Íons sulfato são sais médios de ácido sulfúrico. Muitos destes compostos são altamente solúveis em água. Em condições normais, as substâncias estão em estado sólido de agregação, têm uma cor clara. Muitos íons sulfato são de origem sedimentar, são sedimentos químicos marinhos e lacustres.
Recursos de construção
A estrutura cristalina permite o conteúdo de ânions complexos SO42-. Sulfatos de metais bivalentes podem ser distinguidos como compostos comuns. Por exemplo, íons sulfato, combinando-se com cátions de cálcio, bário, estrôncio, formam sais insolúveis. Esses sedimentos são minerais que existem livremente na natureza.
Estar na água
Além disso, o íon sulfato é formado durante a dissociação dos sais, então esses íons são encontrados em águas superficiais. A principal fonte desses compostos são os processos de oxidação química de sulfetos e enxofre.
Em quantidades significativas, os íons sulfato entram em corpos d'água durante a morte de organismos vivos, a oxidação de criaturas vegetais terrestres e aquáticas. Além disso, eles são encontrados em drenos subterrâneos.
Buma quantidade significativa de íon sulfato é formada em efluentes industriais e agrícolas.
Águas de baixa mineralização são caracterizadas pela presença de íons SO42-. Existem também formas estáveis de tais compostos que têm um efeito positivo na mineralização da água potável. Por exemplo, o sulfato de magnésio é um composto insolúvel que se acumula na água.
Importância no ciclo do enxofre
Se analisarmos o íon sulfato na água, é necessário notar sua importância para o ciclo completo do enxofre e seus compostos na natureza. Devido à ação de bactérias redutoras de sulfato, sem acesso ao oxigênio atmosférico, é reduzido a sulfeto de hidrogênio e sulfetos. Devido à presença de oxigênio nas águas do solo, essas substâncias são reconvertidas em sulfatos.
Sob a ação de bactérias redutoras de sulfato e na ausência de oxigênio, elas são reduzidas a sulfetos e sulfeto de hidrogênio. Mas assim que o oxigênio aparece na água natural, eles são novamente oxidados a sulfatos.
Na água da chuva, a concentração de íons SO42- chega a 10 mg por decímetro cúbico. Para águas doces, esse valor é de cerca de 50 mg por dm3. Em fontes subterrâneas, o teor quantitativo de sulfatos é significativamente maior.
As águas superficiais são caracterizadas pela relação entre a estação do ano e a porcentagem de íons de ácido sulfúrico. Além disso, o indicador quantitativo é afetado pela atividade econômica humana, processos de redução e oxidação que ocorrem na vida selvagem.
Impacto na qualidade da água
Os sulfatos têm um impacto significativo na qualidade da água potável. Sua concentração aumentada afeta negativamente as características organolépticas. A água adquire um sabor salgado, sua turbidez aumenta. O conteúdo aumentado de tais ânions afeta adversamente os processos fisiológicos que ocorrem no corpo humano. Eles são mal absorvidos no sangue dos intestinos. Em concentrações elevadas, dão um efeito laxante, interrompem os processos digestivos.
Foi possível estabelecer o efeito negativo dos sulfatos no cabelo, o efeito irritante na mucosa dos olhos e da pele. Devido ao perigo que representam para o corpo humano, é importante determinar os íons sulfato e tomar medidas oportunas para reduzir sua quantidade na água potável. De acordo com os regulamentos, eles não devem exceder 500 mg por decímetro cúbico.
Características da determinação de ânions em água
Estudos laboratoriais são baseados em uma reação qualitativa ao íon sulfato com Trilon B. A titulação é realizada de acordo com GOST 31940-12, estabelecida para SO42-. Para realizar experimentos de laboratório relacionados à detecção do conteúdo de ânions sulfato em água potável e águas residuais, soluções de cloreto de bário são preparadas com uma determinada concentração (0,025 mol por dm3). Além disso, são necessárias soluções para análise: sais de magnésio, tampão de amônia, Trilon B, nitrato de prata, indicador de eriocromo T preto.
Algoritmopassos de análise
O auxiliar de laboratório utiliza um frasco cônico, cuja capacidade é de cerca de 250 ml. 10 ml de uma solução de sal de magnésio são adicionados usando uma pipeta. Em seguida, 90 ml de água destilada, 5 ml de uma solução de amônia tamponada, algumas gotas de um indicador são adicionadas ao frasco analisado, a titulação é realizada com uma solução de sal dissódico de EDTA. O processo é realizado até que a cor mude para azul de vermelho-violeta.
Em seguida, a quantidade de solução de sal dissódico de EDTA necessária para a titulação é determinada. Para obter um resultado confiável, é aconselhável repetir o procedimento 3-4 vezes. Usando o fator de correção, faça um cálculo quantitativo do conteúdo de ânions sulfato.
Recursos de preparação de amostras analisadas para titulação
É realizada a análise simultânea de duas amostras com um volume de 100 ml. É necessário levar frascos cônicos projetados para 250 ml. O auxiliar de laboratório introduz 100 ml da amostra analisada em cada um deles. Em seguida, 2-3 gotas de ácido clorídrico concentrado, 25 ml de cloreto de bário são adicionados a eles e os frascos são colocados em banho-maria. O aquecimento é realizado por 10 minutos, depois é necessário deixar as amostras analisadas por 60 minutos.
Em seguida, as amostras são filtradas para que não haja precipitado de sulfato de bário no filtro. O filtro é lavado com água destilada, a ausência de íons cloreto na solução é verificada. Para isso, realize periodicamente uma avaliação qualitativareação com solução de nitrato de prata. Se aparecer turvação, isso indica a presença de cloretos na solução.
Em seguida, coloque o filtro nos frascos onde foi realizada a precipitação. Após adicionar 5 ml de amônia, mexa o conteúdo do frasco com uma vareta de vidro, desdobre o filtro, espalhe-o pelo fundo. Com base em 5 mg de íons analisados, 6 ml de sal dissódico de EDTA são adicionados à água. O conteúdo é aquecido em banho-maria, depois fervido em fogão elétrico até que o sedimento que entrou na água junto com o filtro esteja completamente dissolvido.
A duração do aquecimento não deve exceder cinco minutos. Para melhorar a qualidade da análise, é necessário agitar periodicamente o conteúdo do frasco com uma vareta de vidro.
Após o resfriamento da amostra, adicione 50 ml de água destilada, 5 ml de solução de amônia tamponada e algumas gotas de solução indicadora de álcool. Em seguida, realiza-se a titulação com excesso de sal dissódico EDTA de uma solução de sulfato ou cloreto de magnésio até aparecer uma tonalidade púrpura estável.
Conclusão
Íons de sódio, potássio e sulfato são formados em águas residuais não apenas devido a vários processos naturais, mas também como resultado de atividades humanas. Para que a água utilizada na alimentação não tenha um impacto negativo nos organismos vivos, é necessário monitorar o conteúdo quantitativo de vários ânions e cátions nela.
Por exemplo, ao titular amostras com Trilon B, é possível realizar cálculos quantitativos do conteúdo de ânions sulfato nas amostras,tomar medidas específicas para reduzir este indicador (se necessário). Em laboratórios analíticos modernos, cátions de metais pesados, ânions de cloro, fosfatos, microorganismos patogênicos também são detectados em amostras de água potável, que, quando as concentrações permitidas são excedidas, afetam negativamente a saúde física e emocional de uma pessoa.
Com base nos resultados de tais experimentos de laboratório e numerosos estudos, os químicos analíticos concluem que a água é adequada para consumo ou que precisa de purificação adicional, o uso de um sistema de filtragem especial baseado na purificação química da água.
