Síranové ionty jsou středně velké soli kyseliny sírové. Mnohé z těchto sloučenin jsou vysoce rozpustné ve vodě. Za normálních podmínek jsou látky v pevném stavu agregace, mají světlou barvu. Mnoho síranových iontů je sedimentárního původu, jsou to mořské a jezerní chemické sedimenty.
Stavební prvky
Krystalová struktura umožňuje obsah komplexních aniontů SO42-. Jako běžné sloučeniny lze rozlišit sírany dvojmocných kovů. Například síranové ionty v kombinaci s kationty vápníku, barya a stroncia tvoří nerozpustné soli. Tyto sedimenty jsou minerály, které existují volně v přírodě.
Být ve vodě
Síranový iont navíc vzniká během disociace solí, takže se tyto ionty nacházejí v povrchových vodách. Hlavním zdrojem těchto sloučenin jsou procesy chemické oxidace sulfidů a síry.
Ve značném množství se síranové ionty dostávají do vodních útvarů během smrti živých organismů, oxidací suchozemských a vodních rostlin. Kromě toho se nacházejí v podzemních kanálech.
Bznačné množství síranových iontů se tvoří v průmyslových a zemědělských odpadních vodách.
Nízko mineralizovaná voda se vyznačuje přítomností iontů SO42-. Existují i stabilní formy takových sloučenin, které mají pozitivní vliv na mineralizaci pitné vody. Například síran hořečnatý je nerozpustná sloučenina, která se hromadí ve vodě.
Význam v cyklu síry
Pokud analyzujeme síranový iont ve vodě, je nutné poznamenat jeho význam pro celý cyklus síry a jejích sloučenin v přírodě. Působením bakterií redukujících sírany se bez přístupu vzdušného kyslíku redukuje na sirovodík a sulfidy. V důsledku přítomnosti kyslíku v půdních vodách se tyto látky znovu přeměňují na sírany.
Působením bakterií redukujících sírany a za nepřítomnosti kyslíku se redukují na sulfidy a sirovodík. Ale jakmile se v přírodní vodě objeví kyslík, jsou opět oxidovány na sírany.
V dešťové vodě dosahuje koncentrace iontů SO42- 10 mg na decimetr krychlový. Pro sladké vody je toto číslo asi 50 mg na dm3. V podzemních zdrojích je kvantitativní obsah síranů výrazně vyšší.
Povrchové vody se vyznačují vztahem mezi ročním obdobím a procentem iontů kyseliny sírové. Kromě toho je kvantitativní ukazatel ovlivněn lidskou ekonomickou aktivitou, redukčními a oxidačními procesy probíhajícími ve volné přírodě.
Dopad na kvalitu vody
Sírany mají významný vliv na kvalitu pitné vody. Jejich zvýšená koncentrace nepříznivě ovlivňuje organoleptické vlastnosti. Voda získává slanou chuť, zvyšuje se její zákal. Zvýšený obsah takových aniontů nepříznivě ovlivňuje fyziologické procesy probíhající v lidském těle. Ze střev se špatně vstřebávají do krve. Ve zvýšených koncentracích působí projímavě, narušují trávicí procesy.
Bylo možné prokázat negativní účinek sulfátů na vlasy, dráždivý účinek na sliznici očí a pokožku. Vzhledem k nebezpečí, které představují pro lidský organismus, je důležité stanovit síranové ionty a včas přijmout opatření ke snížení jejich množství v pitné vodě. Podle předpisů by neměly překročit 500 mg na krychlový decimetr.
Vlastnosti stanovení aniontů ve vodě
Laboratorní studie jsou založeny na kvalitativní reakci na síranový ion s Trilonem B. Titrace se provádí v souladu s GOST 31940-12, zavedenou pro SO42-. Pro provádění laboratorních experimentů souvisejících s detekcí obsahu síranových aniontů v pitné a odpadní vodě se připravují roztoky chloridu barnatého o dané koncentraci (0,025 mol na dm3). Kromě toho jsou pro analýzu vyžadovány roztoky: hořečnaté soli, čpavkový pufr, Trilon B, dusičnan stříbrný, indikátor černý eriochrom T.
