A szulfátionok a kénsav közepes sói. Ezen vegyületek közül sok jól oldódik vízben. Normál körülmények között az anyagok szilárd halmazállapotúak, világos színűek. Sok szulfátion üledékes eredetű, ezek tengeri és tavi kémiai üledékek.
Épületi jellemzők
A kristályszerkezet lehetővé teszi az SO42- komplex anionok tartalmát. A kétértékű fém-szulfátok megkülönböztethetők gyakori vegyületekként. Például a szulfátionok kalcium-, bárium-, stroncium-kationokkal egyesülve oldhatatlan sókat képeznek. Ezek az üledékek a természetben szabadon előforduló ásványok.
A vízben lenni
Ráadásul a szulfátion a sók disszociációja során képződik, így ezek az ionok a felszíni vizekben találhatók. Az ilyen vegyületek fő forrása a szulfidok és a kén kémiai oxidációja.
Jelentős mennyiségben szulfátionok jutnak a víztestekbe az élő szervezetek pusztulásakor, a szárazföldi és vízi növényi lények oxidációja során. Ezenkívül a föld alatti lefolyókban is megtalálhatók.
Bjelentős mennyiségű szulfátion képződik az ipari és mezőgazdasági szennyvizekben.
Az alacsony ásványianyag-tartalmú vizet SO42-ionok jelenléte jellemzi. Az ilyen vegyületeknek vannak stabil formái is, amelyek pozitív hatással vannak az ivóvíz mineralizációjára. Például a magnézium-szulfát egy oldhatatlan vegyület, amely vízben halmozódik fel.
A kénciklus fontossága
Ha a vízben lévő szulfátiont elemezzük, meg kell jegyeznünk annak fontosságát a kén és vegyületei teljes körforgásában a természetben. A szulfátredukáló baktériumok hatására a légköri oxigénhez való hozzáférés nélkül hidrogén-szulfiddá és szulfidokká redukálódik. A talajvizekben lévő oxigén jelenléte miatt ezek az anyagok újra szulfátokká alakulnak.
Szulfátredukáló baktériumok hatására és oxigén hiányában szulfidokká és kénhidrogénné redukálódnak. De amint oxigén megjelenik a természetes vízben, újra szulfáttá oxidálódnak.
Esővízben az SO42-ionok koncentrációja eléri a 10 mg-ot köbdeciméterenként. Édesvizek esetében ez a szám körülbelül 50 mg/dm3. A földalatti forrásokban a szulfátok mennyiségi tartalma lényegesen magasabb.
A felszíni vizeket az évszak és a kénsavionok százalékos aránya közötti kapcsolat jellemzi. Ezenkívül a mennyiségi mutatót befolyásolja az emberi gazdasági tevékenység, a vadon élő állatokban előforduló redukciós és oxidációs folyamatok.
A vízminőségre gyakorolt hatás
A szulfátok jelentős hatással vannak az ivóvíz minőségére. Megnövekedett koncentrációjuk hátrányosan befolyásolja az érzékszervi jellemzőket. A víz sós ízt kap, zavarossága nő. Az ilyen anionok megnövekedett tartalma hátrányosan befolyásolja az emberi szervezetben előforduló élettani folyamatokat. Rosszul szívódnak fel a vérbe a belekből. Emelt koncentrációban hashajtó hatást fejtenek ki, megzavarják az emésztési folyamatokat.
Meg lehetett állapítani a szulfátok hajra gyakorolt negatív hatását, a szem és a bőr nyálkahártyájának irritáló hatását. Az emberi szervezetre jelentett veszély miatt fontos meghatározni a szulfátionokat, és időben intézkedni azok mennyiségének csökkentéséről az ivóvízben. Az előírások szerint nem haladhatják meg az 500 mg-ot köbdeciméterenként.
Az anionok vízben történő meghatározásának jellemzői
A laboratóriumi vizsgálatok a Trilon B-vel a szulfátionra adott kvalitatív reakción alapulnak. A titrálást a GOST 31940-12 szerint, az SO42-re megállapítottak szerint végezzük. Az ivó- és szennyvíz szulfát-anion-tartalmának kimutatásával kapcsolatos laboratóriumi kísérletek elvégzéséhez bárium-klorid oldatokat készítünk adott koncentrációban (0,025 mol per dm3). Ezenkívül az elemzéshez oldatokra van szükség: magnézium-sók, ammónia puffer, Trilon B, ezüst-nitrát, fekete eriokróm T indikátor.
