יוני סולפט הם מלחים בינוניים של חומצה גופרתית. רבות מהתרכובות הללו מסיסות מאוד במים. בתנאים רגילים, חומרים נמצאים במצב צבירה מוצק, יש להם צבע בהיר. יוני סולפט רבים הם ממקור משקעים, הם משקעים כימיים ימיים ולקוסטרינים.
תכונות בנייה
מבנה הגביש מאפשר את התוכן של אניונים מורכבים SO42-. ניתן להבחין בסולפטים מתכת דו ערכיים כתרכובות נפוצות. לדוגמה, יוני סולפט, בשילוב עם סידן, בריום, קטיונים סטרונציום, יוצרים מלחים בלתי מסיסים. משקעים אלו הם מינרלים הקיימים באופן חופשי בטבע.
להיות במים
בנוסף, יון הסולפט נוצר במהלך פירוק המלחים, ולכן יונים אלו נמצאים במים עיליים. המקור העיקרי של תרכובות כאלה הם תהליכי החמצון הכימי של סולפידים וגופרית.
בכמויות משמעותיות, יוני סולפט נכנסים לגופי מים במהלך מותם של אורגניזמים חיים, חמצון של יצורי צמחים יבשתיים ומימיים. בנוסף, הם נמצאים בניקוז תת קרקעי.
Bכמות משמעותית של יון סולפט נוצרת בשפכים תעשייתיים וחקלאיים.
מים מינרליים נמוכים מאופיינים בנוכחות של יוני SO42-. יש גם צורות יציבות של תרכובות כאלה שיש להן השפעה חיובית על המינרליזציה של מי השתייה. לדוגמה, מגנזיום גופרתי הוא תרכובת בלתי מסיסה המצטברת במים.
חשיבות במחזור הגופרית
אם ננתח את יון הסולפט במים, יש צורך לציין את חשיבותו למחזור המלא של הגופרית והתרכובות שלה בטבע. בשל פעולתם של חיידקים מפחיתי סולפט, ללא גישה לחמצן אטמוספרי, הוא מופחת למימן גופרתי ולסולפידים. עקב נוכחות חמצן במי הקרקע, חומרים אלו מומרים מחדש לסולפטים.
בפעולה של חיידקים מפחיתי סולפט ובהיעדר חמצן, הם מופחתים לסולפידים ומימן גופרתי. אבל ברגע שמופיע חמצן במים טבעיים, הם שוב מתחמצנים לסולפטים.
במי גשמים, ריכוז יוני SO42- מגיע ל-10 מ"ג לדצימטר מעוקב. עבור מים מתוקים, נתון זה הוא כ-50 מ"ג ל-dm3. במקורות תת-קרקעיים, התכולה הכמותית של סולפטים גבוהה משמעותית.
מי השטח מאופיינים בקשר בין העונה לאחוז יוני החומצה הגופרית. בנוסף, המדד הכמותי מושפע מפעילות כלכלית אנושית, תהליכי הפחתה וחמצון המתרחשים בחיות בר.
השפעה על איכות המים
לסולפטים יש השפעה משמעותית על איכות מי השתייה. הריכוז המוגבר שלהם משפיע לרעה על המאפיינים האורגנולפטיים. מים מקבלים טעם מלוח, העכירות שלהם עולה. התוכן המוגבר של אניונים כאלה משפיע לרעה על התהליכים הפיזיולוגיים המתרחשים בגוף האדם. הם נספגים בצורה גרועה בדם מהמעיים. בריכוזים גבוהים הם נותנים אפקט משלשל, משבשים את תהליכי העיכול.
ניתן היה לקבוע את ההשפעה השלילית של סולפטים על השיער, את ההשפעה המעצבנת על הקרום הרירי של העיניים והעור. בשל הסכנה שהם מהווים לגוף האדם, חשוב לקבוע יוני סולפט ולנקוט באמצעים בזמן כדי להפחית את כמותם במי השתייה. על פי התקנות, הם לא יעלו על 500 מ ג לדצימטר מעוקב.
תכונות של קביעת אניונים במים
מחקרי מעבדה מבוססים על תגובה איכותית ליון הסולפט עם Trilon B. טיטרציה מתבצעת בהתאם ל-GOST 31940-12, שהוקם עבור SO42-. כדי לערוך ניסויי מעבדה הקשורים לאיתור תכולת האניונים הסולפטיים במי השתייה והשפכים, מכינים תמיסות בריום כלוריד בריכוז נתון (0.025 מול ל-dm3). בנוסף, נדרשות תמיסות לניתוח: מלחי מגנזיום, חוצץ אמוניה, טרילון B, חנקתי כסף, מחוון T שחור eriochrome.
