Сульфат иондары – күкірт қышқылының орташа тұздары. Бұл қосылыстардың көпшілігі суда жақсы ериді. Қалыпты жағдайда заттар агрегацияның қатты күйінде болады, ашық түсті болады. Көптеген сульфат иондары шөгінді болып табылады, олар теңіз және көлдік химиялық шөгінділер.
Құрылыс мүмкіндіктері
Кристалдық құрылымы күрделі аниондардың SO42- мазмұнына мүмкіндік береді. Екі валентті металл сульфаттарын жалпы қосылыстар ретінде ажыратуға болады. Мысалы, сульфат иондары кальций, барий, стронций катиондарымен қосылып, ерімейтін тұздар түзеді. Бұл шөгінділер табиғатта еркін кездесетін минералдар.
Суда болу
Сонымен қатар сульфат ионы тұздардың диссоциациялануы кезінде түзіледі, сондықтан бұл иондар жер үсті суларында кездеседі. Мұндай қосылыстардың негізгі көзі сульфидтер мен күкірттің химиялық тотығу процестері болып табылады.
Сульфат иондары су қоймаларына тірі организмдердің өлуі, жердегі және су өсімдіктерінің тотығуы кезінде көп мөлшерде түседі. Бұған қоса, олар жер асты канализацияларында кездеседі.
Бсульфат ионының едәуір мөлшері өнеркәсіптік және ауылшаруашылық ағынды суларда түзіледі.
Төмен минералданған су SO42- иондарының болуымен сипатталады. Ауыз судың минералдануына оң әсер ететін мұндай қосылыстардың тұрақты түрлері де бар. Мысалы, магний сульфаты - суда жиналатын ерімейтін қосылыс.
Күкірт цикліндегі маңыздылығы
Судағы сульфат ионын талдасақ, оның күкірт пен оның қосылыстарының табиғаттағы толық айналымы үшін маңызын атап өту керек. Сульфатты қалпына келтіретін бактериялардың әсерінен атмосфералық оттегіге қол жеткізбей, күкіртсутек пен сульфидтерге дейін тотықсызданады. Топырақ суларында оттегінің болуына байланысты бұл заттар қайтадан сульфаттарға айналады.
Сульфатты қалпына келтіретін бактериялардың әсерінен және оттегінің жетіспеушілігінде олар сульфидтер мен күкіртсутектерге дейін тотықсызданады. Бірақ табиғи суда оттегі пайда болғаннан кейін олар қайтадан сульфаттарға дейін тотығады.
Жаңбыр суында SO42- иондарының концентрациясы бір текше дециметрде 10 мг-ға жетеді. Тұщы сулар үшін бұл көрсеткіш дм3 үшін шамамен 50 мг құрайды. Жер асты көздерінде сульфаттардың сандық мөлшері айтарлықтай жоғары.
Жер үсті сулары маусым мен күкірт қышқылы иондарының пайыздық қатынасымен сипатталады. Сонымен қатар, сандық көрсеткішке адамның шаруашылық қызметі, жабайы табиғатта болатын тотықсыздану және тотығу процестері әсер етеді.
Су сапасына әсері
Сульфаттар ауыз судың сапасына айтарлықтай әсер етеді. Олардың жоғары концентрациясы органолептикалық көрсеткіштерге теріс әсер етеді. Су тұзды дәмге ие болады, оның лайлылығы артады. Мұндай аниондардың жоғарылауы адам ағзасында болатын физиологиялық процестерге теріс әсер етеді. Олар ішектен қанға нашар сіңеді. Жоғары концентрацияда олар іш жүргізетін әсер береді, ас қорыту процестерін бұзады.
Сульфаттардың шашқа теріс әсерін, көздің және терінің шырышты қабығына тітіркендіргіш әсерін анықтау мүмкін болды. Олардың адам ағзасына қауіптілігіне байланысты сульфат иондарын анықтау және олардың ауыз судағы мөлшерін азайту үшін дер кезінде шаралар қабылдау маңызды. Ережеге сәйкес, олар бір текше дециметрге 500 мг аспауы керек.
Судағы аниондарды анықтау ерекшеліктері
Зертханалық зерттеулер Trilon B сульфат ионына сапалы реакцияға негізделген. Титрлеу SO42- үшін белгіленген ГОСТ 31940-12 сәйкес жүргізіледі. Ауыз және ағынды сулардағы сульфат аниондарының құрамын анықтауға байланысты зертханалық тәжірибелер жүргізу үшін берілген концентрацияда барий хлоридінің ерітінділері дайындалады (дм. 0,025 моль3). Сонымен қатар, талдау үшін ерітінділер қажет: магний тұздары, аммиак буфері, трилон В, күміс нитраты, қара эриохром Т индикаторы.
