Željezo je prisutno u vodi u obliku dvovalentnih i trovalentnih iona. Kako očistiti pitke i tehničke tekućine od ovih zagađivača? Hitan problem za običnu obitelj i veliko poduzeće. Razmotrite razloge o kojima ovisi topljivost željeza u vodi, oblike zagađivača, metode za uklanjanje fero spojeva.
Zašto je voda iz slavine žuta i smeđa?
Spojevi željeza daju vodi žućkastu boju, često se javlja neugodan okus, može se primijetiti zagađenje u obliku smeđih pahuljica. Ove pojave su pogoršanje organoleptičkih svojstava vode za piće. Promjena boje je ono na što potrošači vode prije svega obraćaju pažnju. Osim toga, postoje implikacije na ljudsko zdravlje. Konzumacija nekvalitetne vode iz slavine, koja sadrži željezo, negativno utječe na stanje jetre, zuba, cijelog gastrointestinalnog trakta, kože i kose.
Topljivost u vodi ne objašnjava se samo interakcijom fero spojeva iz sastava stijena s drugim tvarima u prirodi. diže sekoncentracija Fe2+ i Fe3+ iona zbog procesa korozije koji se stalno događa u vodoopskrbnim uređajima i cijevima od željeznih legura. Cjevovodi postupno postaju neupotrebljivi, mijenjaju se svojstva proizvoda u čijoj se proizvodnji koristila voda s primjesom željeza.
Koja je topljivost željeza u vodi?
Kemijski element, koji je dobio latinski naziv Ferrum, drugi je najzastupljeniji u zemljinoj kori nakon aluminija. U velikim količinama na planeti postoje nalazišta željeznog pirita ili pirita (njegova formula je FeS2). Fero spojevi se nalaze u stijenama vulkanskog i sedimentnog porijekla u obliku hematita, magnezita, smeđe željezne rude.
Jednostavno željezo je srebrno-sivi duktilni metal, netopiv u vodi. Oksidi i hidroksidi, mnoge soli željeza također ne stupaju u interakciju s vodom. O topivosti FeO u vodi raspravlja se u vezi s njegovom sposobnošću da oksidira u željezni oksid. Kada se govori o vodenoj otopini FeO, misli se na sadržaj željeznih iona. U nekim izvorima vode ova brojka doseže 50 ili više miligrama po 1 litri. Ovo je visoka koncentracija, takvu vodu za piće treba pročistiti.
Kako željezo ulazi u prirodne vode?
Fizička i kemijska erozija dovodi do drobljenja, otapanja i uništavanja stijena koje sadrže spojeve željeza. Kao rezultat reakcija koje se odvijaju uprirode, oslobađaju se ioni Fe2+ i Fe3+. Oni aktivno su uključeni u redoks procese. Dvovalentni ion se oksidira, daruje elektron i postaje trostruko nabijen. Topljivost željeza u vodi je prisutnost kationa Fe2+. Kao rezultat reakcija koje se odvijaju u otopini, dobivaju se različite soli. Među njima su topljivi, kao što su sulfati, i netopivi (sulfidi, karbonati). Kada je takva voda bez željeza, topljivi oblik postaje netopiv, stvaraju se pahuljice koje se talože. Željezno željezo oksidira se u trovalentno u prisutnosti kisika ili drugih oksidacijskih sredstava (ozona, klora).
Transformacije iona na kraju dovode do pojave smeđe hrđe otporne na daljnju oksidaciju, njen uvjetni sastav može se predstaviti na sljedeći način: Fe2O3 • nH2O. Čestice Fe3+ dio su složenih anorganskih i organskih tvari koje se nalaze u površinskim vodama.
Je li sadržaj fero spojeva u prirodnim vodama isti?
Koncentracije kemijskog elementa i vrste željeza u vodi ovise o sastavu stijena zemljine kore i stanju različitih izvora. Dvovalentni i trovalentni spojevi željeza, organski oblici kao što su bakterije željeza i koloidne tvari (topljive i netopive) mogu biti prisutni u isto vrijeme.
