Các ion sunfat là muối trung bình của axit sunfuric. Nhiều hợp chất trong số này có khả năng hòa tan cao trong nước. Ở điều kiện thường, các chất ở trạng thái tập hợp rắn, có màu nhạt. Nhiều ion sunfat có nguồn gốc trầm tích, chúng là trầm tích hóa học biển và hồ.
Tính năng xây dựng
Cấu trúc tinh thể cho phép hàm lượng các anion phức tạp SO42-. Các sunfat kim loại hóa trị 2 có thể được phân biệt như các hợp chất thông thường. Ví dụ, các ion sunfat, kết hợp với các cation canxi, bari, stronti, tạo thành các muối không hòa tan. Những trầm tích này là những khoáng chất tồn tại tự do trong tự nhiên.
Đang trong nước
Ngoài ra, ion sunfat được hình thành trong quá trình phân ly của các muối, vì vậy các ion này được tìm thấy trong nước bề mặt. Nguồn chính của các hợp chất như vậy là quá trình oxy hóa hóa học của sulfua và lưu huỳnh.
Với số lượng đáng kể, các ion sunfat xâm nhập vào các vùng nước trong quá trình chết của các sinh vật sống, quá trình oxy hóa của các sinh vật thực vật trên cạn và dưới nước. Ngoài ra, chúng còn được tìm thấy trong các cống ngầm.
Bmột lượng đáng kể ion sunfat được hình thành trong nước thải công nghiệp và nông nghiệp.
Nước có độ khoáng thấp được đặc trưng bởi sự hiện diện của các ion SO42-. Ngoài ra còn có các dạng ổn định của các hợp chất như vậy có tác động tích cực đến quá trình khoáng hóa của nước uống. Ví dụ: magie sunfat là một hợp chất không hòa tan tích tụ trong nước.
Tầm quan trọng trong chu trình lưu huỳnh
Nếu chúng ta phân tích ion sunfat trong nước, cần lưu ý tầm quan trọng của nó đối với chu trình đầy đủ của lưu huỳnh và các hợp chất của nó trong tự nhiên. Do hoạt động của vi khuẩn khử sunfat, không tiếp cận được với oxy trong khí quyển, nó bị khử thành hydro sunfua và sunfua. Do sự hiện diện của oxy trong nước đất, những chất này được chuyển đổi lại thành sunfat.
Dưới tác dụng của vi khuẩn khử sunfat và trong điều kiện thiếu oxy, chúng bị khử thành sunfua và hydro sunfua. Nhưng ngay khi oxy xuất hiện trong nước tự nhiên, chúng lại bị oxy hóa thành sunfat.
Trong nước mưa, nồng độ của ion SO42- đạt 10 mg trên decimet khối. Đối với nước ngọt, con số này là khoảng 50 mg mỗi dm3. Trong các nguồn dưới lòng đất, hàm lượng sunfat định lượng cao hơn đáng kể.
Nước bề mặt được đặc trưng bởi mối quan hệ giữa mùa và tỷ lệ phần trăm của các ion axit sulfuric. Ngoài ra, chỉ số định lượng bị ảnh hưởng bởi hoạt động kinh tế của con người, các quá trình khử và oxy hóa xảy ra trong động vật hoang dã.
Ảnh hưởng đến chất lượng nước
Sulfat có tác động đáng kể đến chất lượng nước uống. Nồng độ tăng của chúng ảnh hưởng xấu đến các đặc tính cảm quan. Nước có vị mặn, độ đục của nó tăng lên. Hàm lượng các anion tăng lên ảnh hưởng xấu đến các quá trình sinh lý xảy ra trong cơ thể con người. Chúng được hấp thụ kém vào máu từ ruột. Ở nồng độ cao, chúng có tác dụng nhuận tràng, làm gián đoạn quá trình tiêu hóa.
Có thể tạo ra tác động tiêu cực của sunfat lên tóc, tác dụng kích thích lên màng nhầy của mắt và da. Do sự nguy hiểm của chúng đối với cơ thể con người, điều quan trọng là phải xác định các ion sunfat và có các biện pháp kịp thời để giảm lượng của chúng trong nước uống. Theo quy định, chúng không được vượt quá 500 mg mỗi decimet khối.
