1. Milline on proovi leelisus ühikutes mmol/l? HCO3- = 230 mg/l M(HCO3) = 1 + 12 + 3*16 = 61 g/mol 230 mg/l : 61 g/mol = 230 mg/l : 0,061 mg/mol = 3770 mol/l = 3,77 mmol/l Proovi leelisus: 3,77 mmol/l 2. Kas uuritava proovi ammoonium-, nitraat- ja nitritioonide kontsentratsioon vastab joogiveele esitatavatele nõuetele? Kui suur on proovi üldlämmastiku sisaldus? Kontsentratsioon Lubatud (mg/l) Vastavus (mg/l) Ammooniumioonid 0,2475 0,50 Jah Nitraatioonid 0,04 50 jah nitritioonid 0,0023 0,50 jah NH4+ mgN/l NH4+ - N 0,44 mg/l NH4+ x M(NH4+) = 14 + 1*4 = 18 g/mol 32 g/mol 0,44 mg/l 18 g/mol x x = 0,2475 mg/l NO3- mgN/l NO3- - N 0,05 mg/l NO3 x M(NO3-)=14+16*3=62 g/mol 76 g/mol 0,05 mg/l
1. Milline on proovi leelisus ühikutes mmol/l? HCO3- = 230 mg/l M(HCO3) = 1 + 12 + 3*16 = 61 g/mol 230 mg/l : 61 g/mol = 230 mg/l : 0,061 mg/mol = 3770 mol/l = 3,77 mmol/l Proovi leelisus: 3,77 mmol/l 2. Kas uuritava proovi ammoonium-, nitraat- ja nitritioonide kontsentratsioon vastab joogiveele esitatavatele nõuetele? Kui suur on proovi üldlämmastiku sisaldus? Kontsentratsioon Lubatud (mg/l) Vastavus (mg/l) Ammooniumioonid 0,2475 0,50 Jah Nitraatioonid 0,04 50 jah nitritioonid 0,0023 0,50 jah NH4+ mgN/l NH4+ - N 0,44 mg/l NH4+ x M(NH4+) = 14 + 1*4 = 18 g/mol 32 g/mol 0,44 mg/l 18 g/mol x x = 0,2475 mg/l NO3- mgN/l NO3- - N 0,05 mg/l NO3 x M(NO3-)=14+16*3=62 g/mol
Vee pehmendamiseks kasutatakse spetsiaalseid kemikaale, ioonivahetust vm. Vees lahustunud ainete sisalduse väljendusviisid (%, mol/l, mol/dm3 , mg/l, µg/l, ppm). Ruumala/maht: % Osa/parts per million: ppm Kontsentratsioon: mg/l, µg/l, mol/l. Lämmastiku- ja fosforiühendid vees, nende kontsentratsioonide väljendusviisid. Fosforiühendid vees: ortofosfaadid (fosfaatioonid), polüfosfaadid, fosfori sisaldavad orgaanilised ained. Lämmastikuühendid vees: ammooniumioonid (ammoniaak), nitraatioonid, nitritioonid, orgaaniline lämmastik. Väljendusviisid: NO3- = 31 mg/l; NO3- = 15 mg N/l; NO3-N= 76 mg/l. Lämmastikuühendite transformatsioon keskkonnas (nitrifikatsioon, denitrifikatsioon). Nitrifikatsioon: NH4 + + 2O2 NO3 - + 2H+ + H2O Denitrifikatsioon: 4NO3- +5{CH2O} + 4H+ 2N2 + 5CO2 + 7H2O Orgaanilised saasteained keskkonnas. Käitumine keskkonnas: lahustumine vees; lagunemine keskkonnas; bioakumulatsioon; toksiline toime elusorganismidele.