Algoritmuselemzési lépések
A laborasszisztens Erlenmeyer-lombikot használ, amelynek űrtartalma körülbelül 250 ml. 10 ml magnézium-só-oldatot adunk hozzá pipettával. Ezután 90 ml desztillált vizet, 5 ml pufferolt ammóniaoldatot, néhány csepp indikátort adunk a vizsgált lombikba, és titráljuk EDTA dinátriumsó-oldatával. Az eljárást addig hajtják végre, amíg a szín kékre nem változik a vörös-ibolyáról.
Ezután meg kell határozni a titráláshoz szükséges EDTA-dinátriumsó-oldat mennyiségét. A megbízható eredmény elérése érdekében tanácsos az eljárást 3-4 alkalommal megismételni. A korrekciós tényező segítségével végezze el a szulfát-anion-tartalom mennyiségi számítását.
Az elemzett minták titrálásra való előkészítésének jellemzői
Két 100 ml térfogatú minta egyidejű elemzését végzik el. 250 ml-es Erlenmeyer-lombikot kell venni. A laboráns mindegyikbe 100 ml elemzett mintát visz be. Ezután 2-3 csepp tömény sósavat, 25 ml bárium-kloridot adunk hozzá, és a lombikokat vízfürdőbe helyezzük. A melegítést 10 percig végezzük, majd az elemzett mintákat 60 percig hagyni kell.
Ezután a mintákat szűrjük úgy, hogy ne legyen bárium-szulfát csapadék a szűrőn. A szűrőt desztillált vízzel mossuk, ellenőrizzük, hogy az oldatban nincsenek-e kloridionok. Ehhez rendszeresen végezzen minőségi vizsgálatotezüst-nitrát oldattal reagáltatjuk. Ha zavarosodik, ez kloridok jelenlétét jelzi az oldatban.
Ezután helyezze a szűrőt abba a lombikba, ahol a kicsapást végezték. 5 ml ammónia hozzáadása után keverje meg a lombik tartalmát üvegrúddal, hajtsa ki a szűrőt, terítse el az alján. 5 mg elemzett ion alapján 6 ml EDTA-dinátriumsót adunk a vízhez. A tartalmát vízfürdőben felmelegítjük, majd elektromos tűzhelyen addig forraljuk, amíg a szűrővel együtt a vízbe került üledék teljesen fel nem oldódik.
A melegítés időtartama nem haladhatja meg az öt percet. Az elemzés minőségének javítása érdekében a lombik tartalmát időnként üvegrúddal meg kell keverni.
Miután a minta lehűlt, adjon hozzá 50 ml desztillált vizet, 5 ml pufferolt ammóniaoldatot és néhány csepp alkohol indikátor oldatot. Ezután a titrálást szulfát- vagy magnézium-klorid-oldat feleslegben lévő dinátriumsó EDTA-jával végezzük, amíg egy stabil lila árnyalat meg nem jelenik.
Következtetés
Nátrium-, kálium-, szulfátionok nem csak a különféle természetes folyamatok, hanem az emberi tevékenység hatására is keletkeznek a szennyvízben. Annak érdekében, hogy az élelmiszerekhez felhasznált víz ne legyen negatív hatással az élő szervezetekre, szükséges a benne lévő különféle anionok és kationok mennyiségi tartalmának monitorozása.
Például a minták Trilon B-vel történő titrálásakor lehetőség van a minták szulfát-anion-tartalmának kvantitatív számításaira,tegyen konkrét intézkedéseket ennek a mutatónak a csökkentésére (ha szükséges). A modern analitikai laboratóriumokban az ivóvízmintákból nehézfém-kationokat, klór-anionokat, foszfátokat, kórokozó mikroorganizmusokat is kimutatnak, amelyek a megengedett koncentrációk túllépése esetén negatívan befolyásolják az ember testi-lelki egészségét.
Az ilyen laboratóriumi kísérletek és számos tanulmány eredményei alapján az analitikus vegyészek arra a következtetésre jutottak, hogy a víz fogyasztásra alkalmas, vagy további tisztítást, kémiai víztisztításon alapuló speciális szűrőrendszert igényel.
