Sulfāta joni ir vidēji sēra sāļiskābe. Daudzi no šiem savienojumiem labi šķīst ūdenī. Normālos apstākļos vielas ir cietā agregācijas stāvoklī, tām ir gaiša krāsa. Daudzi sulfāta joni ir ar nogulsnēm, tie ir jūras un lakustrīna ķīmiskie nogulumi.
Strukturālās īpašības
Kristāla struktūra ļauj saturamkompleksie anjoni SO42-. Divvērtīgos metāla sulfātus var atšķirt kā parastos savienojumus. Piemēram, sulfāta joni apvienojas ar kalcija, bārija, stroncija katjoniem, veidojot nešķīstošus sāļus. Šie nogulumi ir minerāli un dabā pastāv brīvā formā.
Atrodoties ūdenī
Turklāt sulfāta jons veidojas, kadsāļu disociācija, tāpēc šādi joni ir virszemes ūdeņos. Galvenais šādu savienojumu avots ir sulfīdu un sēra ķīmiskās oksidēšanas procesi.
Ievērojamā daudzumā sulfātu joni ūdenstilpēs nonāk dzīvu organismu nāves, sauszemes un ūdens augu radību oksidēšanās laikā. Turklāt tie atrodas pazemes notekcaurulēs.
Ievērojams daudzums sulfāta jonu veidojas rūpnieciskajos un lauksaimniecības notekūdeņos.
Maz mineralizētu ūdeni raksturoSO42- jonu klātbūtne. Ir arī stabilas šādu savienojumu formas, kas pozitīvi ietekmē dzeramā ūdens mineralizāciju. Piemēram, magnija sulfāts ir nešķīstošs savienojums, kas uzkrājas ūdenī.
Nozīme sēra ciklā
Analizējot sulfāta jonu ūdenī, tas ir nepieciešamsatzīmēt tā nozīmi visā sēra un tā savienojumu ciklā dabā. Sakarā ar sulfātu reducējošo baktēriju ietekmi bez gaisa skābekļa piekļuves tas tiek reducēts līdz sērūdeņradim un sulfīdiem. Sakarā ar skābekļa klātbūtni augsnes ūdenī, šīs vielas tiek pārveidotas par sulfātiem.
Sulfātu reducējošo baktēriju ietekmē unskābekļa trūkuma gadījumā tie tiek reducēti līdz sulfīdiem un sērūdeņradim. Bet tiklīdz skābeklis parādās dabiskajā ūdenī, tie atkal tiek oksidēti līdz sulfātiem.
Lietus ūdenī SO42- jonu koncentrācija sasniedz 10 mg kubikdecimetrā. Saldūdeņiem šis rādītājs ir aptuveni 50 mg uz dm3.3... Pazemes avotos sulfātu kvantitatīvais saturs ir ievērojami lielāks.
Virszemes ūdeņiem raksturīga atkarībastarp sezonu un sērskābes jonu procentuālo daudzumu. Turklāt kvantitatīvo rādītāju ietekmē cilvēka ekonomiskā aktivitāte, savvaļas dzīvēs notiekošie reducēšanās un oksidācijas procesi.
Ietekme uz ūdens kvalitāti
Sulfāti būtiski ietekmēdzeramā ūdens kvalitāte. To paaugstinātā koncentrācija negatīvi ietekmē organoleptiskās īpašības. Ūdens iegūst sāļu garšu, tā duļķainība palielinās. Palielināts šādu anjonu saturs nelabvēlīgi ietekmē fizioloģiskos procesus cilvēka ķermenī. Viņi slikti uzsūcas asinīs no zarnām. Lielā koncentrācijā tie dod caureju, izjauc gremošanas procesus.
Izdevās noteikt negatīvu ietekmisulfāti uz matiem, kairinoša iedarbība uz acu un ādas gļotādām. Sakarā ar briesmām, ko tie rada cilvēka ķermenim, ir svarīgi noteikt sulfāta jonus, savlaicīgi veikt pasākumus, lai samazinātu to daudzumu dzeramajā ūdenī. Saskaņā ar standartiem tie nedrīkst pārsniegt 500 mg kubikdecimetrā.
Anjonu noteikšanas pazīmes ūdenī
Laboratorijas pētījumu pamatā irkvalitatīva reakcija uz sulfāta jonu ar Trilon B. Titrēšanu veic saskaņā ar GOST 31940-12, kas noteikts SO42-. Lai veiktu laboratorijas eksperimentus, kas saistīti ar sulfāta anjonu satura noteikšanu dzeramajā un notekūdeņos, tiek sagatavoti bārija hlorīda šķīdumi ar noteiktu koncentrāciju (0,025 mol uz dm3). Turklāt analīzei nepieciešami šķīdumi: magnija sāļi, amonjaka buferšķīdums, trilons B, sudraba nitrāts, melnā eriohroma T indikators.
