Gvožđe je prisutno u vodi u obliku dvovalentnih i trovalentnih jona. Kako očistiti pitke i tehničke tečnosti od ovih zagađivača? Hitan problem za običnu porodicu i veliko preduzeće. Razmotrite razloge od kojih zavisi rastvorljivost gvožđa u vodi, oblike zagađivača, metode za uklanjanje fero jedinjenja.
Zašto je voda iz slavine žuta i smeđa?
Jedinjenja gvožđa daju vodi žućkastu boju, često postoji neprijatan ukus, primećuje se zagađenje u vidu 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 gvožđe, negativno utiče na stanje jetre, zuba, čitavog gastrointestinalnog trakta, kože i kose.
Rastvorljivost u vodi se ne objašnjava samo interakcijom fero jedinjenja iz sastava stijena s drugim supstancama u prirodi. diže sekoncentracija Fe2+ i Fe3+ jona zbog procesa korozije koji se stalno javlja u vodovodnim uređajima i cijevima od legura željeza. Cjevovodi postepeno postaju neupotrebljivi, mijenjaju se svojstva proizvoda u čijoj je proizvodnji korištena voda sa primjesom željeza.
Koja je rastvorljivost gvožđa u vodi?
Hemijski element, koji je dobio latinski naziv Ferrum, drugi je najzastupljeniji u zemljinoj kori nakon aluminijuma. U velikim količinama na planeti postoje nalazišta željeznog pirita ili pirita (njegova formula je FeS2). Fero jedinjenja se nalaze u stijenama vulkanskog i sedimentnog porijekla u obliku hematita, magnezita, smeđe željezne rude.
Gvožđe od jednostavne supstance je srebrno-sivi duktilni metal, nerastvorljiv u vodi. Oksidi i hidroksidi, mnoge soli željeza također ne stupaju u interakciju s vodom. Rastvorljivost FeO u vodi razmatra se u vezi sa njegovom sposobnošću da oksidira do željeznog oksida. Kada se govori o vodenom rastvoru FeO, misli se na sadržaj iona željeza. U nekim izvorima vode ova brojka doseže 50 ili više miligrama po 1 litri. Ovo je visoka koncentracija, takvu vodu za piće treba prečistiti.
Kako gvožđe dospeva u prirodne vode?
Fizička i hemijska erozija dovodi do drobljenja, rastvaranja i uništavanja stijena koje sadrže jedinjenja željeza. Kao rezultat reakcija koje se odvijaju uprirode, oslobađaju se joni Fe2+ i Fe3+. Oni aktivno su uključeni u redoks procese. Dvovalentni ion se oksidira, donira elektron i postaje trostruko nabijen. Rastvorljivost gvožđa u vodi je prisustvo kationa Fe2+. Kao rezultat reakcija koje se odvijaju u otopini, dobivaju se različite soli. Među njima su rastvorljivi, kao što su sulfati, i nerastvorljivi (sulfidi, karbonati). Kada je takva voda bez gvožđa, rastvorljivi oblik postaje nerastvorljiv, formiraju se pahuljice koje se talože. Gvozdeno gvožđe se oksidira u trovalentno u prisustvu kiseonika ili drugih oksidacionih sredstava (ozona, hlora).
Transformacije jona na kraju dovode do pojave smeđe rđe otporne na dalju oksidaciju, njen uslovni sastav se može predstaviti na sljedeći način: Fe2O3 • nH2O. Čestice Fe3+ su dio kompleksa neorganskih i organskih supstanci koje se nalaze u površinskim vodama.
Da li je sadržaj fero spojeva u prirodnim vodama isti?
Koncentracije hemijskog elementa i vrste gvožđa u vodi zavise od sastava stena zemljine kore i stanja različitih izvora. Dvovalentna i trovalentna jedinjenja gvožđa, organski oblici kao što su bakterije gvožđa i koloidne supstance (topljive i nerastvorljive) mogu biti prisutni istovremeno.
