Síranové ióny sú stredne veľké soli kyseliny sírovej. Mnohé z týchto zlúčenín sú vysoko rozpustné vo vode. Za normálnych podmienok sú látky v pevnom stave agregácie, majú svetlú farbu. Mnohé síranové ióny sú sedimentárneho pôvodu, sú to morské a jazerné chemické sedimenty.
Stavebné prvky
Kryštálová štruktúra umožňuje obsah komplexných aniónov SO42-. Ako bežné zlúčeniny možno rozlíšiť sírany dvojmocných kovov. Napríklad síranové ióny v kombinácii s katiónmi vápnika, bária, stroncia tvoria nerozpustné soli. Tieto sedimenty sú minerály, ktoré voľne existujú v prírode.
Byť vo vode
Navyše síranový ión vzniká pri disociácii solí, takže tieto ióny sa nachádzajú v povrchových vodách. Hlavným zdrojom takýchto zlúčenín sú procesy chemickej oxidácie sulfidov a síry.
Vo významnom množstve sa síranové ióny dostávajú do vodných útvarov počas smrti živých organizmov, oxidácii suchozemských a vodných rastlín. Okrem toho sa nachádzajú v podzemných kanáloch.
Bznačné množstvo síranových iónov sa tvorí v priemyselných a poľnohospodárskych odpadových vodách.
Nízko mineralizovaná voda sa vyznačuje prítomnosťou iónov SO42-. Existujú aj stabilné formy takýchto zlúčenín, ktoré majú pozitívny vplyv na mineralizáciu pitnej vody. Napríklad síran horečnatý je nerozpustná zlúčenina, ktorá sa hromadí vo vode.
Význam v cykle síry
Ak analyzujeme síranový ión vo vode, je potrebné poznamenať jeho význam pre celý cyklus síry a jej zlúčenín v prírode. Pôsobením baktérií redukujúcich sírany sa bez prístupu vzdušného kyslíka redukuje na sírovodík a sulfidy. V dôsledku prítomnosti kyslíka v pôdnych vodách sa tieto látky premieňajú na sírany.
Pôsobením baktérií redukujúcich sírany a bez prítomnosti kyslíka sa redukujú na sulfidy a sírovodík. Akonáhle sa však v prírodnej vode objaví kyslík, opäť sa oxidujú na sírany.
V dažďovej vode dosahuje koncentrácia iónov SO42- 10 mg na decimeter kubický. Pre sladké vody je toto číslo približne 50 mg na dm3. V podzemných zdrojoch je kvantitatívny obsah síranov výrazne vyšší.
Povrchové vody sa vyznačujú vzťahom medzi ročným obdobím a percentom iónov kyseliny sírovej. Okrem toho je kvantitatívny ukazovateľ ovplyvnený ľudskou ekonomickou činnosťou, redukčnými a oxidačnými procesmi vyskytujúcimi sa vo voľnej prírode.
Vplyv na kvalitu vody
Sírany majú významný vplyv na kvalitu pitnej vody. Ich zvýšená koncentrácia nepriaznivo ovplyvňuje organoleptické vlastnosti. Voda získava slanú chuť, zvyšuje sa jej zákal. Zvýšený obsah takýchto aniónov nepriaznivo ovplyvňuje fyziologické procesy prebiehajúce v ľudskom tele. Z čriev sa zle vstrebávajú do krvi. Vo zvýšených koncentráciách majú laxatívny účinok, narúšajú tráviace procesy.
Podarilo sa preukázať negatívny účinok sulfátov na vlasy, dráždivý účinok na sliznicu očí a pokožku. Vzhľadom na nebezpečenstvo, ktoré predstavujú pre ľudský organizmus, je dôležité určiť síranové ióny a prijať včasné opatrenia na zníženie ich množstva v pitnej vode. Podľa predpisov by nemali prekročiť 500 mg na kubický decimeter.
Vlastnosti stanovenia aniónov vo vode
Laboratórne štúdie sú založené na kvalitatívnej reakcii na síranový ión s Trilonom B. Titrácia sa vykonáva v súlade s GOST 31940-12, ustanoveným pre SO42-. Na uskutočnenie laboratórnych experimentov súvisiacich s detekciou obsahu síranových aniónov v pitnej a odpadovej vode sa pripravujú roztoky chloridu bárnatého s danou koncentráciou (0,025 mol na dm3). Okrem toho sú na analýzu potrebné roztoky: horečnaté soli, tlmivý amoniak, Trilon B, dusičnan strieborný, indikátor čierny eriochróm T.