Darbību algoritms analīzes laikā
Laboratorijas palīgs izmanto konisko kolbu, traukukas ir apmēram 250 ml. Tajā ar pipeti ievada 10 ml magnija sāls šķīduma. Pēc tam analizētajā kolbā pievieno 90 ml destilēta ūdens, 5 ml amonjaka buferšķīduma, dažus pilienus indikatora, titrēšanu veic, izmantojot EDTA dinātrija sāls šķīdumu. Process tiek veikts, līdz krāsa mainās uz zilu no sarkanvioletas.
Tālāk tiek noteikts šķīduma daudzumsdinātrija sāls EDTA, kas bija nepieciešams titrēšanai. Lai iegūtu ticamu rezultātu, ieteicams procedūru atkārtot 3-4 reizes. Izmantojot korekcijas koeficientu, tiek veikts sulfāta anjonu satura kvantitatīvs aprēķins.
Analizēto paraugu sagatavošanas titrēšanai īpatnības
Vienlaicīgi tiek veikta divu paraugu analīze,ar tilpumu 100 ml. Ir nepieciešams ņemt koniskas kolbas, kas paredzētas 250 ml. Katram no tiem laboratorijas asistents pievieno 100 ml analizētā parauga. Tad tiem pievieno 2-3 pilienus koncentrētas sālsskābes, 25 ml bārija hlorīda, kolbas ievieto ūdens vannā. Karsēšanu veic 10 minūtes, pēc tam analizētos paraugus jāatstāj 60 minūtes.
Tad paraugi tiek filtrēti tā, lai ieslēgtufiltrā netika atrastas bārija sulfāta nogulsnes. Filtru mazgā ar destilētu ūdeni un pārbauda, vai šķīdumā nav hlorīda jonu. Tam periodiski tiek veikta kvalitatīva reakcija ar sudraba nitrāta šķīdumu. Ja parādās duļķainība, tas norāda uz hlorīdu klātbūtni šķīdumā.
Tad filtru ievieto kolbās, kurnogulsnēšanās. Pēc 5 ml amonjaka pievienošanas kolbas saturu maisa ar stikla stieni, atloka filtru, iztaisno gar dibenu. Pamatojoties uz 5 mg analizēto jonu, ūdenim pievieno 6 ml EDTA dinātrija sāls. Saturs tiek uzkarsēts ūdens vannā, pēc tam vārīts uz elektriskās plīts, līdz nogulsnes, kas nokļuvušas ūdenī kopā ar filtru, pilnībā izšķīst.
Sildīšanas laiks nedrīkst pārsniegt piecas minūtes. Lai uzlabotu analīzes kvalitāti, kolbas saturu periodiski jāmaisa ar stikla stieni.
Pēc parauga atdzesēšanas tam pievieno 50 ml.destilēts ūdens, 5 ml amonjaka buferšķīduma, daži pilieni indikatora spirta šķīduma. Pēc tam titrēšanu veic ar magnija sulfāta vai hlorīda šķīduma dinātrija EDTA sāls pārpalikumu, līdz parādās stabila violeta nokrāsa.
Secinājums
Gadā veidojas nātrija, kālija, sulfāta joninotekūdeņi ne tikai dažādu dabas procesu dēļ, bet arī cilvēku saimnieciskās darbības rezultātā. Lai pārtikai izmantotais ūdens negatīvi neietekmētu dzīvos organismus, ir jāuzrauga dažādu anjonu un katjonu kvantitatīvais saturs tajā.
Piemēram, titrējot paraugus ar TrilonB ir iespējams veikt kvantitatīvus sulfātu anjonu satura aprēķinus paraugos, veikt īpašus pasākumus, lai samazinātu šo rādītāju (ja nepieciešams). Mūsdienu analītiskajās laboratorijās tiek veikta arī smago metālu katjonu, hlora anjonu, fosfātu, patogēnu mikroorganismu noteikšana dzeramā ūdens paraugos, kas, pārsniedzot pieļaujamo koncentrāciju, negatīvi ietekmē cilvēka fizisko un emocionālo veselību. .
Pamatojoties uz šādu laboratorijas eksperimentu rezultātiem unDaudzos analītisko ķīmiķu pētījumos secināts par ūdens piemērotību lietošanai vai nepieciešamību to papildus attīrīt, par īpašas filtrēšanas sistēmas izmantošanu, kuras pamatā ir ūdens ķīmiskā attīrīšana.
