Сулфатните йони са средни соли на сярна киселина. Много от тези съединения са силно разтворими във вода. При нормални условия веществата са в твърдо агрегатно състояние, имат светъл цвят. Много сулфатни йони са от седиментален произход, те са морски и езерни химически утайки.
Сградни характеристики
Кристалната структура позволява съдържанието на комплексни аниони SO42-. Двувалентните метални сулфати могат да бъдат разграничени като общи съединения. Например, сулфатните йони, комбинирайки се с калциеви, бариеви, стронциеви катиони, образуват неразтворими соли. Тези утайки са минерали, които съществуват свободно в природата.
Да бъдеш във водата
В допълнение, сулфатният йон се образува по време на дисоциацията на солите, така че тези йони се намират в повърхностните води. Основният източник на такива съединения са процесите на химическо окисление на сулфиди и сяра.
В значителни количества сулфатните йони навлизат във водните тела по време на смъртта на живите организми, окисляването на сухоземни и водни растителни същества. В допълнение, те се намират в подземни канали.
Bзначително количество сулфатни йони се образува в промишлени и селскостопански отпадъчни води.
Ниско минерализираната вода се характеризира с наличието на SO42- йони. Съществуват и стабилни форми на такива съединения, които имат положителен ефект върху минерализацията на питейната вода. Например, магнезиевият сулфат е неразтворимо съединение, което се натрупва във вода.
Значение в цикъла на сярата
Ако анализираме сулфатния йон във водата, е необходимо да отбележим значението му за пълния цикъл на сярата и нейните съединения в природата. Поради действието на сулфат-редуциращи бактерии, без достъп до атмосферен кислород, той се редуцира до сероводород и сулфиди. Поради наличието на кислород в почвените води, тези вещества се превръщат отново в сулфати.
Под действието на сулфат-редуциращи бактерии и при липса на кислород, те се редуцират до сулфиди и сероводород. Но веднага щом кислородът се появи в естествената вода, те отново се окисляват до сулфати.
В дъждовната вода концентрацията на йони SO42- достига 10 mg на кубичен дециметър. За сладките води тази цифра е около 50 mg на dm3. В подземните източници количественото съдържание на сулфати е значително по-високо.
Повърхностните води се характеризират с връзката между сезона и процента на йони на сярна киселина. Освен това количественият показател се влияе от човешката икономическа дейност, процесите на редукция и окисление, протичащи в дивата природа.
Влияние върху качеството на водата
Сулфатите оказват значително влияние върху качеството на питейната вода. Повишената им концентрация се отразява неблагоприятно на органолептичните характеристики. Водата придобива солен вкус, мътността й се увеличава. Повишеното съдържание на такива аниони се отразява неблагоприятно на физиологичните процеси, протичащи в човешкото тяло. Те се абсорбират слабо в кръвта от червата. При повишени концентрации дават слабително действие, нарушават храносмилателните процеси.
Беше възможно да се установи отрицателният ефект на сулфатите върху косата, дразнещия ефект върху лигавицата на очите и кожата. Поради опасността, която представляват за човешкото тяло, е важно да се определят сулфатните йони и да се вземат навременни мерки за намаляване на тяхното количество в питейната вода. Според разпоредбите те не трябва да надвишават 500 mg на кубичен дециметър.
Характеристики на определяне на аниони във вода
Лабораторните изследвания се основават на качествена реакция към сулфатния йон с Trilon B. Титруването се извършва в съответствие с GOST 31940-12, установен за SO42-. За провеждане на лабораторни експерименти, свързани с откриване на съдържанието на сулфатни аниони в питейните и отпадъчните води, се приготвят разтвори на бариев хлорид с дадена концентрация (0,025 mol на dm3). Освен това за анализ са необходими разтвори: магнезиеви соли, амонячен буфер, трилон В, сребърен нитрат, черен ериохром Т индикатор.
алгоритъмстъпки за анализ
Лаборантът използва конична колба, чийто капацитет е около 250 мл. Към него с пипета се добавят 10 ml разтвор на магнезиева сол. След това към анализираната колба се добавят 90 ml дестилирана вода, 5 ml буфериран разтвор на амоняк, няколко капки индикатор, титруването се извършва с разтвор на динатриева сол на EDTA. Процесът се извършва, докато цветът се промени от синьо от червено-виолетово.
След това се определя количеството разтвор на динатриева сол EDTA, необходимо за титруване. За да получите надежден резултат, препоръчително е процедурата да се повтори 3-4 пъти. Използвайки корекционния фактор, направете количествено изчисление на съдържанието на сулфатни аниони.
Характеристики на подготовката на анализирани проби за титруване
Извършва се едновременен анализ на две проби с обем 100 ml. Необходимо е да се вземат конични колби, предназначени за 250 ml. Във всеки от тях лаборантът въвежда по 100 ml от анализираната проба. След това към тях се добавят 2-3 капки концентрирана солна киселина, 25 ml бариев хлорид и колбите се поставят на водна баня. Нагряването се извършва за 10 минути, след което е необходимо анализираните проби да се оставят за 60 минути.
След това пробите се филтруват, така че да няма утайка от бариев сулфат върху филтъра. Филтърът се промива с дестилирана вода, проверява се отсъствието на хлоридни йони в разтвора. За да направите това, периодично провеждайте качественреакция с разтвор на сребърен нитрат. Ако се появи облачност, това показва наличието на хлориди в разтвора.
След това поставете филтъра в колбите, където е извършено утаяването. След добавяне на 5 ml амоняк, разбъркайте съдържанието на колбата със стъклена пръчка, разгънете филтъра, разстелете го по дъното. На базата на 5 mg анализирани йони, 6 ml EDTA динатриева сол се добавят към вода. Съдържанието се загрява на водна баня, след което се вари на електрически котлон, докато утайката, постъпила във водата заедно с филтъра, се разтвори напълно.
Продължителността на загряването не трябва да надвишава пет минути. За да се подобри качеството на анализа, е необходимо периодично да се разбърква съдържанието на колбата със стъклена пръчка.
След като пробата се охлади, добавете към нея 50 ml дестилирана вода, 5 ml буфериран разтвор на амоняк и няколко капки алкохолен индикаторен разтвор. След това се извършва титруване с излишък от динатриева сол EDTA на разтвор на сулфат или магнезиев хлорид, докато се появи стабилен лилав оттенък.
Заключение
Натриевите, калиевите, сулфатните йони се образуват в отпадъчните води не само поради различни природни процеси, но и в резултат на човешката дейност. За да не окаже отрицателно въздействие водата, използвана за храна, върху живите организми, е необходимо да се следи количественото съдържание на различни аниони и катиони в нея.
Например, когато се титруват проби с Trilon B, е възможно да се извършат количествени изчисления на съдържанието на сулфатни аниони в пробите,вземете конкретни мерки за намаляване на този показател (ако е необходимо). В съвременните аналитични лаборатории в пробите от питейна вода се откриват и катиони на тежки метали, аниони на хлор, фосфати, патогенни микроорганизми, които при превишаване на допустимите концентрации се отразяват негативно на физическото и емоционалното здраве на човек.
Въз основа на резултатите от подобни лабораторни експерименти и многобройни изследвания, химиците-аналитици стигат до заключението, че водата е подходяща за консумация или че се нуждае от допълнително пречистване, използване на специална система за филтриране, базирана на химическо пречистване на водата.
