so42 что за элемент

Сульфаты

Содержание

Свойства

Происхождение (генезис)

Образуются в условиях повышенной концентрации кислорода и при относительно низких температурах, то есть вблизи земной поверхности. Большей частью экзогенные, хемогенные (в месторождениях солей). Сульфаты Cu, Zn и других близких элементов образуются при разрушении сульфидов. В природе встречается 180 минералов сульфатов и на их долю приходится

Использование

Некоторые из сульфатов добывают для различных технических целей (гипс, барит и др.). для химической промышленности (мирабилит и др.), как руды Mg и др.

Качественные реакции

См. также

Литература

Ссылки

Примечания

Полезное

Смотреть что такое «Сульфаты» в других словарях:

СУЛЬФАТЫ — (ново лат., от sulfur сера). Серно кислые соли. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СУЛЬФАТЫ новолатинск., от sulfur, сера. Серноватистокислые соли. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в… … Словарь иностранных слов русского языка

СУЛЬФАТЫ — соли или эфиры серной кислоты Н2SO4. Соли Средние (напр., К2SO4) и кислые, или гидросульфаты (КНSO4), кристаллы. Средние соли распространены в природе (см. Сульфаты природные). Эфиры диорганилсульфаты ROSO2OR и органилсульфаты ROSO2ОМ (R… … Большой Энциклопедический словарь

СУЛЬФАТЫ — СУЛЬФАТЫ, соли и эфиры серной кислоты H2SO4. Соли средние (например, K2SO4) и кислые, или гидросульфаты (KHSO4), кристаллы. Средние соли распространены в природе (например, гипс). Эфиры применяют в органическом синтезе, как растворители … Современная энциклопедия

СУЛЬФАТЫ — СУЛЬФАТЫ, ов, ед. сульфат, а, муж. (спец.). Соли серной кислоты. | прил. сульфатный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Сульфаты — СУЛЬФАТЫ, соли и эфиры серной кислоты H2SO4. Соли средние (например, K2SO4) и кислые, или гидросульфаты (KHSO4), кристаллы. Средние соли распространены в природе (например, гипс). Эфиры применяют в органическом синтезе, как растворители. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

СУЛЬФАТЫ — соли серной кислоты H2S04, содержащие ион SO2 ; или ион HSO гидросульфаты, а также природные минералы (С. меди, цинка, железа, свинца и др.), образующиеся при разрушении (см.). Большинство С. (за исключением CaS04, SrS04 и BaS04) хорошо… … Большая политехническая энциклопедия

сульфаты — ов; мн. (ед. сульфат, а; м.). [от лат. sulphur сера] Хим. Соли серной кислоты. Природные с. (класс минералов). * * * сульфаты соли или эфиры серной кислоты H2SO4. Соли средние (например, K2SO4) и кислые, или гидросульфаты (KHSO4), кристаллы.… … Энциклопедический словарь

Сульфаты — (от лат. sulphur, sulfur сера) сернокислые соли, соли серной кислоты H2SO4. Имеются два ряда С. средние (нормальные) общей формулы Mg2SO4 и кислые (Гидросульфаты) MHSO4, где М одновалентный металл. С. кристаллические вещества,… … Большая советская энциклопедия

СУЛЬФАТЫ — соли или эфиры серной кислоты H2SO4. Соли средние (напр., K2SO4) и кислые, или гидросульфаты (KHSO4),кристаллы. Средние соли распространены в природе (см. Сульфаты природные). Эфиры диорганилсульфаты ROSC2OR и органилсульфаты ROSO2OM (R органич.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Источник

Стронций

Стронций / Strontium (Sr), 38

Стро́нций — элемент главной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 38. Обозначается символом Sr (лат. Strontium ). Простое вещество стронций (CAS-номер: 7440-24-6) — мягкий, ковкий и пластичный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью, на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь жёлтой оксидной плёнкой.

Содержание

История и происхождение названия

Новый элемент обнаружили в минерале стронцианите, найденном в 1764 году в свинцовом руднике близ шотландской деревни Строншиан, давшей впоследствии название новому элементу. Присутствие в этом минерале оксида нового металла было установлено в 1787 году Уильямом Крюйкшенком и Адером Кроуфордом. Выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году.

Нахождение в природе

В свободном виде стронций не встречается. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный — целестин SrSO₄ (51,2 % Sr). Добывают также стронцианит SrCO₃ (64,4 % Sr). Эти два минерала имеют промышленное значение. Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.