Kui lahuses on Fe3+ ioone värvub lahus tekkiva [Fe(SCN)]2+ tõttu punaseks. FeNH4(SO4)2 lahusele NH4SCN lisamisel värvus lahus tõepoolest punaseks, seega annab FeNH4(SO4)2 dissotseerudes Fe3+ ioone. Toimus reaktsioon: FeNH4(SO4)2 + NH4SCN Fe(SCN)SO4 + (NH4)2SO4 b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH 4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. Soojendamisel oli tõesti tunda ammoniaagi spetsiifilist teravat lõhna! See tõestas, et ammooniumioonid on lahuses. NaOH lisamisel toimus reaktsioon, kus aluselises keskkonnas vabaneb ammoniaak, reaktsioon näeb välja nii: FeNH4(SO4)2 + 4NaOH Fe(OH)3 + NH3 + 2Na2SO4 + H2O c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5-1 mL BaCl lahust. Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Lahuses on sulfaatioone, sest tekkis valge BaSO 4 sade. See reaktsioon oli üks näide sulfaatioonide tõestusreaktsioonist: 2FeNH4(SO4)2 + 3BaCl2 2FeCl3 + 3BaSO4 + (NH4)2SO4
Jah, kuna lahus värvus tumepunaseks Fe3+ ioonide olemasolu tõttu. Kirjutada Fe3+ iooni tõestusreaktsioon Fe3+ + SCN- = Fe(SCN) 2+ FeNH4(SO4)2 + NH4SCN = Fe(SCN)SO4 + (NH4)SO4 b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. Kas lahuses oli NH4+ ioone? Soojendamisel oli tunda ammonniaagile omast lõhna, mis tõestas, et ammooniumioonid esinevad lahuses. Pärast NaOH lisamist toimus reaktsioon, mille käigus aluseslises keskkonnas vabanes ammoniaak. Kirjutada NH4+ iooni tõestusrektsiooni võrrand FeNH4(SO4)2 + 4NaOH = Fe(OH)3 + NH4OH + 2Na2SO4 NH4OH = NH3 + H2O c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5 - 1 mL BaCl 2 lahust. Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Kas lahuses oli SO42- ioone?
· Lahuses la ELLÜ sulamis ioonid liiguvad kaootiliselt, kui juhtida lahusest läbi el vool, siis katioodid liiguvad katoodi (-) poole ja annioonid anoodi (+) poole · Nt: HNO3 H+ + NO3- H2SO4 H+ + HSO4s 11.Hapete, aluste ja soolade elektrolüütiline dissotsialsioon vesilahustes. Näited Hapetel, alustel ja sooladel on katioonideks vastavalt vesinik, hüdroksiid ja metallioonid, ka NH 4+ (ammooniumioonid) · HNO3 H + + NO3- · H 2 SO4- H + + HSO4- · NaOH Na + + OH - · CuSO4 Cu 2+ + SO42- Happed: · HCl = H+ + Cl- · H2SO4 H+ + HSO4- · HSO4- H+ + SO42- Alused: · NaOH Na++ OH- Soolade: · K + NaCL + H2O · 2K + 2H2O 2KOH+ + H2 12.Hapete, aluste ja soolade iseloomustus dissotsiatsiooniteooria alusel Näited NaCl Na + + Cl - Näited: Ba (OH ) 2 Ba 2+ + 2OH - H 2 SO4 2 H + + SO42- 13.Ainete valemite koostamine lahustuvustabeli alusel
sette eemaldamisel. Bioloogiline fosforärastus on võimalik kombineeritud aeroobse ja anaeroobse töötlusega. Fosfori bioloogiline sidumine toimub reovee bioloogilisel puhastamisel, kus luuakse vahelduvalt anaeroobne ja aeroobne keskkond, mille tulemusena fosfaadid akumuleeruvad baktermassis ja kõrvaldatakse süsteemist koos liigmudaga. Lämmastik eraldatakse veest nitrifikatsiooni-denitrifikatsiooni protsessis. Ammooniumioonid hapenduvad autotroofsete bakterite toimel, see on nitrifikatsioon ehk ammoonium läheb nitritioonideks (NO2-) ja seejärel nitraatioonideks (NO3-). Lämmastik eraldub veest alles siis, kui nitraadid taandatakse gaasiliseks lämmastikuks (N2), mis haihtub atmosfääri. Taandamine toimub denitrifitseerivate bakterite abil ja protsessi nimetatakse denitrifikatsiooniks. 12. Jäätmete definitsioon ja liigitamine Põhimõtteliselt on jäätmed kõik esemed või ained:
