Els ions sulfat són sals mitjanes d'àcid sulfúric. Molts d'aquests compostos són altament solubles en aigua. En condicions normals, les substàncies es troben en estat sòlid d'agregació, tenen un color clar. Molts ions sulfat són d'origen sedimentari, són sediments químics marins i lacustres.
Funcions de l'edifici
L'estructura cristal·lina permet el contingut d'anions complexos SO42-. Els sulfats metàl·lics divalents es poden distingir com a compostos comuns. Per exemple, els ions sulfat, combinats amb cations de calci, bari i estronci, formen sals insolubles. Aquests sediments són minerals que existeixen lliurement a la natura.
Estar a l'aigua
A més, l'ió sulfat es forma durant la dissociació de les sals, de manera que aquests ions es troben a les aigües superficials. La font principal d'aquests compostos són els processos d'oxidació química de sulfurs i sofre.
En quantitats importants, els ions sulfat entren als cossos d'aigua durant la mort d'organismes vius, l'oxidació de les criatures vegetals terrestres i aquàtiques. A més, es troben als desguassos subterranis.
Bes forma una quantitat important d'ions sulfat en efluents industrials i agrícoles.
L'aigua poc mineralitzada es caracteritza per la presència d'ions SO42-. També hi ha formes estables d'aquests compostos que tenen un efecte positiu en la mineralització de l'aigua potable. Per exemple, el sulfat de magnesi és un compost insoluble que s'acumula a l'aigua.
Importància en el cicle del sofre
Si analitzem l'ió sulfat de l'aigua, cal destacar la seva importància per al cicle complet del sofre i els seus compostos a la natura. A causa de l'acció dels bacteris sulfatreductors, sense accés a l'oxigen atmosfèric, es redueix a sulfur d'hidrogen i sulfurs. A causa de la presència d'oxigen a les aigües del sòl, aquestes substàncies es tornen a convertir en sulfats.
Sota l'acció dels bacteris sulfatreductors i en absència d'oxigen, es redueixen a sulfurs i sulfur d'hidrogen. Però tan bon punt apareix l'oxigen a l'aigua natural, es tornen a oxidar a sulfats.
A l'aigua de pluja, la concentració d'ions SO42- arriba als 10 mg per decímetre cúbic. Per a les aigües dolces, aquesta xifra és d'uns 50 mg per dm3. A les fonts subterrànies, el contingut quantitatiu de sulfats és significativament més elevat.
Les aigües superficials es caracteritzen per la relació entre l'estació i el percentatge d'ions d'àcid sulfúric. A més, l'indicador quantitatiu es veu afectat per l'activitat econòmica humana, els processos de reducció i oxidació que es produeixen a la fauna salvatge.
Impacte en la qualitat de l'aigua
Els sulfats tenen un impacte significatiu en la qualitat de l'aigua potable. La seva concentració augmentada afecta negativament les característiques organolèptiques. L'aigua adquireix un gust salat, augmenta la seva terbolesa. L'augment del contingut d'aquests anions afecta negativament els processos fisiològics que es produeixen al cos humà. S'absorbeixen malament a la sang des dels intestins. A concentracions elevades, donen un efecte laxant, pertorben els processos digestius.
Es va poder establir l'efecte negatiu dels sulfats sobre el cabell, l'efecte irritant sobre la membrana mucosa dels ulls i la pell. A causa del perill que representen per al cos humà, és important determinar els ions sulfat i prendre mesures oportunes per reduir-ne la quantitat a l'aigua potable. Segons la normativa, no haurien de superar els 500 mg per decímetre cúbic.
Característiques de la determinació d'anions a l'aigua
Els estudis de laboratori es basen en una reacció qualitativa a l'ió sulfat amb Trilon B. La valoració es realitza d'acord amb GOST 31940-12, establert per SO42-. Per dur a terme experiments de laboratori relacionats amb la detecció del contingut d'anions sulfat en aigües potables i residuals, es preparen solucions de clorur de bari amb una concentració determinada (0,025 mol per dm3). A més, calen solucions per a l'anàlisi: sals de magnesi, tampó d'amoníac, Trilon B, nitrat de plata, indicador T d'eriocrom negre.
