Sulfaationen zijn middelgrote zouten van zwavelzuur. Veel van deze verbindingen zijn zeer goed oplosbaar in water. Onder normale omstandigheden bevinden stoffen zich in een vaste aggregatietoestand, hebben ze een lichte kleur. Veel sulfaationen zijn van sedimentaire oorsprong, het zijn mariene en lacustriene chemische sedimenten.
Gebouwkenmerken
De kristalstructuur maakt het geh alte aan complexe anionen SO42- mogelijk. Tweewaardige metaalsulfaten kunnen worden onderscheiden als gewone verbindingen. Sulfaationen vormen bijvoorbeeld, gecombineerd met calcium-, barium-, strontiumkationen, onoplosbare zouten. Deze sedimenten zijn mineralen die vrij in de natuur voorkomen.
In het water zijn
Bovendien wordt het sulfaation gevormd tijdens de dissociatie van zouten, dus deze ionen worden gevonden in oppervlaktewateren. De belangrijkste bron van dergelijke verbindingen zijn de processen van chemische oxidatie van sulfiden en zwavel.
In aanzienlijke hoeveelheden komen sulfaationen waterlichamen binnen tijdens de dood van levende organismen, de oxidatie van land- en waterplanten. Bovendien worden ze aangetroffen in ondergrondse rioleringen.
Been aanzienlijke hoeveelheid sulfaationen wordt gevormd in industrieel en agrarisch afvalwater.
Laag gemineraliseerd water wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van SO42-ionen. Er zijn ook stabiele vormen van dergelijke verbindingen die een positief effect hebben op de mineralisatie van drinkwater. Magnesiumsulfaat is bijvoorbeeld een onoplosbare verbinding die zich ophoopt in water.
Belang in de zwavelcyclus
Als we het sulfaation in water analyseren, is het noodzakelijk om het belang ervan voor de volledige cyclus van zwavel en zijn verbindingen in de natuur op te merken. Door de werking van sulfaatreducerende bacteriën, zonder toegang tot zuurstof uit de lucht, wordt het gereduceerd tot waterstofsulfide en sulfiden. Door de aanwezigheid van zuurstof in het bodemwater worden deze stoffen weer omgezet in sulfaten.
Onder invloed van sulfaatreducerende bacteriën en in afwezigheid van zuurstof worden ze gereduceerd tot sulfiden en waterstofsulfide. Maar zodra er zuurstof in natuurlijk water verschijnt, worden ze weer geoxideerd tot sulfaten.
In regenwater bereikt de concentratie SO42-ionen 10 mg per kubieke decimeter. Voor zoet water is dit ongeveer 50 mg per dm3. In ondergrondse bronnen is het kwantitatieve geh alte aan sulfaten aanzienlijk hoger.
Oppervlaktewateren worden gekenmerkt door de relatie tussen het seizoen en het percentage zwavelzuurionen. Bovendien wordt de kwantitatieve indicator beïnvloed door menselijke economische activiteit, reductie- en oxidatieprocessen die plaatsvinden in dieren in het wild.
Impact op de waterkwaliteit
Sulfaten hebben een aanzienlijke invloed op de kwaliteit van drinkwater. Hun verhoogde concentratie heeft een nadelige invloed op de organoleptische kenmerken. Water krijgt een zoute smaak, de troebelheid neemt toe. Het verhoogde geh alte aan dergelijke anionen heeft een nadelige invloed op de fysiologische processen die in het menselijk lichaam plaatsvinden. Ze worden slecht vanuit de darmen in het bloed opgenomen. Bij verhoogde concentraties geven ze een laxerend effect en verstoren ze de spijsvertering.
Het was mogelijk om het negatieve effect van sulfaten op het haar vast te stellen, het irriterende effect op het slijmvlies van de ogen en de huid. Vanwege het gevaar dat ze vormen voor het menselijk lichaam, is het belangrijk om sulfaationen te bepalen en tijdig maatregelen te nemen om hun hoeveelheid in drinkwater te verminderen. Volgens de voorschriften mogen ze niet hoger zijn dan 500 mg per kubieke decimeter.
Kenmerken van de bepaling van anionen in water
Laboratoriumonderzoeken zijn gebaseerd op een kwalitatieve reactie op het sulfaation met Trilon B. Titratie wordt uitgevoerd in overeenstemming met GOST 31940-12, vastgesteld voor SO42-. Om laboratoriumexperimenten uit te voeren met betrekking tot de detectie van het geh alte aan sulfaatanionen in drink- en afvalwater, worden bariumchlorideoplossingen bereid met een bepaalde concentratie (0,025 mol per dm3). Daarnaast zijn oplossingen nodig voor analyse: magnesiumzouten, ammoniakbuffer, Trilon B, zilvernitraat, zwarte eriochroom T-indicator.