Kirjutada Fe3+ iooni tõestusreaktsiooni võrrand. Tiotsüanoraud(III)sulfaat FeNH4(SO4)2 + NH4SCN →[ Fe(SCN)]SO4 + (NH4)2SO4 Fe3+ + NH4+ + SCN-→[Fe(SCN)]2+ + NH4+ Fe3++SCN- →[Fe(SCN)]2+ b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. Kas lahuses oli NH4+ ioone? Soojendamisel oli tõesti tunda ammoniaagi spetsiifilist lõhna, see tõestas, et ammooniumioonid on lahuses. Kirjutada NH4+ iooni eraldusreaktsiooni võrrand. Raud(III)ammooniumsulfaat FeNH4(SO4)2 + 4NaOH → Fe(OH)3 ↓+NH3 ↑ + 2Na2SO4 + H2O NH4+ + Na+ + OH-→ NH3↑ + H2O + Na+ NH4+ + OH-→ NH3↑ + H2O c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5-1 mL BaCl 2 lahust. Kui lahuses on SO42– ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Kas lahuses oli SO42– ioone? Lahuses on sulfaatioone, sest tekkis valge BaSO4 sade. Kirjutada SO42– iooni tõestusreaktsiooni võrrand.
tsüanoferraat FeNH 4 ( SO4 ) 2 + NH 4 SCN Fe( SCN ) SO4 + ( NH 4 ) SO4 Katse tulemus: F3+ ioonide olemasolul värvus lahus tumepunaseks FeNH 4 ( SO4 ) 2 + 4 NaOH t Fe(OH )3 + NH 4OH + 2 Na2 SO4 b) NH 4OH NH 3 +H 2O Katse tulemus: Soojendamisel oli tõesti tunda ammoniaagi spetsiifilist teravat lõhna. See tõestas, et ammooniumioonid on lahuses. NaOH lisamisel toimus reaktsioon, kus aluselises keskkonnas vabanes ammoniaak. c) 2 FeNH 4 ( SO4 ) 2 + 3BaCl2 2 FeCl3 + 3BaSO4 +( NH 4 ) 2 SO4 Sellest võime järeldada, et toimub FeNH4(SO4)2 dissotseerumine: 2- FeNH 4 ( SO4 ) 2 Fe3. + NH 4 + 2 SO4 + 2- + 2- FeNH 4 + SO4 Fe3+ + NH 4 + SO4 Katse tulemus:
hüdroksiidioonideks: + - NH3*H2O NH4 + OH Ammooniaagi või ammoniaakhüdraadi reageerimisel hapetega tekivad ammooniumsoolad: 2NH3*H2O + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2H2O // NH3 + HNO3 NH4NO3 // NH3 + HCl NH4Cl Ammoniaakhüdraadi ja kontsentreeritud vesinikkloriidhappe aurude omavahelise reageerimise tulemusena moodustunud ammooniumkloriidi valge pilv. Ammooniumsoolad on reeglina värvusetud, kristalsed ained, mis vees hästi lahustuvad, dissotseerudes ammooniumioonideks ja vastava happe anioonideks. Ammooniumioonid käituvad tüüpiliste positiivsete ioonidena nagu metallikatoonidki. Nõrga aluse sooladena on tema vesilahused happelised. Ammooniumsoolad on ebapüsivad ja lagunevad kuumutamisel kergesti. NH4Cl (t) NH3 (g) + HCl (g) // (NH4)2Cr2O7 (t) N2 (g) + Cr2O3 (t) + 4H2O (g) Oranzi värvusega ammooniumdikromaadi lagunemisel tekib mahukas rohekas kroom(III)oksiid Ammoniaagi laboratoorseks saamiseks ja ammooniumioonide kindlakstegemiseks lahuses lisatakse
