CC BY
30УДК 336
Китова Д.С.
студент 2 курса СГСПУ, г. Самара, РФ
Научный руководитель: Молчатский С.Л.
кандидат физико-математических наук, заместитель декана по научной части, доцент кафедры химии, географии и методики их преподавания, г. Самара, РФ
СУЛЬФАТЫ В ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ СНЕГА
Аннотация: Проблема исследования является актуальной, так как в ней рассматривается загрязнение атмосферы, а именно загрязнение сульфатами. Целью исследования является теоретическое изучение сульфатов, а так же обнаружение данного катиона в составе снега и атмосферы.
В ходе проведённого опыта в химическом составе снега был обнаружен катион сульфата, а так же изучены некоторые свойства катиона. Сделан вывод о том, что в составе снега и атмосферы содержатся сульфаты.
Ключевые слова: Сульфаты, атмосфера, осадки, талая вода.
Введение
Часть веществ, находящихся в воздухе оседает на Землю вместе с осадками, например в виде снега. Источником снежного покрова являются снежинки. Они образуются в холодных слоях тропосферы при конденсации влаги на носящихся в воздухе пылинках, частичках солей, спорах и пыльце растений и других компонентах, находящихся в атмосфере, в том числе и вредных. Поэтому анализ снежного покрова
очень важный компонент определения степени загрязнения атмосферы. Процессы влажного и сухого выпадения могут привести к изменению химического состава почв, вод рек и водоемов. Снежный покров - надежный индикатор в частности такого важного параметра, как атмосферная нагрузка на природные экосистемы.
Источники загрязнения атмосферы
В отраслях промышленности - основными загрязнителями окружающей среды являются: химические и нефтепромышленные предприятия - 5%, машиностроение и металлообработка - 8,7%, целлюлозно-бумажная промышленность - 119,8%.
В наибольшей степени загрязняют атмосферный воздух тепловые электростанции - 44,7 тыс. тонн/год (35,7%), предприятия нефтеперерабатывающей промышленности - 43,3 тыс. тонн/год (34,6%), промышленности строительных материалов - 12,9 тыс. тонн/год (10,3%), пищевой промышленности - 3,3 тыс. тонн/год (2,6%), транспорт - 3 тыс. тонн/год (2,4%).
Оборудование и технологии, применяемые для улавливания и обезвреживания выбросов вредных веществ в атмосферу, совершенствуется медленно. Так, если присутствующие в выбросах твердые вещества улавливаются на 94,2%, то газообразные и жидкие - лишь на 16,6%, при этом окись углерода на 5,1%, летучие органические вещества - на 30,9%. Из уловленных веществ утилизируется всего 58,3%.
Также, одним из главных источником загрязнения воздуха жилой зоны такими веществами, как оксид углерода, оксид серы и сажа, является автомобильный транспорт.
Понятие сульфаты и их особенности
Сульфаты — соли серной кислоты, а также полные эфиры серной кислоты. Неорганические сульфаты являются ионными соединениями, образуют три ряда солей:
• нормальные, или средние соли
• кислые соли
• основные соли
• 4 группы ОН
Большинство неорганических сульфатов образуют кристаллы, средние и кислые
сульфаты, как правило, растворимы в воде. Нерастворимыми являются сульфаты
343
тяжёлых щёлочноземельных металлов, сульфаты лёгких щёлочноземельных металлов и сульфат свинца плохо растворимы. Основные сульфаты обычно малорастворимы или нерастворимы либо гидролизуются.
Кристаллогидраты сульфатов некоторых металлов (железа, меди и др.) называют купоросами. Кристаллогидраты сульфатов двойных солей однозарядного и трёхзарядного катионов называют квасцами (безводные — жжёными квасцами).
Средние сульфаты щелочных металлов термически устойчивы. Кислые сульфаты щелочных металлов при нагревании разлагаются с отщеплением воды, превращаясь в пиросульфаты.
Сульфаты в атмосфере
Сульфаты находятся в составе атмосферного аэрозоля, воздушной среды производственных помещений, атмосферы городов, в сточных водах промышленных предприятий (металлургических, химических, текстильных, пищевых, кожевенных, стекольных). Чаще встречаются сульфаты натрия, аммония, кальция.
