Սուլֆատ իոնները ծծմբաթթվի միջին աղեր են: Այս միացություններից շատերը ջրի մեջ շատ լուծելի են: Նորմալ պայմաններում նյութերը գտնվում են պինդ ագրեգացման վիճակում, ունեն բաց գույն։ Շատ սուլֆատային իոններ նստվածքային ծագում ունեն, դրանք ծովային և լճային քիմիական նստվածքներ են։
Շենքի առանձնահատկություններ
Բյուրեղային կառուցվածքը թույլ է տալիս պարունակել բարդ անիոններ SO42-: Որպես սովորական միացություններ կարելի է առանձնացնել երկվալենտ մետաղների սուլֆատները։ Օրինակ՝ սուլֆատ իոնները, զուգակցվելով կալցիումի, բարիումի, ստրոնցիումի կատիոնների հետ, առաջացնում են չլուծվող աղեր։ Այս նստվածքները հանքանյութեր են, որոնք ազատորեն գոյություն ունեն բնության մեջ:
Լինելով ջրի մեջ
Բացի այդ, սուլֆատ իոնը ձևավորվում է աղերի տարանջատման ժամանակ, ուստի այդ իոնները հանդիպում են մակերեսային ջրերում։ Նման միացությունների հիմնական աղբյուրը սուլֆիդների և ծծմբի քիմիական օքսիդացման գործընթացներն են։
Զգալի քանակությամբ սուլֆատային իոններ մտնում են ջրային մարմիններ կենդանի օրգանիզմների մահվան, ցամաքային և ջրային բույսերի արարածների օքսիդացման ժամանակ: Բացի այդ, դրանք հանդիպում են ստորգետնյա ջրահեռացումներում։
BԱրդյունաբերական և գյուղատնտեսական կեղտաջրերում առաջանում է զգալի քանակությամբ սուլֆատ իոն։
Ցածր հանքայնացված ջուրը բնութագրվում է SO42- իոնների առկայությամբ: Կան նաև նման միացությունների կայուն ձևեր, որոնք դրականորեն են ազդում խմելու ջրի հանքայնացման վրա։ Օրինակ՝ մագնեզիումի սուլֆատը չլուծվող միացություն է, որը կուտակվում է ջրում։
Կարևորությունը ծծմբի ցիկլում
Եթե վերլուծենք սուլֆատի իոնը ջրի մեջ, ապա անհրաժեշտ է նշել դրա կարևորությունը ծծմբի և նրա միացությունների ամբողջ ցիկլի համար բնության մեջ: Սուլֆատը նվազեցնող բակտերիաների գործողության շնորհիվ, առանց մթնոլորտային թթվածնի հասանելիության, այն վերածվում է ջրածնի սուլֆիդի և սուլֆիդների: Հողի ջրերում թթվածնի առկայության պատճառով այդ նյութերը նորից վերածվում են սուլֆատների։
Սուլֆատ վերականգնող բակտերիաների ազդեցության տակ և թթվածնի բացակայության դեպքում դրանք վերածվում են սուլֆիդների և ջրածնի սուլֆիդի: Բայց հենց որ թթվածինը հայտնվում է բնական ջրում, դրանք նորից օքսիդացվում են սուլֆատների։
Անձրևաջրերում SO42- իոնների կոնցենտրացիան հասնում է 10 մգ մեկ խորանարդ դեցիմետրի համար։ Քաղցրահամ ջրերի համար այս ցուցանիշը կազմում է մոտ 50 մգ/դմ3: Ստորգետնյա աղբյուրներում սուլֆատների քանակական պարունակությունը զգալիորեն ավելի մեծ է։
Մակերևութային ջրերը բնութագրվում են սեզոնի և ծծմբաթթվի իոնների տոկոսի փոխհարաբերությամբ: Բացի այդ, քանակական ցուցանիշի վրա ազդում են մարդու տնտեսական ակտիվությունը, վայրի բնության մեջ տեղի ունեցող նվազեցման և օքսիդացման գործընթացները։
