Sulfato jonai yra vidutinės sieros rūgšties druskos. Daugelis šių junginių gerai tirpsta vandenyje. Įprastomis sąlygomis medžiagos yra kietos agregacijos būsenos, turi šviesią spalvą. Daugelis sulfato jonų yra nuosėdinės kilmės, tai yra jūros ir ežerų cheminės nuosėdos.
Pastato ypatybės
Kristolinė struktūra leidžia turėti sudėtingų anijonų SO42-. Dvivalenčius metalų sulfatus galima išskirti kaip bendrus junginius. Pavyzdžiui, sulfato jonai, susijungę su kalcio, bario, stroncio katijonais, sudaro netirpias druskas. Šios nuosėdos yra mineralai, kurie laisvai egzistuoja gamtoje.
Būti vandenyje
Be to, sulfato jonas susidaro disociuojant druskoms, todėl šių jonų randama paviršiniuose vandenyse. Pagrindinis tokių junginių š altinis yra cheminės sulfidų ir sieros oksidacijos procesai.
Dideli kiekiai sulfato jonų patenka į vandens telkinius gyvų organizmų žūties, sausumos ir vandens augalų būtybių oksidacijos metu. Be to, jų randama požeminiuose kanalizacijos kanaluose.
Bdidelis kiekis sulfato jonų susidaro pramonės ir žemės ūkio nuotekose.
Mažai mineralizuotas vanduo pasižymi SO42- jonų buvimu. Taip pat yra stabilių formų tokių junginių, kurie teigiamai veikia geriamojo vandens mineralizaciją. Pavyzdžiui, magnio sulfatas yra netirpus junginys, kuris kaupiasi vandenyje.
Sieros ciklo svarba
Jei analizuojame sulfato joną vandenyje, būtina atkreipti dėmesį į jo svarbą visam sieros ir jos junginių ciklui gamtoje. Dėl sulfatus redukuojančių bakterijų veikimo, nepatekus į atmosferos deguonį, jis redukuojamas iki vandenilio sulfido ir sulfidų. Dėl deguonies buvimo dirvožemio vandenyse šios medžiagos vėl virsta sulfatais.
Veidamos sulfatus redukuojančias bakterijas ir nesant deguonies, jos redukuojasi iki sulfidų ir vandenilio sulfido. Tačiau kai tik natūraliame vandenyje atsiranda deguonies, jie vėl oksiduojasi iki sulfatų.
Lietaus vandenyje SO42- jonų koncentracija siekia 10 mg kubiniame decimetre. Gėlo vandens atveju šis skaičius yra apie 50 mg/dm3. Požeminiuose š altiniuose kiekybinis sulfatų kiekis yra žymiai didesnis.
Paviršiniams vandenims būdingas ryšys tarp sezono ir sieros rūgšties jonų procento. Be to, kiekybiniam rodikliui įtakos turi žmogaus ūkinė veikla, laukinėje gamtoje vykstantys redukcijos ir oksidacijos procesai.
Poveikis vandens kokybei
Sulfatai daro didelę įtaką geriamojo vandens kokybei. Padidėjusi jų koncentracija neigiamai veikia organoleptines savybes. Vanduo įgauna sūrų skonį, padidėja jo drumstumas. Padidėjęs tokių anijonų kiekis neigiamai veikia žmogaus organizme vykstančius fiziologinius procesus. Iš žarnyno jie prastai absorbuojami į kraują. Esant didelei koncentracijai, jie turi vidurius laisvinantį poveikį, sutrikdo virškinimo procesus.
Pavyko nustatyti neigiamą sulfatų poveikį plaukams, dirginantį poveikį akių ir odos gleivinei. Dėl jų keliamo pavojaus žmogaus organizmui svarbu nustatyti sulfato jonus ir laiku imtis priemonių jų kiekiui geriamajame vandenyje sumažinti. Pagal taisykles, jie neturi viršyti 500 mg kubiniame decimetre.
Anijonų nustatymo vandenyje ypatybės
Laboratoriniai tyrimai pagrįsti kokybine reakcija į sulfato joną su Trilon B. Titravimas atliekamas pagal GOST 31940-12, nustatytą SO42-. Norint atlikti laboratorinius eksperimentus, susijusius su sulfatų anijonų kiekio nustatymu geriamajame ir nuotekose, paruošiami tam tikros koncentracijos bario chlorido tirpalai (0,025 mol dm3). Be to, analizei reikalingi tirpalai: magnio druskos, amoniako buferis, Trilonas B, sidabro nitratas, juodojo eriochromo T indikatorius.