Algoritmeanalyse stappen
De laboratoriumassistent gebruikt een erlenmeyer met een inhoud van ongeveer 250 ml. Met een pipet wordt er 10 ml van een magnesiumzoutoplossing aan toegevoegd. Vervolgens worden 90 ml gedestilleerd water, 5 ml gebufferde ammoniakoplossing, een paar druppels indicator toegevoegd aan de geanalyseerde kolf, wordt getitreerd met een oplossing van dinatriumzout van EDTA. Het proces wordt uitgevoerd totdat de kleur verandert in blauw van rood-violet.
Vervolgens wordt de hoeveelheid EDTA-dinatriumzoutoplossing bepaald die nodig is voor titratie. Om een betrouwbaar resultaat te verkrijgen, is het raadzaam om de procedure 3-4 keer te herhalen. Voer met behulp van de correctiefactor een kwantitatieve berekening uit van het geh alte aan sulfaatanionen.
Kenmerken van het voorbereiden van geanalyseerde monsters voor titratie
Gelijktijdige analyse van twee monsters met een volume van 100 ml wordt uitgevoerd. Het is noodzakelijk om erlenmeyers te nemen die zijn ontworpen voor 250 ml. De laboratoriumassistent brengt 100 ml van het geanalyseerde monster in elk van hen. Vervolgens worden 2-3 druppels geconcentreerd zoutzuur, 25 ml bariumchloride eraan toegevoegd en worden de kolven in een waterbad geplaatst. De verwarming wordt gedurende 10 minuten uitgevoerd, daarna moeten de geanalyseerde monsters 60 minuten worden bewaard.
Vervolgens worden de monsters gefilterd zodat er geen bariumsulfaatprecipitaat op het filter achterblijft. Het filter wordt gewassen met gedestilleerd water, de afwezigheid van chloride-ionen in de oplossing wordt gecontroleerd. Voer hiervoor periodiek een kwalitatiefreactie met zilvernitraatoplossing. Als er troebeling optreedt, duidt dit op de aanwezigheid van chloriden in de oplossing.
Plaats vervolgens het filter in de kolven waar de precipitatie is uitgevoerd. Na toevoeging van 5 ml ammoniak, roer de inhoud van de kolf met een glazen staaf, vouw het filter open en verdeel het over de bodem. Op basis van 5 mg geanalyseerde ionen wordt 6 ml EDTA-dinatriumzout aan water toegevoegd. De inhoud wordt verwarmd in een waterbad en vervolgens gekookt op een elektrisch fornuis totdat het sediment dat samen met het filter in het water is gekomen, volledig is opgelost.
De verwarmingsduur mag niet langer zijn dan vijf minuten. Om de kwaliteit van de analyse te verbeteren, is het noodzakelijk om de inhoud van de kolf periodiek te roeren met een glazen staaf.
Nadat het monster is afgekoeld, voegt u hieraan 50 ml gedestilleerd water, 5 ml gebufferde ammoniakoplossing en een paar druppels alcoholindicatoroplossing toe. Vervolgens wordt getitreerd met een overmaat dinatriumzout EDTA van een oplossing van sulfaat of magnesiumchloride totdat een stabiele paarse tint verschijnt.
Conclusie
Natrium-, kalium- en sulfaationen worden in afvalwater gevormd, niet alleen als gevolg van verschillende natuurlijke processen, maar ook als gevolg van menselijke activiteiten. Om ervoor te zorgen dat het water dat voor voedsel wordt gebruikt geen negatieve invloed heeft op levende organismen, is het noodzakelijk om het kwantitatieve geh alte van verschillende anionen en kationen daarin te controleren.
Bij het titreren van monsters met Trilon B is het bijvoorbeeld mogelijk om kwantitatieve berekeningen uit te voeren van het geh alte aan sulfaatanionen in monsters,specifieke maatregelen nemen om deze indicator te verminderen (indien nodig). In moderne analytische laboratoria worden ook zware metaalkationen, anionen van chloor, fosfaten en pathogene micro-organismen gedetecteerd in drinkwatermonsters, die, wanneer de toegestane concentraties worden overschreden, een negatief effect hebben op de fysieke en emotionele gezondheid van een persoon.
Op basis van de resultaten van dergelijke laboratoriumexperimenten en talrijke onderzoeken concluderen analytische chemici dat water geschikt is voor consumptie of dat het extra moet worden gezuiverd, het gebruik van een speciaal filtersysteem op basis van chemische waterzuivering.
