ซัลเฟตไอออนเป็นเกลือที่มีกรดซัลฟิวริกปานกลาง สารประกอบเหล่านี้หลายชนิดสามารถละลายได้ดีในน้ำ ภายใต้สภาวะปกติ สารมีสถานะการรวมตัวเป็นของแข็ง มีสีอ่อน ไอออนซัลเฟตจำนวนมากมีต้นกำเนิดจากตะกอน เป็นตะกอนเคมีในทะเลและจากทะเลสาบ
สิ่งปลูกสร้าง
โครงสร้างผลึกให้เนื้อหาของแอนไอออนเชิงซ้อน SO42- ซัลเฟตโลหะไดวาเลนต์สามารถแยกแยะได้ว่าเป็นสารประกอบทั่วไป ตัวอย่างเช่น ซัลเฟตไอออนเมื่อรวมกับแคลเซียม แบเรียม สตรอนเทียมไอออนบวก ทำให้เกิดเกลือที่ไม่ละลายน้ำ ตะกอนเหล่านี้เป็นแร่ธาตุที่มีอยู่ในธรรมชาติอย่างอิสระ
อยู่ในน้ำ
นอกจากนี้ ซัลเฟตไอออนยังก่อตัวขึ้นในระหว่างการแยกตัวของเกลือ ดังนั้นไอออนเหล่านี้จึงถูกพบในน้ำผิวดิน แหล่งที่มาหลักของสารประกอบดังกล่าวคือกระบวนการออกซิเดชันทางเคมีของซัลไฟด์และกำมะถัน
ในปริมาณมาก ซัลเฟตไอออนจะเข้าสู่แหล่งน้ำระหว่างการตายของสิ่งมีชีวิต การเกิดออกซิเดชันของสิ่งมีชีวิตบนบกและพืชน้ำ นอกจากนี้ยังพบในท่อระบายน้ำใต้ดิน
Bซัลเฟตไอออนจำนวนมากก่อตัวขึ้นในน้ำทิ้งทางอุตสาหกรรมและทางการเกษตร
น้ำแร่ที่มีแร่ธาตุต่ำมีไอออน SO42 อยู่ด้วย นอกจากนี้ยังมีรูปแบบที่เสถียรของสารประกอบดังกล่าวซึ่งมีผลดีต่อการทำให้เป็นแร่ของน้ำดื่ม ตัวอย่างเช่น แมกนีเซียมซัลเฟตเป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำที่สะสมอยู่ในน้ำ
ความสำคัญในวัฏจักรกำมะถัน
ถ้าเราวิเคราะห์ซัลเฟตไอออนในน้ำ จำเป็นต้องสังเกตถึงความสำคัญสำหรับวัฏจักรที่สมบูรณ์ของกำมะถันและสารประกอบในธรรมชาติ เนื่องจากการกระทำของแบคทีเรียที่ลดซัลเฟต โดยไม่ต้องเข้าถึงออกซิเจนในบรรยากาศ จึงลดลงเหลือไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลไฟด์ เนื่องจากมีออกซิเจนอยู่ในน้ำในดิน สารเหล่านี้จะถูกแปลงกลับเป็นซัลเฟตอีกครั้ง
ภายใต้การกระทำของแบคทีเรียลดซัลเฟตและในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน พวกมันจะถูกรีดิวซ์เป็นซัลไฟด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์ แต่ทันทีที่ออกซิเจนปรากฏในน้ำธรรมชาติ ออกซิเจนจะถูกออกซิไดซ์อีกครั้งเป็นซัลเฟต
ในน้ำฝนความเข้มข้นของ SO42- ไอออนถึง 10 มก. ต่อลูกบาศก์เดซิเมตร สำหรับน้ำจืด ตัวเลขนี้จะอยู่ที่ประมาณ 50 มก. ต่อ dm3 ในแหล่งใต้ดิน ปริมาณซัลเฟตในเชิงปริมาณจะสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
