Ionii de sulfat sunt săruri medii ale acidului sulfuric. Mulți dintre acești compuși sunt foarte solubili în apă. În condiții normale, substanțele sunt în stare solidă de agregare, au o culoare deschisă. Mulți ioni de sulfat sunt de origine sedimentară, sunt sedimente chimice marine și lacustre.
Caracteristici de construcție
Structura cristalină permite conținutul de anioni complecși SO42-. Sulfații metalici divalenți pot fi distinși ca compuși comuni. De exemplu, ionii sulfat, combinați cu cationii de calciu, bariu, stronțiu, formează săruri insolubile. Aceste sedimente sunt minerale care există liber în natură.
A fi în apă
În plus, ionul sulfat se formează în timpul disocierii sărurilor, astfel încât acești ioni se găsesc în apele de suprafață. Sursa principală a unor astfel de compuși sunt procesele de oxidare chimică a sulfurilor și a sulfului.
În cantități semnificative, ionii de sulfat intră în corpurile de apă în timpul morții organismelor vii, în timpul oxidării creaturilor vegetale terestre și acvatice. În plus, se găsesc în canalele de scurgere subterane.
Bse formează o cantitate semnificativă de ion sulfat în efluenții industriali și agricoli.
Apa slab mineralizata se caracterizeaza prin prezenta ionilor SO42-. Există, de asemenea, forme stabile de astfel de compuși care au un efect pozitiv asupra mineralizării apei de băut. De exemplu, sulfatul de magneziu este un compus insolubil care se acumulează în apă.
Importanța în ciclul sulfului
Dacă analizăm ionul sulfat din apă, este necesar să remarcăm importanța acestuia pentru întregul ciclu al sulfului și al compușilor săi în natură. Datorita actiunii bacteriilor sulfato-reductoare, fara acces la oxigenul atmosferic, se reduce la hidrogen sulfurat si sulfuri. Datorită prezenței oxigenului în apele din sol, aceste substanțe sunt reconvertite în sulfați.
Sub acțiunea bacteriilor sulfato-reducătoare și în absența oxigenului, acestea se reduc la sulfuri și hidrogen sulfurat. Dar, de îndată ce oxigenul apare în apa naturală, ele sunt din nou oxidate la sulfați.
În apa de ploaie, concentrația ionilor de SO42- ajunge la 10 mg pe decimetru cub. Pentru apele proaspete, această cifră este de aproximativ 50 mg per dm3. În sursele subterane, conținutul cantitativ de sulfați este semnificativ mai mare.
Apele de suprafață se caracterizează prin relația dintre anotimp și procentul de ioni de acid sulfuric. În plus, indicatorul cantitativ este afectat de activitatea economică umană, procesele de reducere și oxidare care au loc în fauna sălbatică.
Impactul asupra calității apei
Sulfații au un impact semnificativ asupra calității apei potabile. Concentrația lor crescută afectează negativ caracteristicile organoleptice. Apa capătă un gust sărat, turbiditatea ei crește. Conținutul crescut de astfel de anioni afectează negativ procesele fiziologice care au loc în corpul uman. Sunt slab absorbite în sângele din intestine. La concentrații crescute, dau un efect laxativ, perturbă procesele digestive.
S-a putut stabili efectul negativ al sulfaților asupra părului, efectul iritant asupra membranei mucoase a ochilor și a pielii. Datorită pericolului pe care îl prezintă pentru corpul uman, este important să se determine ionii sulfat și să se ia măsuri în timp util pentru a reduce cantitatea acestora în apa de băut. Conform reglementărilor, acestea nu trebuie să depășească 500 mg per decimetru cub.
Caracteristici ale determinării anionilor în apă
Studiile de laborator se bazează pe o reacție calitativă la ionul sulfat cu Trilon B. Titrarea se efectuează în conformitate cu GOST 31940-12, stabilit pentru SO42-. Pentru a efectua experimente de laborator legate de detectarea conținutului de anioni sulfat în apa potabilă și reziduală, se prepară soluții de clorură de bariu cu o concentrație dată (0,025 mol per dm3). În plus, pentru analiză sunt necesare soluții: săruri de magneziu, tampon de amoniac, Trilon B, azotat de argint, indicator T eriocrom negru.