Среди прочих минералов стронция:

В природе стронций встречается в виде смеси 4 стабильных изотопов 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,86 %), 87 Sr (7,02 %), 88 Sr (82,56 %).

Месторождения

Получение

Существуют 3 способа получения металлического стронция:

Основным промышленным способом получения металлического стронция является термическое восстановление его оксида алюминием. Далее полученный стронций очищается возгонкой.

Электролитическое получение стронция электролизом расплава смеси SrCl₂ и NaCl не получило широкого распространения из-за малого выхода по току и загрязнения стронция примесями.

При термическом разложении гидрида или нитрида стронция образуется мелкодисперсный стронций, склонный к легкому воспламенению.

Физические свойства

Стронций — мягкий серебристо-белый металл, обладает ковкостью и пластичностью, легко режется ножом.

Полиморфен — известны три его модификации. До 215 о С устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605 о С — гексагональная (β-Sr), выше 605 о С — кубическая объемно-центрированная модификация (γ-Sr).

Температура плавления — 768 о С, Температура кипения — 1390 о С.

Химические свойства

Стронций в своих соединениях всегда проявляет валентность +2. По свойствам стронций близок к кальцию и барию, занимая промежуточное положение между ними.

В электрохимическом ряду напряжений стронций находится среди наиболее активных металлов (его нормальный электродный потенциал равен −2,89 В). Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид:

Взаимодействует с кислотами, вытесняет тяжёлые металлы из их солей. С концентрированными кислотами (H₂SO₄, HNO₃) реагирует слабо.

Металлический стронций быстро окисляется на воздухе, образуя желтоватую плёнку, в которой помимо оксида SrO всегда присутствуют пероксид SrO₂ и нитрид Sr₃N₂. При нагревании на воздухе загорается, порошкообразный стронций на воздухе склонен к самовоспламенению.

Энергично реагирует с неметаллами — серой, фосфором, галогенами. Взаимодействует с водородом (выше 200 о С), азотом (выше 400 о С). Практически не реагирует с щелочами.

При высоких температурах реагирует с CO₂, образуя карбид:

Применение

Основные области применения стронция и его химических соединений — это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, пищевая промышленность.

Металлургия

Стронций применяется для легирования меди и некоторых её сплавов, для введения в аккумуляторные свинцовые сплавы, для десульфурации чугуна, меди и сталей.

Металлотермия

Стронций чистотой 99,99—99,999 % применяется для восстановления урана.

Магнитные материалы

Магнитотвёрдые ферриты стронция широко употребляются в качестве материалов для производства постоянных магнитов.

Пиротехника

В пиротехнике применяются карбонат, нитрат, перхлорат стронция для окрашивания пламени в карминово-красный цвет. Сплав магний-стронций обладает сильнейшими пирофорными свойствами и находит применение в пиротехнике для зажигательных и сигнальных составов.

Атомноводородная энергетика

Уранат стронция играет важную роль при получении водорода (стронций-уранатный цикл, Лос-Аламос, США) термохимическим способом (атомно-водородная энергетика), и в частности разрабатываются способы непосредственного деления ядер урана в составе ураната стронция для получения тепла при разложении воды на водород и кислород.

Высокотемпературная сверхпроводимость

Оксид стронция применяется в качестве компонента сверхпроводящих керамик.

Вакуумные электронные приборы

Оксид стронция, в составе твёрдого раствора оксидов других щёлочноземельных металлов — бария и кальция (BaO, CaO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала в вакуумных электронных приборах.

Химические источники тока

Фторид стронция используется в качестве компонента твердотельных фторионных аккумуляторных батарей с большой энергоемкостью и энергоплотностью.

Сплавы стронция с оловом и свинцом применяются для отливки токоотводов аккумуляторных батарей. Сплавы стронций-кадмий для анодов гальванических элементов.

Медицина

Биологическая роль

Влияние на организм человека

Стронций природный — составная часть микроорганизмов, растений и животных. Стронций является аналогом кальция, поэтому он наиболее эффективно откладывается в костной ткани. В мягких тканях задерживается менее 1 %. Стронций с большой скоростью накапливается в организме детей до четырёхлетнего возраста, когда идет активное формирование костной ткани. Обмен стронция изменяется при некоторых заболеваниях органов пищеварения и сердечно-сосудистой системы.

