روش های اندازه گیری یون سولفات در نمک
رزا پرویز
آدرس محل کار: گرمسار کیلومتر ۳۵ جاده گرمسار به سمنان شرکت معدنی املاح ایران
rezaparviz@yahoo.com
چکیده
ابتدا منشاء زمین شناسی تشکیل نمک و دلایل رسوب یون سولفات در نمک بررسی شد، سه روش برای اندازه گیری یون سولفات در نمک (کلرید سدیم) شرح داده شد. با توجه به نتایج آماری اجرای آزمون ها، روش های آزمون با یکدیگر مقایسه و نتیجه گیری می شود. اندازه گیری یون سولفات در کلرید سدیم به روش کدورت سنجی، اولین بار در این مقاله ارائه میشود. در محیط اسیدی ضعیف یون سولفات با محلول کلرید باریوم، رسوب سولفات باریوم تشکیل میدهد. جذب محلول را در طول موج ۴۲۰ نانومتر اندازه گیری کرده و غلظت یون سولفات از منحنی کالیبراسیون محاسبه می شود.
مقدمه
منطقه در اواخر کرتاسه_پالئوسن (سی و هفت میلیون سال پیش) چین خوردگی شدید پیدا کرد و تقریباً در تمام منطقه لایه‌های ترشیر به حالت دیگر شیب بر روی لایه های قدیمی تر قرار دارند، با پیش روی دریا رسوب کنگلو مرایی و ماسه سنگی پالئوسن در بسیاری از نقاط البرز و ایران مرکزی ته نشین شده است. در ائو سن بخش مهمی از ایران به وسیله دریا گرفته شده و در ائوسن میانی و بالایی آتشفشان هایی که در زیر آب های کم عمق فعالیت داشته به صورت گرفته و سازنده‌ای از توف، گدازه های آندریتی و داسیتی های سنگهای آذر آواری شل مارن، ماسه سنگ و گدازه‌های بازالتی و آندزیتی تشکیل شده است. هوازدگی فیزیکی و شیمیایی روی مواد مزبور اثر گذاشته و باعث تجزیه و آلتراسیون کانیها شده، فرسایش ناشی از هوازدگی سبب خرد شدن، بسیاری از کانیها شده و نمکهای محلول اول را آزاد میکند. این فرآیند با بالا بردن تراکم دی اکسید کربن که اسید ضعیفی است بسیار تشدید میشود. باران در مسیر خود که از لابلای خاک ها عبور می کند و مواد قابل حل حاصل از هوازدگی و فرسایش را شسته و با خود حمل می کند، بخشی از باران فرو رفته و به آبهای زیرزمینی ملحق میشود. و بخشی نیز وارد آب جاری میشود. در اثر فرایند هوازدگی و آلتراسیون کانیهای سدیم دار که عمدتاً کانی اصلی این سنگها پلاژیو کلایز‌ها ((آلبیت)) الیگو کلایز، آندزین و… می باشد، کانیهای سدیم دار محلول در آب به وجود می آید. در نتیجه درصد نمک های پر سدیم محلول در آب مثل کربنات سدیم و کلرید سدیم افزایش می یابد. بی کربنات سدیم، سیلیکات سدیم، سولفات سدیم، آب های سطحی و زیرزمینی از خلل و فرج رسوبات تبخیری نئوژن و الیگلوسن که شامل لای سنگهای گچ دار، سنگ نمک، سنگ گچ، شل، فروش سنگ که مهمترین منبع کانی های سولفاتی و کلروی می باشند عبور می‌کنند. عمده‌ترین کانیهای این رسوبات ژیپس و اندرید، هالیت و رسها هستند، به لحاظ مسافت طولانی که آبهای زیرزمینی طی می کنند و انحلال پذیری نسبی کانی های فوق شوری آب بیش از پیش افزایش یافته و مقدار نمک های محلول در آب زیاد میشود، با افزایش بیشتر محلول یون های کربنات و بیکربنات به تدریج به صورت کربنات کلسیم و منیزیم، بی کربنات کلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. و مقدار نسبی یونهای سولفات، کلرید و کلسیم افزایش می‌یابد. در محیط های بسته ای که درجه حرارات تبخیر بالاست عمل جدائی املاح از محلول با توجه به درجه حلالیت در جه تتبلور و سایر ویژگیهای شیمی_فیزیکی انجام می شود.
