Sülfat iyonları, sülfürik asidin orta tuzlarıdır. Bu bileşiklerin çoğu suda yüksek oranda çözünür. Normal şartlar altında, maddeler katı bir agregasyon halindedir, açık bir renge sahiptir. Birçok sülfat iyonu tortul kökenlidir, deniz ve gölsel kimyasal tortulardır.
Yapı özellikleri
Kristal yapı, karmaşık anyonların SO42- içeriğine izin verir. İki değerlikli metal sülfatlar, yaygın bileşikler olarak ayırt edilebilir. Örneğin, kalsiyum, baryum, stronsiyum katyonları ile birleşen sülfat iyonları, çözünmeyen tuzlar oluşturur. Bu çökeltiler doğada serbest halde bulunan minerallerdir.
Suda olmak
Ayrıca, tuzların ayrışması sırasında sülfat iyonu oluşur, bu nedenle bu iyonlar yüzey sularında bulunur. Bu tür bileşiklerin ana kaynağı, sülfürlerin ve kükürtün kimyasal oksidasyon süreçleridir.
Önemli miktarlarda sülfat iyonları, canlı organizmaların ölümü, karasal ve sucul bitki canlılarının oksidasyonu sırasında su kütlelerine girer. Ayrıca yer altı kanalizasyonlarında bulunurlar.
Bendüstriyel ve tarımsal atıklarda önemli miktarda sülfat iyonu oluşur.
Düşük mineralli su, SO42- iyonlarının varlığı ile karakterize edilir. İçme suyunun mineralizasyonu üzerinde olumlu bir etkiye sahip olan bu tür bileşiklerin kararlı formları da vardır. Örneğin, magnezyum sülfat suda biriken çözünmeyen bir bileşiktir.
Kükürt döngüsündeki önemi
Sudaki sülfat iyonunu analiz edersek, doğadaki kükürt ve bileşiklerinin tam döngüsü için önemini not etmek gerekir. Sülfat indirgeyen bakterilerin etkisi nedeniyle, atmosferik oksijene erişimi olmadan hidrojen sülfür ve sülfürlere indirgenir. Toprak sularında oksijen bulunması nedeniyle bu maddeler yeniden sülfatlara dönüştürülür.
Sülfat indirgeyen bakterilerin etkisi altında ve oksijenin yokluğunda sülfürlere ve hidrojen sülfüre indirgenirler. Ancak doğal suda oksijen göründüğü anda tekrar sülfatlara oksitlenirler.
Yağmur suyunda, SO42- iyonlarının konsantrasyonu desimetre küp başına 10 mg'a ulaşır. Tatlı sular için bu rakam dm3 başına yaklaşık 50 mg'dır. Yer altı kaynaklarında, sülfatların niceliksel içeriği önemli ölçüde daha yüksektir.
Yüzey suları, mevsim ve sülfürik asit iyonlarının yüzdesi arasındaki ilişki ile karakterize edilir. Ayrıca nicel gösterge, insan ekonomik faaliyetlerinden, vahşi yaşamda meydana gelen azalma ve oksidasyon süreçlerinden etkilenir.
Su kalitesi üzerindeki etki
Sülfatların içme suyunun kalitesi üzerinde önemli bir etkisi vardır. Artan konsantrasyonları organoleptik özellikleri olumsuz etkiler. Su tuzlu bir tat alır, bulanıklığı artar. Bu tür anyonların artan içeriği, insan vücudunda meydana gelen fizyolojik süreçleri olumsuz etkiler. Bağırsaklardan kana zayıf bir şekilde emilirler. Yüksek konsantrasyonlarda müshil etkisi verirler, sindirim sürecini bozarlar.
Sülfatların saç üzerindeki olumsuz etkisini, gözlerin ve cildin mukoza zarındaki tahriş edici etkisini tespit etmek mümkün oldu. İnsan vücudu için oluşturdukları tehlike nedeniyle sülfat iyonlarının belirlenmesi ve içme suyundaki miktarlarının az altılması için zamanında önlem alınması önemlidir. Yönetmeliklere göre desimetre küp başına 500 mg'ı geçmemelidir.
Sudaki anyon tayininin özellikleri
Laboratuvar çalışmaları, Trilon B ile sülfat iyonuna kalitatif bir reaksiyona dayanmaktadır. Titrasyon, SO42- için oluşturulmuş GOST 31940-12'ye göre gerçekleştirilir. İçme ve atık sudaki sülfat anyonlarının içeriğinin tespiti ile ilgili laboratuvar deneyleri yapmak için, belirli bir konsantrasyonda (dm3 başına 0.025 mol) baryum klorür çözeltileri hazırlanır. Ayrıca analiz için solüsyonlar gereklidir: magnezyum tuzları, amonyak tamponu, Trilon B, gümüş nitrat, siyah eriokrom T göstergesi.