Алгоритмталдау қадамдары
Лаборатория сыйымдылығы шамамен 250 мл болатын конустық колбаны пайдаланады. Оған тамшуыр арқылы 10 мл магний тұзының ерітіндісін қосады. Әрі қарай талданатын колбаға 90 мл дистилденген су, 5 мл буферлік аммиак ерітіндісі, индикатордың бірнеше тамшысын қосады, ЭДТА динатрий тұзының ерітіндісімен титрлеуді жүргізеді. Процесс түс қызыл-күлгіннен көкке өзгергенше орындалады.
Содан кейін титрлеуге қажетті ЭДТА натрий тұзы ерітіндісінің мөлшері анықталады. Сенімді нәтижеге қол жеткізу үшін процедураны 3-4 рет қайталаған жөн. Түзету коэффициентін пайдаланып, сульфат аниондарының құрамының сандық есебін орындаңыз.
Талданған үлгілерді титрлеуге дайындау ерекшеліктері
100 мл көлемі бар екі үлгіні бір мезгілде талдау жүргізіледі. 250 мл-ге есептелген конустық колбаларды алу қажет. Лаборатория олардың әрқайсысына 100 мл талданған үлгіні енгізеді. Әрі қарай оларға 2-3 тамшы концентрлі тұз қышқылын, 25 мл барий хлоридін қосады да, колбаларды су моншасына салады. Қыздыру 10 минут бойы жүргізіледі, содан кейін талданған үлгілерді 60 минутқа қалдыру керек.
Содан кейін үлгілер сүзгіде барий сульфатының тұнбасы болмайтындай сүзіледі. Сүзгі тазартылған сумен жуылады, ерітіндіде хлорид иондарының болмауы тексеріледі. Ол үшін мезгіл-мезгіл сапалы өткізіңізкүміс нитраты ерітіндісімен реакция. Бұлыңғырлық пайда болса, бұл ерітіндіде хлоридтердің бар екенін көрсетеді.
Содан кейін сүзгіні тұндыру жүргізілген колбаларға салыңыз. 5 мл аммиакты қосқаннан кейін колбаның ішіндегісін шыны таяқшамен араластырады, сүзгіні ашады, түбін жаяды. 5 мг талданған ион негізінде суға 6 мл ЭДТА динатрий тұзы қосылады. Мазмұны су моншасында қыздырылады, содан кейін сүзгімен бірге суға түскен шөгінді толығымен ерігенше электр плитасында қайнатылады.
Қызу ұзақтығы бес минуттан аспауы керек. Талдау сапасын жақсарту үшін колбаның ішіндегісін шыны таяқшамен мезгіл-мезгіл араластырып отыру керек.
Үлгі салқындағаннан кейін оған 50 мл тазартылған суды, 5 мл буферлі аммиак ерітіндісін және бірнеше тамшы спирт индикатор ерітіндісін қосыңыз. Содан кейін титрлеу сульфат немесе магний хлориді ерітіндісінің динатрий тұзының ЭДТА артық мөлшерімен тұрақты күлгін реңк пайда болғанша жүргізіледі.
Қорытынды
Натрий, калий, сульфат иондары ағынды суларда әртүрлі табиғи процестердің әсерінен ғана емес, сонымен қатар адамның шаруашылық әрекетінің нәтижесінде де түзіледі. Тағамға пайдаланылатын судың тірі организмдерге кері әсерін тигізбеу үшін ондағы әртүрлі аниондар мен катиондардың сандық құрамын бақылау қажет.
Мысалы, үлгілерді трилон В-мен титрлеу кезінде үлгілердегі сульфат аниондарының мөлшерін сандық есептеулер жүргізуге болады,бұл көрсеткішті төмендету бойынша нақты шаралар қабылдау (қажет болған жағдайда). Қазіргі заманғы аналитикалық зертханаларда ауыз су үлгілерінен ауыр металдардың катиондары, хлор аниондары, фосфаттар, патогенді микроорганизмдер де анықталады, олар рұқсат етілген концентрациядан асып кеткенде адамның физикалық және эмоционалдық денсаулығына теріс әсер етеді.
Осындай зертханалық тәжірибелер мен көптеген зерттеулердің нәтижелеріне сүйене отырып, аналитикалық химиктер суды тұтынуға жарамды немесе оны қосымша тазарту, суды химиялық тазартуға негізделген арнайы сүзу жүйесін пайдалану қажет деген қорытындыға келеді.