Kõige iseloomulikumad kvaliteedinäitajad ja väärtused, mis on omased heas seisundis põhjaveele, on järgmised: · naftasaadused < 0,02 mg/l; · ühealuselised fenoolid < 1 g/l; · taimekaitsevahendid < 0,1 g/l; 11 · nitraatiooni sisaldus < 50 mg/l; · puudub inimtegevusest tingitud oluline kloriidiooni sisalduse tõus; · ammooniumioonid looduslikult aeroobses põhjavees < 0,5 mg/l, looduslikult anaeroobses põhjavees < 1,5 mg/l. Põhjavesi on heas kvantitatiivses seisundis (ei toimu põhjavee liigvähendamist), kui: · põhjavee kasutamine on väiksem kinnitatud põhjaveevarust või põhjaveekogumi looduslikust ressursist; · põhjaveetaseme alanemisest tingitud põhjaveevoolu suuna muutused ei põhjusta soolase vee sissetungi;
Fosfori eraldamiseks veest kasutatakse enim keemilist sadestust, kus sadestuskemikaalidega muudetakse fosforiühendid raskelt lahustuvateks. Võimalik on ka bioloogiline sidumine, kus tekitatakse vaheldumisi aeroobne ja anaeroobne keskkond ning fosfaadid kogunevad baktermassis, mis eemaldatakse mudaga. Lämmastiku kõrvaldamiseks kasutatakse bioloogilist meetodit, nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni. Nitrifikatsioonil muudetakse aeroobses keskkonnas ammooniumioonid nitraatioonideks. Denitrifikatsioonil muudetakse nitraatioonid anoksilises keskkonnas denitrifitseerivate bakterite abil vabaks lämmastikuks. 20 14. Reovete looduslikud puhastid - Biotiik o lihtsa konstruktsiooniga, hõlbus hooldada, väga levinud minevikus o külmal aastaajal ei vasta biotiikide puhastusefekt kaasaja nõuetele, näiteks
Bioloogiliselt happelised väetised hapustavad mulda mullas toimuvate mikrobioloogiliste protsesside tulemusena. Alludes nitrifikatsiooniprotsessile lähevad ammooniumiühendid mullas nitrifitseerivate bakterite kaasabil üle lämmastikushappeks ja edasi lämmastikhappeks. Selle tulemusena muld hapustub. Tähtsamad tahked lämmastikväetised: 1) Ammooniumnitraat, 34.35% N. Sisaldab nii ammoonium- kui ka nitraatlämmastikku suhtes 1:1. Ammooniumioonid seotakse hästi mullas. Nitraatioone mullas ei seota, need küll leostuvad kiiresti, kuid on ka väga kiiresti taimede poolt omastatav. Hügroskoopne. Säilitamise ajal ei tohiks kokku puutuda orgaaniliste väetiste või vedelate kütte- ja määrdeainetega, tekib isesüttimise- ja plahvatusoht. Bioloogiliselt happeline, füsioloogiliselt neutraalne väetis. NH4+ No3- nitrifikatsiooniprotsess 2) Karbamiid e. kusiaine, 45-46% N
teks. Bakter kasutab neid oma valkude sünteesiks. Enamik AH desamineeritakse, tekivad VFA ja ammoonium – bakter kasutab neid oma valkude sünteesiks. Hargnemata AH saab atsetaati, propionaati ja butüraati, hargnenud AH aga hargnenud ahelaga VFA. Just neid viimaseid bakterid kasutavad enda jaoks. Ammooniumi kasutatakse enda N jaoks (lisaks vajatakse ka uureat). Mitte proteiini lämmastik – amiidid, amiinid, peptiidid, vabad AH, nukleiinhapped, uurea, nitraadid ja ammooniumioonid. NPN konverdivad ammoniaagiks ja sealt edasi AH ja proteiinid – bakterid. NPNid on vajalikud bakeritele. Veised saavad oma proteiini: mikroobidelt ja vatsas lagunemata proteiinidest (ei lahustu vatsavedelikus, nt maisiproteiin). Bakter saab oma lämmastiku: NPN söödas, sööda lagundatud proteiin, N surnud vatsa bakteritelt, uurea (süljest, difundeerub läbi vatsa epiteeli). Maksas tehakse ammooniumist uurea, uurea läheb verre ja verest kas sülge, vatsa või neerudesse. 28
