Sulfatni joni su srednje soli sumporne kiseline. Mnoga od ovih jedinjenja su visoko rastvorljiva u vodi. U normalnim uslovima, supstance su u čvrstom agregacionom stanju, imaju svetlu boju. Mnogi sulfatni joni su sedimentnog porijekla, oni su morski i jezerski hemijski sedimenti.
Funkcije zgrade
Kristalna struktura dozvoljava sadržaj kompleksnih anjona SO42-. Dvovalentni metalni sulfati mogu se razlikovati kao uobičajena jedinjenja. Na primjer, sulfatni ioni, spajajući se s kationima kalcija, barija, stroncijuma, formiraju nerastvorljive soli. Ovi sedimenti su minerali koji slobodno postoje u prirodi.
Biti u vodi
Pored toga, sulfatni joni nastaju tokom disocijacije soli, pa se ovi joni nalaze u površinskim vodama. Glavni izvor takvih jedinjenja su procesi hemijske oksidacije sulfida i sumpora.
U značajnim količinama, sulfatni joni ulaze u vodena tijela tokom smrti živih organizama, oksidacije kopnenih i vodenih biljnih stvorenja. Osim toga, nalaze se u podzemnim kanalizacijama.
Bznačajna količina sulfatnih jona se formira u industrijskim i poljoprivrednim otpadnim vodama.
Nisko mineralizovanu vodu karakteriše prisustvo SO42- jona. Postoje i stabilni oblici takvih jedinjenja koji pozitivno utiču na mineralizaciju vode za piće. Na primjer, magnezijum sulfat je nerastvorljivo jedinjenje koje se akumulira u vodi.
Važnost u ciklusu sumpora
Ako analiziramo sulfatni jon u vodi, potrebno je napomenuti njegovu važnost za puni ciklus sumpora i njegovih spojeva u prirodi. Zbog djelovanja sulfat-reducirajućih bakterija, bez pristupa atmosferskom kisiku, reducira se na sumporovodik i sulfide. Zbog prisustva kiseonika u vodama tla, ove supstance se ponovo pretvaraju u sulfate.
Pod dejstvom sulfat-reducirajućih bakterija i u nedostatku kiseonika, redukuju se u sulfide i vodonik sulfid. Ali čim se kisik pojavi u prirodnoj vodi, oni se ponovo oksidiraju u sulfate.
U kišnici, koncentracija jona SO42- dostiže 10 mg po kubnom decimetru. Za slatke vode, ova brojka je oko 50 mg po dm3. U podzemnim izvorima, kvantitativni sadržaj sulfata je znatno veći.
Površinske vode karakteriše odnos između godišnjeg doba i procenta jona sumporne kiseline. Osim toga, na kvantitativni pokazatelj utiču ljudska ekonomska aktivnost, procesi redukcije i oksidacije koji se dešavaju u divljini.
Uticaj na kvalitet vode
Sulfati imaju značajan uticaj na kvalitet vode za piće. Njihova povećana koncentracija negativno utiče na organoleptičke karakteristike. Voda poprima slan ukus, povećava se zamućenost. Povećan sadržaj takvih anjona negativno utječe na fiziološke procese koji se odvijaju u ljudskom tijelu. Slabo se apsorbiraju u krv iz crijeva. U povišenim koncentracijama daju laksativno dejstvo, remete probavne procese.
Bilo je moguće utvrditi negativno dejstvo sulfata na kosu, iritativno dejstvo na sluzokožu očiju i kožu. Zbog opasnosti koje predstavljaju po ljudski organizam, važno je odrediti sulfatne jone i pravovremeno poduzeti mjere za smanjenje njihove količine u vodi za piće. Prema propisima, ne bi trebalo da prelaze 500 mg po kubnom decimetru.
Osobine određivanja anjona u vodi
Laboratorijske studije se zasnivaju na kvalitativnoj reakciji na sulfatni jon sa Trilonom B. Titracija se vrši u skladu sa GOST 31940-12, ustanovljenim za SO42-. Za izvođenje laboratorijskih eksperimenata koji se odnose na detekciju sadržaja sulfatnih anjona u pijaćoj i otpadnoj vodi pripremaju se rastvori barijum hlorida sa datom koncentracijom (0,025 mol po dm3). Dodatno, za analizu su potrebni rastvori: magnezijeve soli, amonijak pufer, Trilon B, srebrni nitrat, crni eriohrom T indikator.