Algoritmaanaliz adımları
Laboratuvar asistanı, kapasitesi yaklaşık 250 ml olan konik bir şişe kullanır. Bir pipet kullanılarak 10 ml magnezyum tuzu çözeltisi eklenir. Daha sonra, analiz edilen şişeye 90 ml damıtılmış su, 5 ml tamponlu bir amonyak çözeltisi, birkaç damla indikatör eklenir, bir EDTA disodyum tuzu çözeltisi ile titrasyon yapılır. Renk kırmızı-mordan maviye dönene kadar işlem yapılır.
Ardından, titrasyon için gereken EDTA disodyum tuzu çözeltisinin miktarı belirlenir. Güvenilir bir sonuç elde etmek için prosedürü 3-4 kez tekrarlamanız önerilir. Düzeltme faktörünü kullanarak sülfat anyonlarının içeriğinin nicel bir hesaplamasını yapın.
Titrasyon için analiz edilen numuneleri hazırlama özellikleri
100 ml hacimli iki numunenin eş zamanlı analizi gerçekleştirilir. 250 ml için tasarlanmış konik şişelerin alınması gerekir. Laboratuvar asistanı her birine 100 ml analiz edilen numune verir. Daha sonra 2-3 damla konsantre hidroklorik asit, 25 ml baryum klorür eklenir ve şişeler bir su banyosuna yerleştirilir. Isıtma 10 dakika gerçekleştirilir, ardından analiz edilen numunelerin 60 dakika bırakılması gerekir.
Ardından numuneler süzülür, böylece filtrede baryum sülfat çökeltisi kalmaz. Filtre distile su ile yıkanır, solüsyonda klorür iyonlarının bulunup bulunmadığı kontrol edilir. Bunu yapmak için periyodik olarak niteliksel birgümüş nitrat çözeltisi ile reaksiyon. Bulanıklık görünüyorsa, bu, çözeltide klorürlerin varlığını gösterir.
Ardından filtreyi çökeltmenin yapıldığı şişelere yerleştirin. 5 ml amonyak ekledikten sonra, şişenin içindekileri bir cam çubukla karıştırın, filtreyi açın, tabana yayın. 5 mg analiz edilen iyon bazında, suya 6 ml EDTA disodyum tuzu eklenir. İçindekiler bir su banyosunda ısıtılır, ardından filtre ile birlikte suya giren tortu tamamen eriyene kadar elektrikli ocakta kaynatılır.
Isıtma süresi beş dakikayı geçmemelidir. Analizin kalitesini artırmak için, şişenin içeriğini bir cam çubukla periyodik olarak karıştırmak gerekir.
Numune soğuduktan sonra, buna 50 ml distile su, 5 ml tamponlu amonyak solüsyonu ve birkaç damla alkol indikatör solüsyonu ekleyin. Daha sonra, kararlı bir mor renk görünene kadar bir sülfat veya magnezyum klorür çözeltisinin fazla miktarda disodyum tuzu EDTA'sı ile titrasyon yapılır.
Sonuç
Sodyum, potasyum, sülfat iyonları atık sularda sadece çeşitli doğal süreçler sonucu değil, aynı zamanda insan faaliyetleri sonucunda da oluşur. Gıda için kullanılan suyun canlı organizmalar üzerinde olumsuz bir etkisi olmaması için içindeki çeşitli anyon ve katyonların kantitatif içeriğinin izlenmesi gerekir.
Örneğin, numuneleri Trilon B ile titre ederken, numunelerdeki sülfat anyonlarının içeriğinin nicel hesaplamalarını yapmak mümkündür,bu göstergeyi az altmak için özel önlemler alın (gerekirse). Modern analitik laboratuvarlarda, içme suyu numunelerinde ağır metal katyonları, klor anyonları, fosfatlar, patojenik mikroorganizmalar da tespit edilir, bunlar izin verilen konsantrasyonlar aşıldığında bir kişinin fiziksel ve duygusal sağlığı üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.
Bu tür laboratuvar deneylerinin ve çok sayıda çalışmanın sonuçlarına dayanarak, analitik kimyagerler suyun tüketime uygun olduğu veya kimyasal su arıtmaya dayalı özel bir filtreleme sisteminin kullanılmasıyla ilave arıtmaya ihtiyacı olduğu sonucuna varırlar.