น้ำผิวดินมีลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างฤดูกาลกับเปอร์เซ็นต์ของไอออนของกรดซัลฟิวริก นอกจากนี้ ตัวบ่งชี้เชิงปริมาณยังได้รับผลกระทบจากกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ กระบวนการลดและออกซิเดชันที่เกิดขึ้นในสัตว์ป่า
ผลกระทบต่อคุณภาพน้ำ
ซัลเฟตมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของน้ำดื่ม ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นส่งผลเสียต่อลักษณะทางประสาทสัมผัส น้ำได้รสเค็มความขุ่นเพิ่มขึ้น เนื้อหาที่เพิ่มขึ้นของแอนไอออนดังกล่าวส่งผลเสียต่อกระบวนการทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์ พวกมันถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดได้ไม่ดีจากลำไส้ ที่ความเข้มข้นสูง มีฤทธิ์เป็นยาระบาย ขัดขวางกระบวนการย่อยอาหาร
มันเป็นไปได้ที่จะสร้างผลกระทบเชิงลบของซัลเฟตบนเส้นผม, ผลกระทบที่ระคายเคืองต่อเยื่อเมือกของดวงตาและผิวหนัง เนื่องจากอันตรายที่จะเกิดขึ้นกับร่างกายมนุษย์ การระบุซัลเฟตไอออนจึงเป็นสิ่งสำคัญและใช้มาตรการที่เหมาะสมเพื่อลดปริมาณในน้ำดื่ม ตามระเบียบ ไม่ควรเกิน 500 มก. ต่อลูกบาศก์เดซิเมตร
คุณสมบัติการหาค่าแอนไอออนในน้ำ
การศึกษาในห้องปฏิบัติการใช้ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพกับซัลเฟตไอออนด้วย Trilon B การไทเทรตดำเนินการตาม GOST 31940-12 ซึ่งกำหนดขึ้นสำหรับ SO42- เพื่อทำการทดลองในห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับเนื้อหาของซัลเฟตแอนไอออนในน้ำดื่มและน้ำเสีย สารละลายแบเรียมคลอไรด์จะถูกเตรียมด้วยความเข้มข้นที่กำหนด (0.025 โมลต่อ dm3) นอกจากนี้ จำเป็นต้องใช้สารละลายสำหรับการวิเคราะห์: เกลือแมกนีเซียม แอมโมเนียบัฟเฟอร์ Trilon B ซิลเวอร์ไนเตรต ตัวบ่งชี้ black eriochrome T
อัลกอริทึมขั้นตอนการวิเคราะห์
ผู้ช่วยห้องปฏิบัติการใช้กระติกน้ำทรงกรวย ความจุประมาณ 250 มล. เติมสารละลายเกลือแมกนีเซียม 10 มล. โดยใช้ปิเปต ถัดไป น้ำกลั่น 90 มล. สารละลายแอมโมเนียบัฟเฟอร์ 5 มล. เติมตัวบ่งชี้สองสามหยดลงในขวดที่วิเคราะห์แล้ว การไทเทรตจะดำเนินการด้วยสารละลายเกลือไดโซเดียมของ EDTA กระบวนการนี้จะดำเนินการจนกว่าสีจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินจากสีแดง-ม่วง
ถัดไป จะกำหนดปริมาณของสารละลายเกลือไดโซเดียม EDTA ที่จำเป็นสำหรับการไทเทรต เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ แนะนำให้ทำซ้ำ 3-4 ครั้ง ใช้ตัวประกอบการแก้ไข ทำการคำนวณเชิงปริมาณของเนื้อหาของไอออนซัลเฟต
คุณสมบัติของการเตรียมตัวอย่างที่วิเคราะห์สำหรับการไทเทรต