Algoritmuskroky analýzy
Asistent laboratória používa kužeľovú banku, ktorej objem je asi 250 ml. Pipetou sa k nej pridá 10 ml roztoku horečnatej soli. Ďalej sa do analyzovanej banky pridá 90 ml destilovanej vody, 5 ml pufrovaného roztoku amoniaku, niekoľko kvapiek indikátora, titrácia sa uskutoční pomocou roztoku disodnej soli EDTA. Proces sa vykonáva dovtedy, kým sa farba nezmení na modrú z červenofialovej.
Ďalej sa určí množstvo roztoku disodnej soli EDTA potrebné na titráciu. Na získanie spoľahlivého výsledku je vhodné postup opakovať 3-4 krát. Pomocou korekčného faktora vykonajte kvantitatívny výpočet obsahu síranových aniónov.
Funkcie prípravy analyzovaných vzoriek na titráciu
Vykoná sa simultánna analýza dvoch vzoriek s objemom 100 ml. Je potrebné vziať kužeľové banky určené na 250 ml. Laborant vnesie do každého z nich 100 ml analyzovanej vzorky. Potom sa k nim pridajú 2-3 kvapky koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej, 25 ml chloridu bárnatého a banky sa umiestnia do vodného kúpeľa. Zahrievanie prebieha 10 minút, potom je potrebné nechať analyzované vzorky 60 minút.
Vzorky sa potom prefiltrujú tak, aby na filtri nezostala žiadna zrazenina síranu bárnatého. Filter sa premyje destilovanou vodou, skontroluje sa neprítomnosť chloridových iónov v roztoku. Ak to chcete urobiť, pravidelne vykonávajte kvalitatívnereakcia s roztokom dusičnanu strieborného. Ak sa objaví zákal, znamená to prítomnosť chloridov v roztoku.
Potom vložte filter do baniek, kde sa uskutočnilo zrážanie. Po pridaní 5 ml amoniaku premiešajte obsah banky sklenenou tyčinkou, rozložte filter a rozložte ho po dne. Na základe 5 mg analyzovaných iónov sa do vody pridá 6 ml dvojsodnej soli EDTA. Obsah sa zahrieva vo vodnom kúpeli a potom sa varí na elektrickom sporáku, kým sa sediment, ktorý sa dostal do vody spolu s filtrom, úplne nerozpustí.
Trvanie zahrievania by nemalo presiahnuť päť minút. Na zlepšenie kvality analýzy je potrebné obsah banky pravidelne miešať sklenenou tyčinkou.
Po ochladení vzorky do nej pridajte 50 ml destilovanej vody, 5 ml pufrovaného roztoku amoniaku a niekoľko kvapiek alkoholového indikátorového roztoku. Ďalej sa titruje s nadbytkom disodnej soli EDTA roztoku síranu alebo chloridu horečnatého, kým sa neobjaví stabilný purpurový odtieň.
Záver
Ióny sodíka, draslíka, sírany vznikajú v odpadových vodách nielen v dôsledku rôznych prírodných procesov, ale aj v dôsledku ľudskej činnosti. Aby voda používaná na potravu nemala negatívny vplyv na živé organizmy, je potrebné sledovať v nej kvantitatívny obsah rôznych aniónov a katiónov.
Napríklad pri titrácii vzoriek Trilonom B je možné vykonať kvantitatívne výpočty obsahu síranových aniónov vo vzorkách,prijať konkrétne opatrenia na zníženie tohto ukazovateľa (v prípade potreby). V moderných analytických laboratóriách sa vo vzorkách pitnej vody zisťujú aj katióny ťažkých kovov, anióny chlóru, fosfáty, patogénne mikroorganizmy, ktoré pri prekročení povolených koncentrácií majú negatívny vplyv na fyzické a emocionálne zdravie človeka.
Na základe výsledkov takýchto laboratórnych experimentov a početných štúdií došli analytickí chemici k záveru, že voda je vhodná na konzumáciu alebo že potrebuje dodatočné čistenie, použitie špeciálneho filtračného systému založeného na chemickom čistení vody.