Kuumuta tõmbe all tiiglis 1-2 ml uuritavat lahust kuni "valge suitsu" eraldumise lõppemiseni (ammooniumsoolad lagunevad).Seejärel lisa jahtunud tiiglisse 1-2 tilka kontsentreeritud HNO3 ja korda kuumutamist.Seejärel kontrolli NH4+-ioonide eraldumise täielikkust klaasplaadil mõne tera klaaspulgaga tiiglist kraabitud kristallide peal Nessleri reaktiiviga.Kui tekib pruunikas värvus, tuleb aurutamist konts.HNO3 abil korrata. I rühma katioonide analüüsi käik. 1. Kõigepealt tõesta ammooniumioonid. 2. Kui NH4+-ioonid esinevad,tuleb nad enne K+-ioonide tõestamist kõrvaldada. 3. Ülejäänud ioonide määramise järjekord pole oluline (ositianalüüs). Lehekülje algusesse II rühma katioonide tõestamine, eraldamine ja segu analüüs. II rühma kuuluvad Ba+2,Sr+2 ja Ca+2.Nende o.-a. on püsiv, nad ei põhjusta ühendite
Lämmastik Mineralisatsioon ja nitrifikatsioon · Protsess, kus vees leiduvad bakterid ja teised mikroorganismid lagundavad surnud taimi ja loomi(orgaanilist ainet) · Mineralisatsioon-mikroorganismid muudavad taimede ja loomade orgaanilise lämmastiku ammooniumiooniks-ammooniumi kontsentratsioon vees tõuseb- spetsiaalsed mikroorganismid (nitrifitseerivad bakterid) muudavad ammooniumioonid nitrit ja edasi nitraatioonideks · NH4+ ja NO3- on taimedele kättesaadavad. Denitrifikatsioon · Protsess, mille käigus elimineeritakse vees leiduv lämmastik amosfääri. · Anaeroobsetes tingimustes konverteerivad denitrifitseerivad bakterid NO 3- lämmastik gaasiks. · Mõned mere-ja magevee rohevetikad konverteerivad atmosfääri N2 taimedele omastatavaks lämmastikuks. Entrofeerumine-veekogude rikastumine toitainetega
Lämmastik Mineralisatsioon ja nitrifikatsioon · Protsess, kus vees leiduvad bakterid ja teised mikroorganismid lagundavad surnud taimi ja loomi(orgaanilist ainet) · Mineralisatsioon-mikroorganismid muudavad taimede ja loomade orgaanilise lämmastiku ammooniumiooniks-ammooniumi kontsentratsioon vees tõuseb- spetsiaalsed mikroorganismid (nitrifitseerivad bakterid) muudavad ammooniumioonid nitrit ja edasi nitraatioonideks · NH4+ ja NO3- on taimedele kättesaadavad. Denitrifikatsioon · Protsess, mille käigus elimineeritakse vees leiduv lämmastik amosfääri. · Anaeroobsetes tingimustes konverteerivad denitrifitseerivad bakterid NO 3- lämmastik gaasiks. · Mõned mere-ja magevee rohevetikad konverteerivad atmosfääri N2 taimedele omastatavaks lämmastikuks. Entrofeerumine-veekogude rikastumine toitainetega