Ազդեցությունը ջրի որակի վրա
Սուլֆատները էական ազդեցություն ունեն խմելու ջրի որակի վրա։ Դրանց կոնցենտրացիայի ավելացումը բացասաբար է անդրադառնում օրգանոլեպտիկ բնութագրերի վրա: Ջուրը ձեռք է բերում աղի համ, ավելանում է նրա պղտորությունը։ Նման անիոնների ավելացված պարունակությունը բացասաբար է անդրադառնում մարդու մարմնում տեղի ունեցող ֆիզիոլոգիական գործընթացների վրա: Նրանք վատ են ներծծվում աղիքներից արյան մեջ: Բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում նրանք տալիս են լուծողական ազդեցություն, խանգարում են մարսողական գործընթացներին։
Հնարավոր է հաստատել սուլֆատների բացասական ազդեցությունը մազերի վրա, գրգռիչ ազդեցությունը աչքերի և մաշկի լորձաթաղանթի վրա։ Հաշվի առնելով այն վտանգը, որ դրանք ներկայացնում են մարդու օրգանիզմի համար, կարևոր է որոշել սուլֆատ իոնները և ժամանակին միջոցներ ձեռնարկել խմելու ջրի մեջ դրանց քանակությունը նվազեցնելու համար։ Ըստ կանոնակարգի՝ դրանք չպետք է գերազանցեն 500 մգ-ը մեկ խորանարդ դեցիմետրի համար։
Ջրում անիոնների որոշման առանձնահատկությունները
Լաբորատոր հետազոտությունները հիմնված են Trilon B-ի հետ սուլֆատի իոնի որակական ռեակցիայի վրա: Տիտրումն իրականացվում է ԳՕՍՏ 31940-12-ի համաձայն՝ սահմանված SO42-ի համար: Խմելու և կեղտաջրերում սուլֆատ անիոնների պարունակության հայտնաբերման հետ կապված լաբորատոր փորձեր կատարելու համար պատրաստվում են բարիումի քլորիդի լուծույթներ՝ տրված կոնցենտրացիայով (0,025 մոլ դմ3): Բացի այդ, անալիզի համար անհրաժեշտ են լուծույթներ՝ մագնեզիումի աղեր, ամոնիակային բուֆեր, Trilon B, արծաթի նիտրատ, սև էրիոխրոմ T ցուցիչ։
Ալգորիթմվերլուծության քայլեր
Լաբորանտը օգտագործում է կոնաձև կոլբ, որի տարողությունը մոտ 250 մլ է։ Դրան պիպետտի միջոցով ավելացվում է 10 մլ մագնեզիումի աղի լուծույթ։ Այնուհետև վերլուծված կոլբայի մեջ ավելացվում է 90 մլ թորած ջուր, 5 մլ բուֆերացված ամոնիակի լուծույթ, ցուցիչի մի քանի կաթիլ, տիտրումը կատարվում է EDTA դինատրիումի աղի լուծույթով: Գործընթացն իրականացվում է այնքան ժամանակ, մինչև գույնը փոխվի կապույտից կարմիր-մանուշակագույնից։
Հետագայում որոշվում է տիտրման համար անհրաժեշտ EDTA դինատրիումի աղի լուծույթի քանակը: Հուսալի արդյունք ստանալու համար խորհուրդ է տրվում կրկնել ընթացակարգը 3-4 անգամ։ Օգտագործելով ուղղիչ գործակիցը, կատարեք սուլֆատ անիոնների պարունակության քանակական հաշվարկ:
Վերլուծված նմուշների պատրաստման առանձնահատկությունները տիտրման համար
Կատարվում է 100 մլ ծավալով երկու նմուշի միաժամանակյա անալիզ։ Անհրաժեշտ է վերցնել 250 մլ-ի համար նախատեսված կոնաձև կոլբաներ։ Լաբորանտը դրանցից յուրաքանչյուրի մեջ ներմուծում է 100 մլ վերլուծված նմուշ: Այնուհետև դրանց վրա ավելացնում են 2-3 կաթիլ խտացված աղաթթու, 25 մլ բարիումի քլորիդ, իսկ տափակները դնում են ջրային բաղնիքում։ Տաքացումն իրականացվում է 10 րոպե, այնուհետև անհրաժեշտ է անալիզացված նմուշները թողնել 60 րոպե։