Средняя концентрация сульфатов в атмосфере городской зоны составляет в среднем 1-10 мкг/м3 .
Неоднократно отмечалось выпадение аэрозоля серной кислоты из домовых факелов химических предприятий, содержащих оксиды серы при низкой облачности и высокой влажности воздуха.
Сульфаты поступают в атмосферу так же в результате выветривания почв, с частицами морской соли, с выхлопами газов автомобилей.
Содержание сульфатов в осадках составляет от 1 до 10 мг/л.
Опыт: обнаружение сульфата в химическом составе снега
Теперь проведём опыт, который покажет, что снег содержит в своём химическом составе сульфаты. А так же рассмотрим некоторые свойства сульфатов.
Техника безопасности при работе с кислотами в лаборатории
1. Любые работы по переливанию кислот необходимо проводить под вытяжкой, которая быстро удалит едкие пары.
2. Кроме этого, техника безопасности при работе с кислотами требует использования соответствующих индивидуальных средств защиты, например КЩС перчатки.
3. Все емкости, содержащие опасные вещества, должны быть обеспечены соответствующими этикетками, на которых указаны название и концентрация.
4. В случае пролива на поверхность, кислоту можно убрать при помощи кварцевого песка, которым посыпают место разлива и выбрасывают. После уборки песка место разлива необходимо промыть раствором соды, а затем чистой водой.
5. Охрана труда при работе с кислотой требует, чтобы отработанные реактивы, перед смывом в канализацию, были погашены щелочью.
Первая медицинская помощь при попадании кислоты на кожу
1. При попадании реактива на кожу человека, место ожога необходимо промывать проточной водой в течение 10-15 минут. После этого на пораженный участок кожи накладывается марлевая повязка или ватный тампон, смоченный 2% раствором питьевой соды. Через 10 минут повязку снимают и насухо протирают кожу при помощи мягкой ткани.
2. При попадании кислоты в глаза, их необходимо промыть проточной водой, а затем 2% раствором пищевой соды. После этого пострадавшего обязательно нужно показать врачу.
Цель работы:
Доказать присутствие в составе снега сульфатов, рассмотреть некоторые свойства сульфатов, научиться определять катионы сульфата.
Реактивы и оборудование
1. Талая вода
2. Раствор хлорида бария (BaCb)
3. Раствор уксусной кислоты (CH3COOH (2 М))
4. Раствор соляной кислоты (HCl (2М))
5. Две пробирки
6. Штатив для пробирок
Ход работы
1. Поместить в пробирку 4-5 капель талой воды.
2. К образцу снега добавить 2-3 капли раствора хлорида бария (BaCk).
3. Полученные раствор разделить на две пробирки.
4. В одну из пробирок добавить 4-5 капель раствора уксусной кислоты (CH3COOH (2 М)).
5. Во вторую пробирку добавить раствор 4-5 капель соляной кислоты (HCl
(2М)).
Наблюдения
1. После добавления раствора хлорида бария (BaCh) можно наблюдать в пробирке белый осадок (BaSO4).
2. После добавления к полученному раствору уксусной кислоты (CH3COOH (2 М)) и соляной кислоты (HCl (2М)) можно обнаружить, что полученный осадок в кислотах не растворяется.
Выводы:
1. Научились обнаруживать катион сульфата.
2. Доказали, что в составе снега содержатся сульфаты.
3. Обнаружили, что BaSO4 не растворим в кислотах CH3COOH и HCl. Заключение
Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы. Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы - самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду.
Список используемых источников
1. Сульфаты. URL: http://www.chemiemania.ru/chemies-9539-1.html
2. Изучение химического состава снега. URL: https: //www.bestreferat.ru/referat-216004.html
3. Сульфаты. URL: https://studfiles.net/preview/4465505/page:24/
4. Меры предосторожности при работе с кислотами и щелочами. URL: https://www.ronta.ru/articles/mery predostorozhnosti pri rabote s kislotami i shchelocha mi/
5. Загрязнение атмосферы. URL: https: //studfiles. net/preview/4104404/page: 3/