Algoritmasanalizės žingsniai
Laborantė naudoja kūginę kolbą, kurios talpa apie 250 ml. Į jį pipete įpilama 10 ml magnio druskos tirpalo. Tada į analizuojamą kolbą įpilama 90 ml distiliuoto vandens, 5 ml buferinio amoniako tirpalo, keli lašai indikatoriaus, titruojama EDTA dinatrio druskos tirpalu. Procesas vykdomas tol, kol spalva pasikeičia į mėlyną iš raudonai violetinės.
Toliau nustatomas titravimui reikalingas EDTA dinatrio druskos tirpalo kiekis. Norint gauti patikimą rezultatą, patartina procedūrą kartoti 3-4 kartus. Naudodami pataisos koeficientą, atlikite kiekybinį sulfatų anijonų kiekio skaičiavimą.
Išanalizuotų mėginių paruošimo titravimui ypatybės
Vienu metu atliekama dviejų 100 ml tūrio mėginių analizė. Būtina paimti kūgines kolbas, skirtas 250 ml. Į kiekvieną iš jų laborantas įveda po 100 ml ištirto mėginio. Tada į juos įlašinami 2-3 lašai koncentruotos druskos rūgšties, 25 ml bario chlorido ir kolbos dedamos į vandens vonią. Kaitinama 10 minučių, po to tiriamus mėginius reikia palikti 60 minučių.
Tada mėginiai filtruojami, kad ant filtro nebūtų bario sulfato nuosėdų. Filtras išplaunamas distiliuotu vandeniu, patikrinama, ar tirpale nėra chlorido jonų. Norėdami tai padaryti, periodiškai atlikite kokybinį patikrinimąreakcija su sidabro nitrato tirpalu. Jei atsiranda drumstumas, tai rodo, kad tirpale yra chloridų.
Tada įdėkite filtrą į kolbas, kuriose buvo nusodintas. Įpylus 5 ml amoniako, stikline lazdele išmaišyti kolbos turinį, išskleisti filtrą, paskleisti išilgai dugno. Remiantis 5 mg analizuotų jonų, į vandenį įpilama 6 ml EDTA dinatrio druskos. Turinys kaitinamas vandens vonelėje, po to verdamas ant elektrinės viryklės, kol kartu su filtru į vandenį patekusios nuosėdos visiškai ištirps.
Šildymo trukmė neturi viršyti penkių minučių. Norint pagerinti analizės kokybę, būtina periodiškai maišyti kolbos turinį stikline lazdele.
Kai mėginys atvės, įpilkite 50 ml distiliuoto vandens, 5 ml buferinio amoniako tirpalo ir kelis lašus alkoholio indikatoriaus tirpalo. Tada titruojama su sulfato arba magnio chlorido tirpalo dinatrio druskos EDTA pertekliumi, kol atsiranda stabilus purpurinis atspalvis.
Išvada
Natrio, kalio, sulfato jonai nuotekose susidaro ne tik dėl įvairių gamtos procesų, bet ir dėl žmogaus veiklos. Kad maistui naudojamas vanduo nedarytų neigiamos įtakos gyviems organizmams, būtina stebėti kiekybinį įvairių anijonų ir katijonų kiekį jame.
Pavyzdžiui, titruojant mėginius su Trilon B, galima atlikti kiekybinius sulfatų anijonų kiekio mėginiuose skaičiavimus,imtis konkrečių priemonių šiam rodikliui sumažinti (jei reikia). Šiuolaikinėse analitinėse laboratorijose geriamojo vandens mėginiuose aptinkama ir sunkiųjų metalų katijonų, chloro anijonų, fosfatų, patogeninių mikroorganizmų, kurie, viršijus leistinas koncentracijas, neigiamai veikia fizinę ir emocinę žmogaus sveikatą.
Remdamiesi tokių laboratorinių eksperimentų rezultatais ir daugybe tyrimų, analitikai chemikai daro išvadą, kad vanduo yra tinkamas vartoti arba jį reikia papildomai išvalyti, naudoti specialią filtravimo sistemą, pagrįstą cheminiu vandens valymu.