Ako postoje nalazišta sulfatnih ruda, vjerovatnije je da će gvožđe biti prisutno u visokim koncentracijama. Rastvorljivost u vodifero jedinjenja raste s temperaturom u blizini područja vulkanizma. Sadržaj gvožđa u rijekama i jezerima je veći ako dolazi do ispuštanja otpadnih voda iz metalurških i hemijskih postrojenja.
Kako prečistiti vodu od gvožđa?
Reagensne i nereagensne metode se koriste za uklanjanje fero spojeva. Osnova većine procesa je oksidacija dvovalentnog jona u trovalentni kation. Isto rade i sa drugim nečistoćama u vodi - pretvaraju se u nerastvorljiva jedinjenja i uklanjaju ih filterom. Rad većine industrijskih instalacija zasniva se na ovom principu.
Kolika je rastvorljivost gvožđa u vodi, određena instrumentima. Zatim se vrši uklanjanje gvožđa hemijskim reagensima: kiseonik, klor, ozon, kalijum permanganat, vodikov peroksid. Dolaze do hemijske oksidacione reakcije i dobija se nerastvorljivi talog. Može se ne samo filtrirati, već i ukloniti nakon taloženja dekantacijom (ocijediti čistu vodu iz taloga). Prilikom ozoniranja i hloriranja, dezinfekcija (dezinfekcija) se odvija istovremeno. Smatra se da je upotreba ozona mnogo obećavajuća metoda, jer je hlor opasan po ljudsko zdravlje.
Koji su načini uklanjanja željeza iz malih količina vode?
Kod kuće, vodonik peroksid i kalijum permanganat se mogu koristiti od gore navedenih reagensa. Kako prečistiti vodu od gvožđa, ako želite da dobijete malu količinu za kratko vreme? Kada se peroksid doda vodi,pahuljice sedimenta. Potrebno je sačekati da se slegne na dno posude i ocijediti vodu, ili je proći kroz običan bokal filter. Ova pročišćena voda je pogodna za piće i kuhanje.
U odnosu na organske oblike gvožđa, gore navedene metode su neefikasne. Gore spomenuti reagensi ne talože koloidne čestice dovoljno brzo.
Jonska izmjena i kataliza - metode uklanjanja gvožđa u vodi
Postoje autonomne instalacije koje rade na principima katalize, jonske izmjene. Uređaji se koriste za prečišćavanje vode u malim industrijskim preduzećima i vikendicama.
Gvožđe se katalitičkom metodom uklanja pomoću specijalnog zasipanja proizvedenog od prirodnih i sintetičkih sirovina. Filter za odvodnjavanje vode je metalna posuda. Unutra se postavlja zatrpavanje i kroz njega se propušta voda. Supstanca je katalizator za oksidaciju gvožđa, pretvarajući ga u nerastvorljivo stanje iz različitih oblika.
U ionizmjenjivačkom uklanjanju gvožđa koriste se kationski izmjenjivači, dobiveni od jonoizmenjivačkih smola, kao što je zeolit (mineral). Posljednjih godina pokrenuta je proizvodnja sintetičkih proizvoda za uklanjanje gvožđa iz vode putem jonske izmjene.
Zašto nam je potrebna alternativa reagensima?
Hemikalije se koriste dugo ako u vodi ima ove štetne nečistoće - gvožđa. Vrste željeza su različite, tako da morate tražiti najbolje rješenje, metodu pogodnu 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. Kiseonik se propušta kroz vodu, gvožđe se oksidira, a nerastvorljive ljuspice taloga mogu se ukloniti filtracijom ili taloženjem.
Uklanjanje gvožđa se vrši bez hemijskih reagensa - elektrohemijskom 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 upotreba posebnih membrana.
Svaka od gore navedenih metoda ima ne samo prednosti, već i nedostatke. Izbor metode zavisi od oblika u kojem je gvožđe prisutno u vodi.