Ako postoje nalazišta sulfatnih ruda, vjerojatnije je da će željezo biti prisutno u visokim koncentracijama. Topljivost u vodifero spojeva raste s temperaturom u blizini područja vulkanizma. Sadržaj željeza u rijekama i jezerima veći je ako dolazi do ispuštanja otpadnih voda iz metalurških i kemijskih postrojenja.
Kako pročistiti vodu od željeza?
Reagensne i nereagensne metode koriste se za uklanjanje fero spojeva. Osnova većine procesa je oksidacija dvovalentnog iona u trovalentni kation. Isto čine i s drugim nečistoćama u vodi – pretvaraju se u netopive spojeve i uklanjaju se filterom. Rad većine industrijskih instalacija temelji se na ovom principu.
Kolika je topljivost željeza u vodi, određena instrumentima. Zatim se provodi uklanjanje željeza s kemijskim reagensima: kisik, klor, ozon, kalijev permanganat, vodikov peroksid. Dolaze do kemijske oksidacijske reakcije i dobiva se netopivi talog. Ne samo da se može filtrirati, već i ukloniti nakon taloženja dekantacijom (ocijediti čistu vodu iz taloga). Tijekom ozoniranja i kloriranja istovremeno se događa dezinfekcija (dezinfekcija). Vjeruje se da je upotreba ozona više obećavajuća metoda, jer je klor opasan za ljudsko zdravlje.
Koji su načini uklanjanja željeza iz malih količina vode?
Kod kuće se iz gornjih reagensa mogu koristiti vodikov peroksid i kalijev permanganat. Kako pročistiti vodu od željeza, ako želite dobiti malu količinu u kratkom vremenu? Kada se peroksid doda vodi,pahuljice sedimenta. Potrebno je pričekati da se slegne na dno posude i ocijediti vodu, ili je proći kroz obični filter vrča. Ova pročišćena voda prikladna je za piće i kuhanje.
U odnosu na organske oblike željeza, gore navedene metode su neučinkovite. Gore spomenuti reagensi ne talože koloidne čestice dovoljno brzo.
Ionska izmjena i kataliza - metode uklanjanja željeza u vodi
Postoje autonomne instalacije koje rade na principima katalize, ionske izmjene. Uređaji se koriste za pročišćavanje vode u malim industrijskim poduzećima i vikendicama.
Željezo se katalitičkom metodom uklanja pomoću posebnog zasipanja proizvedenog od prirodnih i sintetičkih sirovina. Filter za deferrizaciju vode je metalna posuda. Unutra se postavlja zatrpavanje i kroz njega se propušta voda. Tvar je katalizator za oksidaciju željeznog željeza, pretvarajući ga u netopivo stanje iz različitih oblika.
U uklanjanju željeza ionskom izmjenom koriste se kationski izmjenjivači dobiveni iz ionizmjenjivačkih smola, kao što je zeolit (mineralni). Posljednjih godina pokrenuta je proizvodnja sintetičkih proizvoda za uklanjanje željeza iz vode ionskom izmjenom.
Zašto nam je potrebna alternativa reagensima?
Kemikalije se koriste dugo ako u vodi ima ove štetne nečistoće - željeza. Vrste željeza su različite, pa morate tražiti najbolje rješenje, metodu prikladnu za pročišćavanje vodeiz određenog izvora za koji su utvrđeni oblici i koncentracije željeza.
Kloriranje je prošlost, ova metoda negativno utječe na kvalitetu vode i javno zdravlje. Prozračivanje ili obogaćivanje vode zrakom metoda je praktički lišena nedostataka. Kisik se propušta kroz vodu, željezo se oksidira, a netopivi talog se mogu ukloniti filtracijom ili taloženjem.
Uklanjanje željeza se provodi bez kemijskih reagensa - elektrokemijskom metodom. Dvije elektrode su uronjene u posudu s vodom koju treba očistiti. Negativna elektroda - katoda - privlači i drži pozitivno nabijene ione željeza, u bilo kojem obliku. Druga metoda bez reagensa je korištenje posebnih membrana.
Svaka od gore navedenih metoda ima ne samo prednosti, već i nedostatke. Izbor metode ovisi o obliku u kojem je željezo prisutno u vodi.