Algoritamkoraci analize
Laborant koristi konusnu tikvicu, čiji je kapacitet oko 250 ml. U to se pomoću pipete dodaje 10 ml otopine magnezijeve soli. Zatim se u analiziranu tikvicu doda 90 ml destilovane vode, 5 ml puferovanog rastvora amonijaka, nekoliko kapi indikatora, vrši se titracija rastvorom dinatrijumove soli EDTA. Proces se izvodi dok se boja ne promijeni u plavu iz crveno-ljubičaste.
Dalje, određuje se količina rastvora dinatrijumove soli EDTA potrebne za titraciju. Da biste dobili pouzdan rezultat, preporučljivo je ponoviti postupak 3-4 puta. Koristeći faktor korekcije, izvršite kvantitativni proračun sadržaja sulfatnih anjona.
Osobine pripreme analiziranih uzoraka za titraciju
Izvodi se simultana analiza dva uzorka zapremine 100 ml. Potrebno je uzeti konusne tikvice dizajnirane za 250 ml. Laborant u svaku unosi po 100 ml analiziranog uzorka. Zatim im se dodaju 2-3 kapi koncentrirane hlorovodonične kiseline, 25 ml barijum hlorida i tikvice se stave u vodeno kupatilo. Zagrijavanje se vrši 10 minuta, zatim je potrebno analizirane uzorke ostaviti 60 minuta.
Zatim se uzorci filtriraju tako da na filteru nema taloga barijum sulfata. Filter se ispere destilovanom vodom, provjerava se odsustvo hloridnih jona u otopini. Da biste to učinili, povremeno provodite kvalitativnu analizureakcija sa rastvorom srebrovog nitrata. Ako se pojavi zamućenje, to ukazuje na prisustvo hlorida u rastvoru.
Zatim stavite filter u tikvice u kojima je obavljeno taloženje. Nakon dodavanja 5 ml amonijaka, promiješajte sadržaj tikvice staklenom šipkom, odvijte filter, raširite ga po dnu. Na osnovu 5 mg analiziranih jona, vodi se dodaje 6 ml EDTA dinatrijumove soli. Sadržaj se zagreva u vodenom kupatilu, a zatim kuva na električnoj šporetu dok se talog koji je ušao u vodu zajedno sa filterom potpuno ne rastvori.
Trajanje grijanja ne smije biti duže od pet minuta. Da bi se poboljšao kvalitet analize, potrebno je periodično mešati sadržaj tikvice staklenom šipkom.
Nakon što se uzorak ohladi, dodajte mu 50 ml destilovane vode, 5 ml puferovanog rastvora amonijaka i nekoliko kapi rastvora indikatora alkohola. Zatim se vrši titracija sa viškom dinatrijumove soli EDTA rastvora sulfata ili magnezijum hlorida dok se ne pojavi stabilna ljubičasta nijansa.
Zaključak
Joni natrijuma, kalija, sulfata nastaju u otpadnim vodama ne samo zbog raznih prirodnih procesa, već i kao rezultat ljudskih aktivnosti. Kako voda koja se koristi za ishranu ne bi imala negativan uticaj na žive organizme, potrebno je pratiti kvantitativni sadržaj različitih anjona i katjona u njoj.
Na primjer, prilikom titriranja uzoraka s Trilonom B, moguće je izvršiti kvantitativne proračune sadržaja sulfatnih anjona u uzorcima,poduzeti posebne mjere za smanjenje ovog pokazatelja (ako je potrebno). U savremenim analitičkim laboratorijama u uzorcima vode za piće otkrivaju se i katjoni teških metala, anjoni hlora, fosfati, patogeni mikroorganizmi, koji prekoračenjem dozvoljenih koncentracija negativno utiču na fizičko i emocionalno zdravlje osobe.
Na osnovu rezultata ovakvih laboratorijskih eksperimenata i brojnih studija, hemičari-analitičari zaključuju da je voda pogodna za konzumaciju ili da joj je potrebno dodatno prečišćavanje, korišćenje posebnog sistema filtracije zasnovanog na hemijskom prečišćavanju vode.
