Los iones de sulfato son sales medianas de ácido sulfúrico. Muchos de estos compuestos son altamente solubles en agua. En condiciones normales, las sustancias se encuentran en un estado sólido de agregación, tienen un color claro. Muchos iones de sulfato son de origen sedimentario, son sedimentos químicos marinos y lacustres.
Características del edificio
La estructura cristalina permite el contenido de aniones complejos SO42-. Los sulfatos de metales divalentes se pueden distinguir como compuestos comunes. Por ejemplo, los iones de sulfato, combinados con cationes de calcio, bario y estroncio, forman sales insolubles. Estos sedimentos son minerales que existen libremente en la naturaleza.
Estar en el agua
Además, el ion sulfato se forma durante la disociación de las sales, por lo que estos iones se encuentran en las aguas superficiales. La principal fuente de tales compuestos son los procesos de oxidación química de sulfuros y azufre.
En cantidades significativas, los iones de sulfato ingresan a los cuerpos de agua durante la muerte de los organismos vivos, la oxidación de las criaturas vegetales terrestres y acuáticas. Además, se encuentran en desagües subterráneos.
Buna cantidad significativa de iones de sulfato se forma en los efluentes industriales y agrícolas.
El agua de baja mineralización se caracteriza por la presencia de iones SO42-. También existen formas estables de tales compuestos que tienen un efecto positivo en la mineralización del agua potable. Por ejemplo, el sulfato de magnesio es un compuesto insoluble que se acumula en el agua.
Importancia en el ciclo del azufre
Si analizamos el ion sulfato en el agua, es necesario señalar su importancia para el ciclo completo del azufre y sus compuestos en la naturaleza. Debido a la acción de las bacterias sulfato-reductoras, sin acceso al oxígeno atmosférico, se reduce a sulfuro de hidrógeno y sulfuros. Debido a la presencia de oxígeno en las aguas del suelo, estas sustancias se reconvierten en sulfatos.
Bajo la acción de bacterias sulfato-reductoras y en ausencia de oxígeno, se reducen a sulfuros y sulfuro de hidrógeno. Pero tan pronto como el oxígeno aparece en el agua natural, se oxidan nuevamente a sulfatos.
En el agua de lluvia, la concentración de iones SO42- alcanza los 10 mg por decímetro cúbico. Para aguas dulces, esta cifra es de unos 50 mg por dm3. En fuentes subterráneas, el contenido cuantitativo de sulfatos es significativamente mayor.
Las aguas superficiales se caracterizan por la relación entre la estación y el porcentaje de iones de ácido sulfúrico. Además, el indicador cuantitativo se ve afectado por la actividad económica humana, los procesos de reducción y oxidación que ocurren en la vida silvestre.
Impacto en la calidad del agua
Los sulfatos tienen un impacto significativo en la calidad del agua potable. Su mayor concentración afecta negativamente a las características organolépticas. El agua adquiere un sabor salado, aumenta su turbidez. El mayor contenido de tales aniones afecta negativamente los procesos fisiológicos que ocurren en el cuerpo humano. Se absorben pobremente en la sangre desde los intestinos. En concentraciones elevadas, dan un efecto laxante, alteran los procesos digestivos.
Se pudo establecer el efecto negativo de los sulfatos en el cabello, el efecto irritante en la membrana mucosa de los ojos y la piel. Debido al peligro que representan para el cuerpo humano, es importante determinar los iones de sulfato y tomar las medidas oportunas para reducir su cantidad en el agua potable. Según la normativa, no deben superar los 500 mg por decímetro cúbico.
Características de la determinación de aniones en agua
Los estudios de laboratorio se basan en una reacción cualitativa al ion sulfato con Trilon B. La titulación se lleva a cabo de acuerdo con GOST 31940-12, establecida para SO42-. Para realizar experimentos de laboratorio relacionados con la detección del contenido de aniones sulfato en aguas potables y residuales, se preparan soluciones de cloruro de bario con una concentración determinada (0,025 mol por dm3). Además, se requieren soluciones para el análisis: sales de magnesio, tampón de amoníaco, Trilon B, nitrato de plata, indicador T de eriocromo negro.