Algorismepassos d'anàlisi
L'auxiliar de laboratori utilitza un matràs cònic, la capacitat del qual és d'uns 250 ml. S'hi afegeixen 10 ml d'una solució de sal de magnesi amb una pipeta. A continuació, s'afegeixen 90 ml d'aigua destil·lada, 5 ml d'una solució d'amoníac tamponada, unes gotes d'un indicador al matràs analitzat, la valoració es realitza amb una solució de sal disòdica d'EDTA. El procés es porta a terme fins que el color canvia a blau de vermell-violeta.
A continuació, es determina la quantitat de solució de sal disòdica d'EDTA necessària per a la valoració. Per obtenir un resultat fiable, és recomanable repetir el procediment 3-4 vegades. Utilitzant el factor de correcció, feu un càlcul quantitatiu del contingut d'anions sulfat.
Característiques de la preparació de mostres analitzades per a la valoració
Es realitza l'anàlisi simultània de dues mostres amb un volum de 100 ml. Cal prendre matrassos cònics dissenyats per a 250 ml. L'auxiliar de laboratori introdueix 100 ml de la mostra analitzada a cadascun d'ells. A continuació, s'hi afegeixen 2-3 gotes d'àcid clorhídric concentrat, 25 ml de clorur de bari i es col·loquen els flascons al bany maria. L'escalfament es realitza durant 10 minuts, després cal deixar les mostres analitzades durant 60 minuts.
A continuació es filtren les mostres perquè no hi hagi precipitat de sulfat de bari al filtre. El filtre es renta amb aigua destil·lada, es comprova l'absència d'ions clorur a la solució. Per fer-ho, realitzeu periòdicament una qualitatreacció amb una solució de nitrat de plata. Si apareix nuvolositat, això indica la presència de clorurs a la solució.
Després col·loqueu el filtre als matràs on s'ha dut a terme la precipitació. Després d'afegir 5 ml d'amoníac, remeneu el contingut del matràs amb una vareta de vidre, desplegueu el filtre, esteneu-lo pel fons. A partir de 5 mg d'ions analitzats, s'afegeixen 6 ml de sal disòdica EDTA a l'aigua. El contingut s'escalfa al bany maria i després es bull a una estufa elèctrica fins que el sediment que ha entrat a l'aigua juntament amb el filtre es dissol completament.
La durada de la calefacció no ha de superar els cinc minuts. Per millorar la qualitat de l'anàlisi, cal remenar periòdicament el contingut del matràs amb una vareta de vidre.
Un cop la mostra s'hagi refredat, afegiu-hi 50 ml d'aigua destil·lada, 5 ml d'una solució d'amoníac tamponada i unes gotes d'una solució indicadora d'alcohol. A continuació, es realitza la valoració amb un excés de sal disòdica EDTA d'una solució de sulfat o clorur de magnesi fins que apareix una tonalitat porpra estable.
Conclusió
Els ions de sodi, potassi i sulfat es formen a les aigües residuals no només a causa de diversos processos naturals, sinó també com a resultat de les activitats humanes. Perquè l'aigua utilitzada per a l'alimentació no tingui un impacte negatiu en els organismes vius, cal controlar el contingut quantitatiu de diversos anions i cations en ella.
Per exemple, quan es valoren mostres amb Trilon B, és possible realitzar càlculs quantitatius del contingut d'anions sulfat a les mostres,prendre mesures específiques per reduir aquest indicador (si cal). En els laboratoris analítics moderns, també es detecten cations de metalls pesants, anions de clor, fosfats, microorganismes patògens en mostres d'aigua potable que, quan se superen les concentracions permeses, tenen un efecte negatiu en la salut física i emocional d'una persona.
A partir dels resultats d'aquests experiments de laboratori i nombrosos estudis, els químics analítics conclouen que l'aigua és apta per al consum o que necessita una purificació addicional, l'ús d'un sistema de filtració especial basat en la purificació química de l'aigua.