ทำการวิเคราะห์ตัวอย่างสองตัวอย่างที่มีปริมาตร 100 มล. พร้อมกัน จำเป็นต้องใช้ขวดทรงกรวยที่ออกแบบมาสำหรับ 250 มล. ผู้ช่วยห้องปฏิบัติการแนะนำตัวอย่างที่วิเคราะห์แล้ว 100 มล. ในแต่ละตัวอย่าง จากนั้นเติมกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 2-3 หยดแบเรียมคลอไรด์ 25 มล. และวางขวดในอ่างน้ำ ให้ความร้อนเป็นเวลา 10 นาที จากนั้นจึงจำเป็นต้องทิ้งตัวอย่างที่วิเคราะห์ไว้เป็นเวลา 60 นาที
จากนั้นก็กรองตัวอย่างเพื่อไม่ให้มีแบเรียมซัลเฟตตกตะกอนบนตัวกรอง ล้างตัวกรองด้วยน้ำกลั่นตรวจสอบไม่มีคลอไรด์ไอออนในสารละลาย การทำเช่นนี้เป็นระยะดำเนินการเชิงคุณภาพปฏิกิริยากับสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต หากมีเมฆมาก แสดงว่ามีคลอไรด์อยู่ในสารละลาย
จากนั้นใส่แผ่นกรองลงในขวดที่มีการตกตะกอน หลังจากเติมแอมโมเนีย 5 มล. ให้กวนเนื้อหาของขวดด้วยแท่งแก้วแล้วคลี่ตัวกรองแล้วเกลี่ยให้ทั่วด้านล่าง จากการวิเคราะห์ไอออน 5 มก. เกลือไดโซเดียม EDTA 6 มล. จะถูกเติมลงในน้ำ เนื้อหาจะได้รับความร้อนในอ่างน้ำแล้วต้มบนเตาไฟฟ้าจนตะกอนที่ลงไปในน้ำพร้อมกับตัวกรองจะละลายหมด
ระยะเวลาการให้ความร้อนไม่ควรเกินห้านาที เพื่อปรับปรุงคุณภาพของการวิเคราะห์ จำเป็นต้องกวนเนื้อหาของขวดด้วยแท่งแก้วเป็นระยะ
หลังจากที่ตัวอย่างเย็นลงแล้ว ให้เติมน้ำกลั่น 50 มล. สารละลายแอมโมเนียบัฟเฟอร์ 5 มล. และสารละลายบ่งชี้แอลกอฮอล์สองสามหยดลงไป ถัดไป การไทเทรตจะดำเนินการโดยใช้เกลือไดโซเดียม EDTA ที่มากเกินไปของสารละลายซัลเฟตหรือแมกนีเซียมคลอไรด์ จนกระทั่งสีม่วงที่เสถียรปรากฏขึ้น
สรุป
โซเดียม โพแทสเซียม ซัลเฟตไอออน เกิดขึ้นในน้ำเสียไม่เพียงเนื่องจากกระบวนการทางธรรมชาติต่างๆ แต่ยังเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ด้วย เพื่อไม่ให้น้ำที่ใช้เป็นอาหารส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต จึงจำเป็นต้องตรวจสอบเนื้อหาเชิงปริมาณของแอนไอออนและไอออนบวกต่างๆ ในนั้น
ตัวอย่างเช่น เมื่อทำการไตเตรทตัวอย่างด้วย Trilon B เป็นไปได้ที่จะทำการคำนวณเชิงปริมาณของเนื้อหาของซัลเฟตแอนไอออนในตัวอย่างใช้มาตรการเฉพาะเพื่อลดตัวบ่งชี้นี้ (ถ้าจำเป็น) ในห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ที่ทันสมัย น้ำดื่มยังมีการตรวจพบไอออนของโลหะหนัก คลอรีน ฟอสเฟต จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ซึ่งเมื่อเกินความเข้มข้นที่อนุญาต จะส่งผลเสียต่อสุขภาพร่างกายและอารมณ์ของบุคคล
เยน