Algoritmopasos de análisis
El auxiliar de laboratorio utiliza un matraz cónico, cuya capacidad es de unos 250 ml. Se le añaden 10 ml de una solución de sal de magnesio con una pipeta. A continuación, se agregan al matraz analizado 90 ml de agua destilada, 5 ml de una solución de amoníaco tamponado, unas gotas de un indicador, se titula con una solución de sal disódica de EDTA. El proceso se lleva a cabo hasta que el color cambia de rojo violeta a azul.
A continuación, se determina la cantidad de solución de sal disódica de EDTA necesaria para la titulación. Para obtener un resultado fiable, es recomendable repetir el procedimiento 3-4 veces. Usando el factor de corrección, realice un cálculo cuantitativo del contenido de aniones sulfato.
Características de la preparación de muestras analizadas para valoración
Se lleva a cabo el análisis simultáneo de dos muestras con un volumen de 100 ml. Es necesario tomar matraces cónicos diseñados para 250 ml. El ayudante de laboratorio introduce 100 ml de la muestra analizada en cada uno de ellos. A continuación, se les agregan 2-3 gotas de ácido clorhídrico concentrado, 25 ml de cloruro de bario y los matraces se colocan en un baño de agua. El calentamiento se lleva a cabo durante 10 minutos, luego es necesario dejar las muestras analizadas durante 60 minutos.
Luego se filtran las muestras para que no haya precipitado de sulfato de bario en el filtro. El filtro se lava con agua destilada, se verifica la ausencia de iones de cloruro en la solución. Para hacer esto, periódicamente realice una evaluación cualitativa.reacción con solución de nitrato de plata. Si aparece turbidez, esto indica la presencia de cloruros en la solución.
Luego colocar el filtro en los matraces donde se realizó la precipitación. Después de agregar 5 ml de amoníaco, revuelva el contenido del matraz con una varilla de vidrio, despliegue el filtro y extiéndalo por el fondo. Sobre la base de 5 mg de iones analizados, se añaden al agua 6 ml de sal disódica de EDTA. El contenido se calienta en un baño de agua, luego se hierve en una estufa eléctrica hasta que el sedimento que ha entrado en el agua junto con el filtro se disuelve por completo.
La duración del calentamiento no debe exceder los cinco minutos. Para mejorar la calidad del análisis, es necesario remover periódicamente el contenido del matraz con una varilla de vidrio.
Después de que la muestra se haya enfriado, agregue 50 ml de agua destilada, 5 ml de una solución de amoníaco tamponada y unas gotas de una solución indicadora de alcohol. A continuación, se titula con un exceso de sal disódica EDTA de una solución de sulfato o cloruro de magnesio hasta que aparece un tono púrpura estable.
Conclusión
Los iones de sodio, potasio y sulfato se forman en las aguas residuales no solo debido a diversos procesos naturales, sino también como resultado de las actividades humanas. Para que el agua utilizada para la alimentación no tenga un impacto negativo en los organismos vivos, es necesario controlar el contenido cuantitativo de varios aniones y cationes en ella.
Por ejemplo, al valorar muestras con Trilon B, es posible realizar cálculos cuantitativos del contenido de aniones sulfato en las muestras,tomar medidas específicas para reducir este indicador (si es necesario). En los laboratorios analíticos modernos, también se detectan cationes de metales pesados, aniones de cloro, fosfatos, microorganismos patógenos en muestras de agua potable que, cuando se exceden las concentraciones permitidas, tienen un efecto negativo en la salud física y emocional de una persona.
Basándose en los resultados de tales experimentos de laboratorio y numerosos estudios, los químicos analíticos concluyen que el agua es apta para el consumo o que necesita purificación adicional, el uso de un sistema de filtración especial basado en la purificación química del agua.