potentsiaalset happesust. 14 Väetamise põhimõtted, väetised ja väetamine Katrin Uurman 2014 Mulda neutraliseerivat mõju avaldavad kaltsiumnitraat ja naatriumnitraat. Väga oluline on ka lämmastikväetistes leiduvate toitainete liikuvus mullas. Ammooniumväetiste ammooniumioonid seotakse mulla neelavas kompleksis (asendusneeldumine), kust taim saab neid kasutada. Seetõttu sobivad ammooniumväetised selliste kultuuride väetamiseks, mis vajavad aeglaselt mõjuvaid väetisi. Nitraatioone iseloomustab aga negatiivne füüsikaline neeldumine, mille tõttu nitraatväetiste lämmastik on väga kiire toimega, sest ta on mullas väga liikuv. Lämmastikväetistest kasutatakse meil kõige enam ammooniumsalpeertit ehk
Ammonifikatsiooni lõpp-produkt on ammoniaak (NH3, vesilahuses esineb ammooniumioonina – NH4+). Aeroobses keskkonnas ammoniaak ei kogune vaid assimileeritakse koheselt nitrifitseerijate bakterite poolt. Nitrifikatsioon on ammooniumiooni kaheastmeline oksüdeerimine, algul nitritiooniks (NH4+ ® NO2-, seda teevad näiteks bakterid perekonnast Nitrosomonas), pärast nitraatiooniks (NO2- ® NO3-, seda toimetavad näiteks perekonna Nitrobacter esindajad). Nii ammooniumioonid kui nitrit- ja nitraatioonid on taimedele kättesaadavad. Anaeroobsetes (e. anoksilistes) tingimustes, mida peamiselt kohtab maismaal liigniisketes tingimustes ja veekogudes, leiab aset protsess, mille käigus orgaanilisest ainest pärit lämmastik uuesti atmosfäärifondi naaseb – denitrifikatsioon. Sellega tegeleavad denitrifitseerijad bakterid, näiteks Pseudomonas denitrificans. Denitrifikatsioon on mineraalne hingamine,
– Boschi menetlus (Nobeli pr. 1918) ajalooliselt esimene (seniajani peamine) lämmastiku sidumise meetod suurtööstuslikus mastaabis [sajandi algul väga raske tehniline probleem] Kaasaegsed suure tootlikkusega NH3 sünteesikolonnid töötavad rõhul 25-35 MPa ja tº-l 420– 500ºC (Vastavalt Le Chatelier’ printsiibile soodustab NH 3 teket rõhu tõstmine ja temp. alandamine) NH3 – reaktsioonivõimeline ühend Iseloomulikud 1) ühin.-reaktsioonid, → kompleksioonid (ammooniumioonid NH4+) N aatom (doonor) loovutab sideme tekkeks mittejaotunud elektronipaari 2) oksüd.-reaktsioonid 3) asendusreaktsioonid 1) Ühinemisreaktsioonid Tekib ammooniumioon NH4+: NH3 + H+ → NH4+ NH3 + H2O → NH3 · H2O ↔ NH4+ + OH- NH3 + HCl → NH4Cl ↔ NH4+ + Cl- (ammooniumühendite dissotsieerumine lahuses) Ammooniumühendid kuumutamisel lagunevad (pöörduvalt): termodissotsiatsioon e. termolüüs: NH4Cl ↔ NH3 + HCl
Toitainetega toimuvad protsessid, sh üleminekud ühest vormist teise, on väga dünaamilised ning võivad olla samaaegselt vastassuunalised, sõltudes loodusliku tasakaalu tingimustest. 2.3.1. Mullavees lahustuvad ehk liikuvad toitained Mullas olevate toitainete potentsiaalsetest varudest on mullavees vabalt lahustunud kujul - + (ioonidena) vaid väike osa, nagu näiteks nitraatioonid (NO 3 ) ja ammooniumioonid (NH4 ) ning + - väike osa kaaliumi- ja fosforivarudest (K ning H2PO4 ). Toitained võivad mullalahuses esineda ka neutraalsete molekulidena, nagu näiteks boorhappemolekul (H 3BO3). Mullalahus sisaldab ka selles lahustunud gaase – hapnikku, lämmastikku ja süsihappegaasi. Lisaks on mullalahuses suutelised lahustuma ka mitmed kelaadid, orgaanilised happed ning mõningad mineraalide murenemisproduktid
annaabi.ee 