Algoritmpașii de analiză
Asistentul de laborator folosește un balon conic, a cărui capacitate este de aproximativ 250 ml. Se adaugă la acesta 10 ml dintr-o soluție de sare de magneziu cu ajutorul unei pipete. Apoi, în balonul analizat se adaugă 90 ml apă distilată, 5 ml soluție tamponată de amoniac, câteva picături de indicator, titrarea se efectuează cu o soluție de sare disodică a EDTA. Procesul se efectuează până când culoarea se schimbă în albastru de la roșu-violet.
În continuare, se determină cantitatea de soluție de sare disodic EDTA necesară pentru titrare. Pentru a obține un rezultat fiabil, este recomandabil să repetați procedura de 3-4 ori. Folosind factorul de corecție, efectuați un calcul cantitativ al conținutului de anioni sulfat.
Caracteristici de pregătire a probelor analizate pentru titrare
Se efectuează analiza simultană a două probe cu un volum de 100 ml. Este necesar să luați baloane conice proiectate pentru 250 ml. Asistentul de laborator introduce 100 ml din proba analizata in fiecare dintre ele. În continuare, se adaugă 2-3 picături de acid clorhidric concentrat, 25 ml de clorură de bariu, iar baloanele se pun într-o baie de apă. Încălzirea se efectuează timp de 10 minute, apoi este necesar să lăsați probele analizate timp de 60 de minute.
Apoi probele sunt filtrate astfel încât să nu existe precipitat de sulfat de bariu pe filtru. Filtrul se spală cu apă distilată, se verifică absența ionilor de clorură în soluție. Pentru a face acest lucru, efectuați periodic o evaluare calitativăreacția cu soluția de azotat de argint. Dacă apare tulbureală, aceasta indică prezența clorurilor în soluție.
Apoi se pune filtrul în baloanele unde s-a efectuat precipitarea. După adăugarea a 5 ml de amoniac, amestecați conținutul balonului cu o tijă de sticlă, desfaceți filtrul, întindeți-l de-a lungul fundului. Pe baza a 5 mg de ioni analizați, se adaugă în apă 6 ml de sare disodică EDTA. Conținutul este încălzit într-o baie de apă, apoi fiert pe o sobă electrică până când sedimentul care a intrat în apă împreună cu filtrul este complet dizolvat.
Durata încălzirii nu trebuie să depășească cinci minute. Pentru a îmbunătăți calitatea analizei, este necesar să amestecați periodic conținutul balonului cu o tijă de sticlă.
După ce proba s-a răcit, adăugați la ea 50 ml de apă distilată, 5 ml de soluție tamponată de amoniac și câteva picături de soluție indicator de alcool. În continuare, se efectuează titrarea cu un exces de sare disodica EDTA dintr-o soluție de sulfat sau clorură de magneziu până când apare o nuanță violet stabilă.
Concluzie
Ionii de sodiu, potasiu, sulfat se formează în apele uzate nu numai din cauza diferitelor procese naturale, ci și ca urmare a activităților umane. Pentru ca apa folosită pentru alimente să nu aibă un impact negativ asupra organismelor vii, este necesar să se monitorizeze conținutul cantitativ al diverșilor anioni și cationi din ea.
De exemplu, la titrarea probelor cu Trilon B, este posibil să se efectueze calcule cantitative ale conținutului de anioni sulfat din probe,luați măsuri specifice pentru reducerea acestui indicator (dacă este necesar). În laboratoarele analitice moderne, în probele de apă potabilă sunt detectați și cationi de metale grele, anioni de clor, fosfați, microorganisme patogene, care, atunci când sunt depășite concentrațiile admise, au un efect negativ asupra sănătății fizice și emoționale a unei persoane.
Pe baza rezultatelor unor astfel de experimente de laborator și a numeroaselor studii, chimiștii analitici concluzionează că apa este potrivită pentru consum sau că are nevoie de purificare suplimentară, utilizarea unui sistem special de filtrare bazat pe purificarea chimică a apei.
