
Laboratorieassistenten använder en konisk kolv, vars kapacitet är cirka 250 ml. 10 ml av en magnesiums altlösning tillsätts med en pipett. Därefter tillsätts 90 ml destillerat vatten, 5 ml av en buffrad ammoniaklösning, några droppar av en indikator till den analyserade kolven, titrering utförs med en lösning av dinatriums alt av EDTA. Processen utförs tills färgen ändras till blå från röd-violett.
Därefter bestäms mängden EDTA-dinatriums altlösning som krävs för titrering. För att få ett tillförlitligt resultat är det lämpligt att upprepa proceduren 3-4 gånger. Utför en kvantitativ beräkning av h alten av sulfatanjoner med hjälp av korrektionsfaktorn.
Funktioner för att förbereda analyserade prover för titrering
Samtidig analys av två prover med en volym på 100 ml utförs. Det är nödvändigt att ta koniska kolvar utformade för 250 ml. Laboratorieassistenten för in 100 ml av det analyserade provet i var och en av dem. Därefter tillsätts 2-3 droppar koncentrerad s altsyra, 25 ml bariumklorid, och kolvarna placeras i ett vattenbad. Upphettning utförs i 10 minuter, sedan är det nödvändigt att lämna de analyserade proverna i 60 minuter.
Sedan filtreras proverna så att det inte finns någon bariumsulfatfällning på filtret. Filtret tvättas med destillerat vatten, frånvaron av kloridjoner i lösningen kontrolleras. För att göra detta, regelbundet genomföra en kvalitativreaktion med silvernitratlösning. Om grumlighet uppträder indikerar detta närvaron av klorider i lösningen.
Sätt sedan filtret i kolvarna där fällningen utfördes. Efter att ha tillsatt 5 ml ammoniak, rör om innehållet i kolven med en glasstav, vik ut filtret, sprid ut det längs botten. Baserat på 5 mg analyserade joner tillsätts 6 ml EDTA-dinatriums alt till vatten. Innehållet värms upp i ett vattenbad och kokas sedan på en elektrisk spis tills sedimentet som har kommit in i vattnet tillsammans med filtret är helt upplöst.
Uppvärmningens varaktighet bör inte överstiga fem minuter. För att förbättra kvaliteten på analysen är det nödvändigt att regelbundet röra om innehållet i kolven med en glasstav.
Efter att provet har svalnat, tillsätt 50 ml destillerat vatten, 5 ml av en buffrad ammoniaklösning och några droppar av en alkoholindikatorlösning. Därefter utförs titrering med ett överskott av dinatriums alt EDTA av en lösning av sulfat eller magnesiumklorid tills en stabil lila nyans uppträder.
Slutsats
Natrium-, kalium-, sulfatjoner bildas i avloppsvatten inte bara på grund av olika naturliga processer, utan också som ett resultat av mänskliga aktiviteter. För att vattnet som används till mat inte ska ha en negativ inverkan på levande organismer är det nödvändigt att övervaka det kvantitativa innehållet av olika anjoner och katjoner i det.
Vid titrering av prover med Trilon B är det till exempel möjligt att utföra kvantitativa beräkningar av innehållet av sulfatanjoner i prover,vidta specifika åtgärder för att minska denna indikator (om nödvändigt). I moderna analyslaboratorier detekteras även tungmetallkatjoner, anjoner av klor, fosfater, patogena mikroorganismer i dricksvattenprover, som, när de tillåtna koncentrationerna överskrids, har en negativ effekt på en persons fysiska och känslomässiga hälsa.
Baserat på resultaten från sådana laboratorieexperiment och många studier drar analytiska kemister slutsatsen att vatten är lämpligt för konsumtion eller att det behöver ytterligare rening, användningen av ett speciellt filtreringssystem baserat på kemisk vattenrening.