אלגוריתםשלבי ניתוח
עוזרת המעבדה משתמשת בבקבוק חרוטי, שהקיבולת שלו היא כ-250 מ"ל. מוסיפים לו 10 מ"ל של תמיסת מלח מגנזיום באמצעות פיפטה. לאחר מכן, מוסיפים לבקבוק המנותח 90 מ"ל מים מזוקקים, 5 מ"ל תמיסת אמוניה מבוקרת, כמה טיפות של אינדיקטור, טיטרציה מתבצעת עם תמיסה של מלח דינתרן של EDTA. התהליך מתבצע עד שהצבע משתנה לכחול מאדום-סגול.
לאחר מכן, נקבעת הכמות של תמיסת מלח דינתרן EDTA הדרושה לטיטרציה. כדי לקבל תוצאה אמינה, מומלץ לחזור על ההליך 3-4 פעמים. באמצעות מקדם התיקון, בצעו חישוב כמותי של תכולת האניונים הסולפטיים.
תכונות של הכנת דגימות מנותחות לטיטרציה
מתבצע ניתוח סימולטני של שתי דגימות בנפח של 100 מ"ל. יש צורך לקחת צלוחיות חרוטיות המיועדות ל-250 מ"ל. עוזר המעבדה מכניס 100 מ"ל מהדגימה המנותחת לכל אחד מהם. לאחר מכן, מוסיפים להם 2-3 טיפות של חומצה הידרוכלורית מרוכזת, 25 מ"ל בריום כלורי, והצלוחיות ממוקמות באמבט מים. החימום מתבצע במשך 10 דקות, לאחר מכן יש צורך להשאיר את הדגימות המנותחות למשך 60 דקות.
לאחר מכן מסננים את הדגימות כך שאין משקעים של בריום סולפט על המסנן. המסנן נשטף במים מזוקקים, נבדק היעדר יוני כלוריד בתמיסה. כדי לעשות זאת, מעת לעת לבצע איכותתגובה עם תמיסת חנקתי כסף. אם מופיעה עכירות, הדבר מצביע על נוכחות של כלורידים בתמיסה.
לאחר מכן הנח את המסנן בצלוחיות שבהן בוצע המשקע. לאחר הוספת 5 מ"ל אמוניה, מערבבים את תכולת הבקבוק עם מוט זכוכית, פותחים את המסנן, מפזרים אותו לאורך התחתית. בהתבסס על 5 מ"ג של יונים מנותחים, מוסיפים למים 6 מ"ל של מלח דינתרן EDTA. התכולה מחוממת באמבט מים, ולאחר מכן מבושלת על כיריים חשמליות עד להמסה מלאה של המשקעים שנכנסו למים יחד עם המסנן.
משך החימום לא יעלה על חמש דקות. כדי לשפר את איכות הניתוח, יש צורך לערבב מעת לעת את תכולת הבקבוק עם מוט זכוכית.
לאחר שהדגימה התקררה, הוסף לה 50 מ"ל מים מזוקקים, 5 מ"ל של תמיסת אמוניה מוגפת וכמה טיפות של תמיסת מחוון אלכוהול. לאחר מכן, טיטרציה מתבצעת עם עודף של מלח דינתרן EDTA של תמיסה של סולפט או מגנזיום כלוריד עד להופעת גוון סגול יציב.
מסקנה
יוני נתרן, אשלגן, סולפט נוצרים בשפכים לא רק עקב תהליכים טבעיים שונים, אלא גם כתוצאה מפעילות אנושית. על מנת שלמים המשמשים למזון לא תהיה השפעה שלילית על אורגניזמים חיים, יש צורך לנטר את התוכן הכמותי של אניונים וקטיונים שונים בהם.
לדוגמה, בעת טיטרציה של דגימות עם Trilon B, ניתן לבצע חישובים כמותיים של תכולת אניוני סולפט בדגימות,לנקוט באמצעים ספציפיים להפחתת אינדיקטור זה (במידת הצורך). במעבדות אנליטיות מודרניות מתגלים בדגימות מי שתייה גם קטיוני מתכות כבדות, אניונים של כלור, פוספטים, מיקרואורגניזמים פתוגניים, אשר כאשר חריגה מהריכוזים המותרים, יש להם השפעה שלילית על בריאותו הפיזית והרגשית של האדם.
בהתבסס על תוצאות ניסויי מעבדה כאלה ומחקרים רבים, כימאים אנליטיים מסיקים כי מים מתאימים לצריכה או שהם זקוקים לטיהור נוסף, שימוש במערכת סינון מיוחדת המבוססת על טיהור מים כימי.