Tính năng xác định anion trong nước
Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm dựa trên phản ứng định tính với ion sunfat với Trilon B. Chuẩn độ được thực hiện theo GOST 31940-12, được thiết lập cho SO42-. Để tiến hành các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm liên quan đến việc phát hiện hàm lượng anion sunfat trong nước uống và nước thải, dung dịch bari clorua được chuẩn bị với nồng độ nhất định (0,025 mol mỗi dm3). Ngoài ra, các dung dịch được yêu cầu để phân tích: muối magiê, đệm amoniac, Trilon B, bạc nitrat, chất chỉ thị eriochrome T màu đen.
Thuật toáncác bước phân tích
Trợ lý phòng thí nghiệm sử dụng một bình nón, dung tích khoảng 250 ml. Dùng pipet thêm 10 ml dung dịch muối magie. Tiếp theo cho 90 ml nước cất, 5 ml dung dịch đệm amoniac, vài giọt chất chỉ thị vào bình phân tích, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch muối dinatri của EDTA. Quá trình này được thực hiện cho đến khi màu sắc chuyển từ xanh lam từ đỏ tím.
Tiếp theo, lượng dung dịch muối dinatri EDTA cần thiết để chuẩn độ được xác định. Để có được một kết quả đáng tin cậy, nên lặp lại quy trình 3-4 lần. Sử dụng hệ số hiệu chỉnh, thực hiện phép tính định lượng hàm lượng của các anion sunfat.
Tính năng chuẩn bị mẫu phân tích để chuẩn độ
Tiến hành phân tích đồng thời hai mẫu với thể tích 100 ml. Cần phải lấy các bình nón được thiết kế cho 250 ml. Trợ lý phòng thí nghiệm đưa 100 ml mẫu đã phân tích vào mỗi người. Tiếp theo, thêm 2-3 giọt axit clohydric đậm đặc, 25 ml bari clorua vào chúng và đặt các bình vào nồi cách thủy. Gia nhiệt được thực hiện trong 10 phút, sau đó cần để các mẫu phân tích trong 60 phút.
Sau đó, các mẫu được lọc để không có kết tủa bari sulfat trên bộ lọc. Bộ lọc được rửa bằng nước cất, kiểm tra sự vắng mặt của các ion clorua trong dung dịch. Để làm điều này, định kỳ tiến hành định tínhphản ứng với dung dịch bạc nitrat. Nếu vẩn đục xuất hiện, điều này cho thấy sự hiện diện của clorua trong dung dịch.
Sau đó đặt bộ lọc vào bình cầu nơi tiến hành kết tủa. Sau khi thêm 5 ml amoniac, dùng đũa thủy tinh khuấy lượng chứa trong bình, mở màng lọc, trải dọc theo đáy. Dựa trên 5 mg ion được phân tích, 6 ml muối dinatri EDTA được thêm vào nước. Các thành phần được đun nóng trong nồi cách thủy, sau đó đun sôi trên bếp điện cho đến khi cặn bẩn đi vào nước cùng với bộ lọc được hòa tan hoàn toàn.
Thời gian làm nóng không được quá năm phút. Để nâng cao chất lượng phân tích, cần khuấy định kỳ lượng chứa trong bình bằng đũa thủy tinh.
Sau khi mẫu nguội, thêm 50 ml nước cất, 5 ml dung dịch amoniac đệm và vài giọt dung dịch chỉ thị cồn vào mẫu. Tiếp theo, chuẩn độ được thực hiện với lượng dư muối dinatri EDTA của dung dịch sunfat hoặc magie clorua cho đến khi xuất hiện màu tím ổn định.
Kết
Các ion natri, kali, sunfat được hình thành trong nước thải không chỉ do các quá trình tự nhiên khác nhau mà còn là kết quả của các hoạt động của con người. Để nước được sử dụng cho thực phẩm không có tác động tiêu cực đến sinh vật sống, cần phải theo dõi hàm lượng định lượng của các anion và cation khác nhau trong đó.
Ví dụ, khi chuẩn độ mẫu bằng Trilon B, có thể thực hiện các phép tính định lượng hàm lượng anion sunfat trong mẫu,thực hiện các biện pháp cụ thể để giảm chỉ tiêu này (nếu cần). Trong các phòng thí nghiệm phân tích hiện đại, các cation kim loại nặng, anion clo, phốt phát, vi sinh vật gây bệnh cũng được phát hiện trong các mẫu nước uống, khi vượt quá nồng độ cho phép sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe thể chất và tinh thần của con người.
Dựa trên kết quả của các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và nhiều nghiên cứu, các nhà hóa học phân tích kết luận rằng nước phù hợp để tiêu dùng hoặc nó cần được thanh lọc bổ sung, sử dụng hệ thống lọc đặc biệt dựa trên việc lọc nước bằng hóa chất.