Algoritmuskroky analýzy
Laborantka používá kuželovou baňku, jejíž objem je asi 250 ml. K ní se pomocí pipety přidá 10 ml roztoku hořečnaté soli. Dále se do analyzované baňky přidá 90 ml destilované vody, 5 ml pufrovaného roztoku amoniaku, několik kapek indikátoru, titrace se provede roztokem disodné soli EDTA. Proces se provádí, dokud se barva nezmění na modrou z červenofialové.
Dále se určí množství roztoku disodné soli EDTA potřebné pro titraci. Pro získání spolehlivého výsledku je vhodné postup opakovat 3-4krát. Pomocí korekčního faktoru proveďte kvantitativní výpočet obsahu síranových aniontů.
Vlastnosti přípravy analyzovaných vzorků pro titraci
Provádí se simultánní analýza dvou vzorků o objemu 100 ml. Je nutné vzít kónické baňky určené na 250 ml. Do každého z nich laborantka vpraví 100 ml analyzovaného vzorku. Dále se k nim přidají 2-3 kapky koncentrované kyseliny chlorovodíkové, 25 ml chloridu barnatého a baňky se umístí do vodní lázně. Zahřívání se provádí 10 minut, poté je nutné nechat analyzované vzorky 60 minut.
Poté se vzorky přefiltrují, aby na filtru nebyla žádná sraženina síranu barnatého. Filtr se promyje destilovanou vodou, zkontroluje se nepřítomnost chloridových iontů v roztoku. K tomu pravidelně provádějte kvalitativníreakce s roztokem dusičnanu stříbrného. Pokud se objeví zákal, znamená to přítomnost chloridů v roztoku.
Poté vložte filtr do baněk, kde bylo provedeno srážení. Po přidání 5 ml amoniaku obsah baňky promíchejte skleněnou tyčinkou, filtr rozložte a rozprostřete po dně. Na základě 5 mg analyzovaných iontů se do vody přidá 6 ml dvojsodné soli EDTA. Obsah se zahřívá ve vodní lázni a poté se vaří na elektrickém sporáku, dokud se sediment, který se dostal do vody spolu s filtrem, zcela nerozpustí.
Doba zahřívání by neměla přesáhnout pět minut. Pro zlepšení kvality analýzy je nutné pravidelně obsah baňky promíchávat skleněnou tyčinkou.
Po ochlazení vzorku do něj přidejte 50 ml destilované vody, 5 ml pufrovaného roztoku amoniaku a několik kapek alkoholového indikátorového roztoku. Dále se titrace provádí přebytkem disodné soli EDTA roztoku síranu nebo chloridu hořečnatého, dokud se neobjeví stabilní purpurový odstín.
Závěr
Sodíkové, draselné, síranové ionty vznikají v odpadních vodách nejen v důsledku různých přírodních procesů, ale také v důsledku lidské činnosti. Aby voda používaná k jídlu neměla negativní dopad na živé organismy, je nutné v ní sledovat kvantitativní obsah různých aniontů a kationtů.
Například při titraci vzorků Trilonem B je možné provádět kvantitativní výpočty obsahu síranových aniontů ve vzorcích,přijmout konkrétní opatření ke snížení tohoto ukazatele (v případě potřeby). V moderních analytických laboratořích se ve vzorcích pitné vody zjišťují také kationty těžkých kovů, anionty chloru, fosfáty, patogenní mikroorganismy, které při překročení přípustných koncentrací mají negativní vliv na fyzické a emocionální zdraví člověka.
Na základě výsledků takových laboratorních experimentů a četných studií došli analytickí chemici k závěru, že voda je vhodná ke konzumaci nebo že potřebuje dodatečné čištění, použití speciálního filtračního systému založeného na chemickém čištění vody.