در میان املاح موجود در منطقه میزان پنج نمک سولفات سدیم، کلرید سدیم، سولفات کلسیم، سولفات منیزیم و بی کربنات سدیم بیشتر از سایر نمکها می باشد. نمودار انحلال سولفات سدیم و سدیم کلراید نشان میدهد (نمودار1) با افزایش میزان کلرور سدیم حد حلالیت سولفات سدیم کاهش یافته و به راحتی رسوب میکند در مکانهایی که شرایط فوق برقرار است. سولفات سدیم بهمراه نمک از محلول جدا میشود و رسوب گذاری و جدایی املاح در محیط های سولفات دار انجام می شود .
شناسایی بافت زمین شناسی کشور ما خصوصا استان سمنان و مطالبی شهر داده شد، نشان می دهد در تمام معادن نمک مقدار زیادی ناخالصی سولفات مشاهده میشود. آزمایشات بسیار زیادی که بر روی نمک های تصفیه شده و ناخالص انجام شده است. ناخالصی یون سولفات به عنوان عمده‌ترین ناخالصی در این نمکها مشاهده شده است. به عبارتی اغلب نمک هایی که خلوص پایینی دارند در اغلب موارد ناخالصی سولفات آنها در محدوده مجاز نمی‌باشد. نمودار دو رابطه بین میزان خلوص نمک و میزان سولفات نمک را نشان میدهد.
بدین ترتیب سیستم های تصفیه نمک در ایران الزاماً باید روش‌هایی برای حذف یون سولفات از نمک را در حین فرایند تولید پیش بینی کنند.
برای ارتقای سطح کیفی تولید یافتن روش های آزمون مطمئن، دقیق، با صحت بالا که در مدت زمان کوتاه تری به نتیجه برسد ضرورت می یابد و آزمایشگاههای آزمون نمک ملزم به یافتن و اجرائی کردن این روشها می باشند.
در مقاله زیر روش برای اندازه گیری یون سولفات در نمک ارائه می شود و هر روش با توجه به تجارب انجام این آزمون ها در آزمایشگاه نقد و بررسی می شود.
1- اندازه گیری سولفات سدیم کلراید به روش وزن سنجی.
2- اندازه گیری یون سولفات در سدیم کلراید به روش کدورت سنجی در طول موج ۴۲۰.
3- اندازه گیری یون سولفات در سدیم کلراید به روش تیتراسیون با کلرید باریم در حضور معرف آلیزارین رداس.
1- اندازه گیری سولفات سدیم کلراید به روش وزن سنجی
اساس این روش رسوب سولفات محلول به کمک محلول کلرید باریم و توزین رسوب سولفات باریم و محاسبه یون سولفات به روش وزن سنجی می باشد. این روش رایج ترین و شاید بتوان گفت دقیق ترین روش اندازه گیری یون سولفات است. برای به دست آوردن نتایج دقیق از این آزمون علاوه بر نکاتی که در استاندارد ۳۲۵۸ به آنها اشاره شده است. موارد زیر می بایست بیشتر مورد توجه قرار گیرد.
الف- مهارت کاربر
چگونگی انجام عملیات آزمون توسط کاربر بر روی نتایج آزمون تاثیر مستقیم دارد پیشنهاد می شود عملیات آزمون در کلیه آزمایشگاههای اداره بهداشت درمان و آموزش پزشکی و موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران کاملاً یکسان سازی شود
ب- تنظیم میزان آب شستشوی رسوب
در صورتی که میزان آب شستشوی رسوب سولفات باریم کمتر از حد معینی باشد ذرات کلرید سدیم و کلرید باریم باقیمانده، جذب کاغذ صافی شده و خطای مثبت در نتایج آزمون ایجاد می کند. برای کاهش این خطا بهتر است پس از هر بار ریختن محلول بالای رسوب بر روی کاغذ صافی کاغذ صافی کاملاً با آب مقطر آبکشی شود. مواردی که میزان آب شستشوی روسوب بیش از حد معینی باشد موجب میشود رسوبات ریز سولفات باریم از کاغذ صافی رد شده و خطای منفی در آزمون ایجاد کند. این خطا، خطایی است که تقریبا می‌توان گفت در نتایج آزمون کلیه آزمایشگاههای کشور دیده میشود. برای حذف این خطا پیشنهاد میشود میزان آب شستشو برای اندازه گیری سولفات کلیه نمک ها یکسان در نظر گرفته شود.
2- اندازه گیری یون سولفات در سدیم کلراید به روش کدورت سنجی در طول موج ۴۲۰
1-2- اساس روش
در محیط اسیدی و سولفات با محلول کلرید باریم سولفات باریم تشکیل می دهد. جذب محلول را در طول موج ۴۲۰ نانومتر اندازه گیری کرده و یون سولفات از منحنی کالیبراسیون محاسبه می شود. محلول سولفات گلیسرول برای تولید اندازه مناسب کریسال و کنترل زمان همزدن و انتظار می باشد.
2-2- تجهیزات
348