Влияние нерадиоактивного стронция проявляется крайне редко и только при воздействии других факторов (дефицит кальция и витамина Д, неполноценное питание, нарушения соотношения микроэлементов таких как барий, молибден, селен и др.). Тогда он может вызывать у детей «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» — поражение и деформация суставов, задержка роста и другие нарушения.

Радиоактивный стронций практически всегда негативно воздействует на организм человека. Откладываясь в костной ткани, он облучает костную ткань и костный мозг, что увеличивает риск заболевания раком костного мозга, а при поступлении большого количества может вызвать лучевую болезнь.

Изотопы

Стронций-90

Изотоп стронция 90 Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28.9 лет. 90 Sr претерпевает β-распад, переходя в радиоактивный 90 Y (период полураспада 64 ч.) Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдет лишь через несколько сотен лет. 90 Sr образуется при ядерных взрывах и внутри ядерного реактора во время его работы.

Применяется в производстве радиоизотопных источников тока в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/см³, а энерговыделение около 0,54 Вт/см³).

Источник

Методы определения сульфатов в сточной и питьевой воде

О сульфатах

Термином «сульфат» в специальной литературе обозначают анион (SO₄ 2- ) сильной двухосновной серной кислоты (неорганические сульфаты) и эфиры серной кислоты с различными ароматическими и алифатическими спиртами (органические сульфаты).

Растворимые и нерастворимые

Сульфаты в своем большинстве хорошо растворяются в воде (FeSO₄, MgSO₄, K₂SO₄, Na₂SO₄). Исключение составляют сульфаты металлов главной подгруппы второй группы таблицы Д. И. Менделеева: CaSO₄, SrSO₄, BaSO₄, RaSO₄, а также PbSO₄. Сульфаты этих металлов выпадают в виде кристаллических осадков, которые не растворяются даже в присутствии соляной или азотной кислоты.

Неорганические ионные соединения

Неорганические сульфаты — это ионные соединения, в составе которых есть анион SO₄²⁻. Выделяют три ряда сульфатных солей:

BaSO₄, RaSO₄;плохо растворяются:

CaSO₄, SrSO₄, PbHSO₄.кислыерастворимы· кислые сульфаты щелочных металлов разлагаются с выделением H₂O, превращаясь в пиросульфаты;

· кислые сульфаты не щелочных металлов при нагревании образуют оксиды, разлагаясь с выделением SO₃.основныемалорастворимы, совсем не растворяются или способны к гидролизации· разлагаются при высокой T⁰ с отщеплением SO₃ и образованием оксидов металлов

Неорганические сульфаты способны образовать кристаллогидраты — вещества, в кристаллы которых входят молекулы воды. Наиболее известны кристаллогидраты:

Органические сульфаты

Сложные эфиры серной кислоты и этилового спирта, название которых заканчиваются на суффикс «сульфат», могут называть сульфатами:

Среди органических сульфатов различают:

Сульфаты органической природы являются мощными алкилирующими агентами (диметилсульфат) и используются в органическом синтезе. Соли сульфоновой кислоты (сульфонаты) и сложные эфиры с протяженными углеводородными остатками нашли широкое применение в качестве моющих средств.

Моющая способность сульфонатов обусловлена строением молекулы, полярная часть которой ( — SO 3- Na + ) обеспечивает её растворимость в воде, а крупная алкильная часть, расположенная в п-положении, придает молекуле способность растворяться в жире.

В результате этого частички жира вместе с загрязнителями диспергируются в виде мицелл и переходят в водную фазу.

Сульфаты в воде

В природных водах сульфаты присутствуют всегда. Некоторые сульфатсодержащие минералы (гипс) постоянно растворяются под действием осадков. Также в природные воды попадают сульфаты из атмосферного воздуха, где идут реакции окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI), процессы образования серной кислоты и ее полной или частичной нейтрализации. Преумножают сульфатное загрязнение и стоки с промышленных предприятий.

Откуда берутся в питьевой

Сульфаты обнаруживаются не только в реках, ручьях и озерах. Избыточное содержание сульфатов наблюдается в подземной воде, добытой даже из глубоких водоносных горизонтов.

Риск появления нежелательных примесей в питьевой воде возрастает, если скважина расположена:

Сульфаты попадают в водоносные горизонты, когда происходит:

Опасность представляют и реагенты, применяемые для зимней обработки дорог, и подтекающие свалки отходов, и сточные воды производств, сбрасываемые без тщательной очистки. Загрязненные воды в период снеготаяния устремляются в поверхностные водоемы и могут попасть в зоны водозаборов, откуда потом попадают в водопровод.