Այնուհետև նմուշները զտվում են այնպես, որ ֆիլտրի վրա բարիումի սուլֆատի նստվածք չմնա: Զտիչը լվանում են թորած ջրով, ստուգվում է լուծույթում քլորիդ իոնների բացակայությունը։ Դա անելու համար պարբերաբար անցկացրեք որակականռեակցիա արծաթի նիտրատի լուծույթով. Եթե ամպամածություն է առաջանում, դա վկայում է լուծույթում քլորիդների առկայության մասին։
Այնուհետև ֆիլտրը դրեք կոլբայի մեջ, որտեղ տեղումներն էին: 5 մլ ամոնիակ ավելացնելուց հետո կոլբայի պարունակությունը ապակե ձողով հարում ենք, ֆիլտրը բացում, ներքևում տարածում։ Վերլուծված 5 մգ իոնների հիման վրա ջրի մեջ ավելացվում է 6 մլ EDTA դինատրիումի աղ: Բովանդակությունը տաքացնում են ջրային բաղնիքում, այնուհետև եռացնում են էլեկտրական վառարանի վրա, մինչև ֆիլտրի հետ միասին ջրի մեջ մտած նստվածքն ամբողջությամբ լուծվի։
Տաքացման տեւողությունը չպետք է գերազանցի հինգ րոպեն։ Անալիզի որակը բարելավելու համար անհրաժեշտ է պարբերաբար խառնել կոլբայի պարունակությունը ապակե ձողով։
Նմուշը սառչելուց հետո դրան ավելացրեք 50 մլ թորած ջուր, 5 մլ բուֆերացված ամոնիակի լուծույթ և մի քանի կաթիլ ալկոհոլային ցուցիչ լուծույթ: Այնուհետև տիտրումը կատարվում է սուլֆատի կամ մագնեզիումի քլորիդի լուծույթի դինատրիումի աղի ավելցուկով EDTA, մինչև կայուն մանուշակագույն երանգ հայտնվի:
Եզրակացություն
Նատրիումի, կալիումի, սուլֆատի իոնները կեղտաջրերում առաջանում են ոչ միայն տարբեր բնական պրոցեսների, այլև մարդու գործունեության արդյունքում։ Որպեսզի սննդի համար օգտագործվող ջուրը բացասաբար չանդրադառնա կենդանի օրգանիզմների վրա, անհրաժեշտ է վերահսկել դրա մեջ տարբեր անիոնների և կատիոնների քանակական պարունակությունը։
Օրինակ, Trilon B-ով նմուշները տիտրելիս հնարավոր է իրականացնել նմուշներում սուլֆատ անիոնների պարունակության քանակական հաշվարկներ,ձեռնարկել հատուկ միջոցներ այս ցուցանիշը նվազեցնելու համար (անհրաժեշտության դեպքում): Ժամանակակից անալիտիկ լաբորատորիաներում խմելու ջրի նմուշներում հայտնաբերվում են նաև ծանր մետաղների կատիոններ, քլորի, ֆոսֆատների անիոններ, ախտածին միկրոօրգանիզմներ, որոնք թույլատրելի կոնցենտրացիաների գերազանցման դեպքում բացասաբար են անդրադառնում մարդու ֆիզիկական և էմոցիոնալ առողջության վրա։
Նման լաբորատոր փորձերի և բազմաթիվ ուսումնասիրությունների արդյունքների հիման վրա անալիտիկ քիմիկոսները եզրակացնում են, որ ջուրը հարմար է սպառման համար կամ այն լրացուցիչ մաքրման կարիք ունի՝ ջրի քիմիական մաքրման վրա հիմնված հատուկ ֆիլտրման համակարգի կիրառմամբ։