Источники появления в сточных водах

Под термином «сточные воды» согласно российскому Водному кодексу объединены сточные воды централизованной системы водоотведения, дождевая и талая воды, стоки со свалок, а также другая вода, которая сбрасывается или отводится в природные водоемы после использования или которая стекает с водосборной площади.

Сульфаты обнаруживаются в стоках, образовавшихся в результате:

Избыточное содержание сульфатов наблюдается в стоках предприятий, использующих в технологическом цикле серную кислоту. На коксохимических заводах из аммиака и H₂SO₄ в больших количествах получают сельскохозяйственное удобрение — сульфат аммония. Из почвы (NH₄)₂SO₄ вымывается с осадками в поверхностные водоемы. В зимний период дороги посыпают сульфатсодержащим противогололедным реагентом, который из ливневой канализации массово уходит в реки.

Нормы содержания и ПДК

Повышенные концентрации сульфатов ухудшают органолептические показатели водопроводной воды, оказывают влияние на здоровье человека.

В ГОСТ 31940-2012 закреплены методы измерения концентрации сульфатов в питьевой воде, в том числе разлитой в бутылки. Если содержание солей серной кислоты превышает нормативы, воду перед использованием необходимо очистить.

Польза и вред сульфатов

В зависимости от преобладания в сульфатной воде того или иного компонента выделяют воды:

Влияние на организм человека

Особенность сульфатных вод проявляется в их выраженном воздействии на пищеварительную систему. Употребление минеральной воды с преобладанием сульфатов (более 25%) способствует:

Избыточное количество сульфатов (более 500 мг/дм 3 ) придает питьевой воде горький вкус, а в концентрации 1-2 г на литр сульфатная вода оказывает слабительное действие. Отмечен эффект тормозящего влияния сульфатов на реакцию утоления жажды (Егорова, 2002), в конечном итоге приводящий к увеличению нагрузки не на почки, а на кишечник.

Водопроводы и стоковые коммуникации

С кальцием сульфаты образуют прочную накипь. С повышением температуры воды растворимость сульфата кальция снижается, соль выделяется из воды, оседая на поверхностях труб и нагревательных элементах. Незначительные отложения состоят преимущественно из двуводного гидрата CaSO₄ 2H₂O (гипса), но утолщение накипи приводит к нагреванию прилегающего к металлу слоя. При 100 °С гипс превращается в полуводный гидрат

CaSO₄ 1/2H₂O, снять который крайне затруднительно даже промыванием системы кислотой.

Круговорот сульфатов в природе

Основным резервом сульфатов, вовлекаемых в природный круговорот, в настоящее время выступает самородная сера и сульфатсодержащие минералы. Осадочные породы, особенно органические сланцы, дают большие количества сульфатов путем окисления минералов с одинаковой химической формулой FeS₂ —лучистого колчедана (марказита) и пирита.

В почвенных слоях постоянно идет окислительно-восстановительный обмен серой между сульфидами серы, находящимися в бескислородных условиях в толще почвы, и доступными сульфатами вблизи поверхности. Сульфид окисляется до сульфата в присутствии воздуха, а сульфат восстанавливается до сульфида в анаэробных условиях.

В морях в результате деятельности бактерий происходит восстановление глубоководных сульфатных отложений. Образовавшийся при этом сероводород мигрирует к поверхности воды, где окисляется кислородом атмосферного воздуха до сульфат-иона.

Значительное количество сероводорода остается в подземных водах. Если в воде присутствует железо, образовавшийся FeS способен выпасть в осадок, в результате чего из воды удаляются как ионы железа, так и сульфиды.

В почве за восстановление сульфатов отвечают почвенные бактерии, в этом случае большие количества сероводорода поступают непосредственно в атмосферу.

Сульфат-ион — основная форма серы, доступная организмам-автотрофам. Сульфаты поглощаются живыми существами, благодаря метаболизму которых восстанавливаются и входят в состав белков. При гниении отмерших организмов сера возвращается в круговорот.

Количественные методики определения по ГОСТу

Химическое титрование

С трилоном Б

В питьевой воде концентрацию сульфатов определяют по ГОСТ 31940-2012 титриметрически, с ЭДТА-Na₂ (трилоном Б) (метод 1).

К пробе анализируемой воды прибавляют соляную кислоту для подкисления среды, а затем барий хлористый. Происходит осаждение сульфат-ионов и образование сернокислого бария BaSO₄ с появлением в растворе характерной белой мути.

Сульфат бария BaSO₄ в аммиачной среде растворяют в растворе ЭДТА-Na₂ (трилона Б). Избыток ЭДТА-Na₂ затем титруют раствором, содержащим ионы магния, в присутствии индикатора эриохрома черного. Титрование прекращают, когда произойдет смена окраски — синий цвет сменится на лиловый. Количество ЭДТА-Na₂, израсходованного на растворение BaSO₄, эквивалентно количеству сульфат-ионов во взятом объеме воды.

С хлоридом бария

По методу 2 из ГОСТ 31940-2012 сульфаты определяют титрованием анализируемой пробы воды раствором соли бария в водно-ацетоновой среде (или водно-спиртовой) при рН 1,5-2,0. Индикатором служит нитхромазо (или ортаниловый К, или хлорфосфоназо). Ионы бария связывают сульфат-ионы, образуется BaSO₄ — слаборастворимый осадок. В точке эквивалентности избыток ионов бария взаимодействует с индикатором, образуя комплексное соединение. В этот момент жидкость в колбе меняет фиолетовый цвет на голубой. Чтобы устранить влияние катионов аликвотную часть раствора предварительно обрабатывают катионитом КУ-2.

Фотометрические методы определения сульфатов

Определение сульфатов нефелометрическим и турбидиметрическим методами основано на измерении интенсивности рассеянного света (нефелометрия) или света, прошедшего через мутную среду (титриметрия).

Оба метода предполагают наличие в исследуемом растворе частиц определяемого вещества, находящегося в растворе во взвешенном состоянии.

Нефелометрия

Определение сульфатов нефелометрическим методом базируется на осаждении сульфат-ионов BaCl₂ в присутствии HCl и реагента-стабилизатора (желатина, крахмала). В реакции образуется сульфат бария, медленно выпадающий в осадок и образующий суспензию.

Оптическую плотность суспензии измеряют на нефелометре, а концентрацию сульфатов в воде затем рассчитывают по предварительно построенному градуировочному графику.

Турбидиметрия

Сульфаты турбидиметрическим методом определяют на фотометре или спектрофотометре, способным измерить интенсивность помутнения водной пробы. Мутность развивается после взаимодействия находящихся в пробе сульфатов с осадительной смесью, в состав которой входит BaCl₂, стабилизирующий реагент (этиленгликоль), а также этанол для снижения растворимости. Прибор фиксирует оптическую плотность помутневшего раствора относительно дистиллированной воды. Точное содержание сульфат-ионов в отобранной на анализ воде, как и в случае нефелометрии, рассчитывают по градуировочному графику.

Очистка вод от сульфатов

Удаление в быту

Вода с избытком сульфатов кроме неприятных вкусовых ощущений и расстройства кишечника, способна вывести из строя бытовую технику.

Удалить сульфаты из воды народными средствами не получится. Лучше всего установить в квартире или коттедже фильтр с системой обратного осмоса. Вода с растворенными в ней солями под давлением проходит через полупроницаемую мембрану фильтра, на которой оседают минеральные соли, бактерии и тяжелые металлы, а очищенная вода беспрепятственно проходит дальше. Фильтр обратного осмоса позволяет очистить воду на 98%, снизив жесткость и устранив риск для здоровья и бытовых приборов.

Предприятия водоподготовки

Очистка больших объемов загрязненной сульфатами воды осуществляется на производствах тремя основными способами:

Сточную воду обрабатывают известковым молоком в присутствии коагулянта и флокулянта. При взаимодействии оксида кальция CaO с водой образуется гидроксид кальция Ca(OH)₂, осаждающий сульфаты из сточной воды.

Коагулянт повышает эффективность сорбции сульфатов на хлопьевидном осадке. Добавление флокулянта сокращает дозу коагулирующего реагента, повышает плотность образующихся хлопьев и, в конечном итоге, облегчает отделение плотного осадка от остальной воды в момент фильтрации.

Сульфаты, присутствующие в питьевой воде в допустимых СанПиН концентрациях, для человека не опасны. Увеличение содержания сульфат-ионов в воде ухудшает качество жизни, со временем выводит из строя бытовую технику и водопроводные коммуникации. Поэтому так важно точно знать концентрацию сульфатов в воде и при малейшем подозрении на превышение санитарных и технических нормативов делать анализ этого параметра в аккредитованной лаборатории.

Источник