Železo je v vodi prisotno v obliki dvo- in trivalentnih ionov. Kako očistiti pitne in tehnične tekočine teh onesnaževal? Nujna težava za običajno družino in veliko podjetje. Razmislite o razlogih, od katerih je odvisna topnost železa v vodi, o oblikah onesnaževal, o metodah odstranjevanja fero spojin.
Zakaj je voda iz pipe rumena in rjava?
Spojine železa dajejo vodi rumenkasto barvo, pogosto je neprijeten priokus, opazite lahko onesnaženje v obliki rjavih kosmičev. Ti pojavi so poslabšanje organoleptičnih lastnosti pitne vode. Sprememba barve je tisto, na kar so potrošniki vode najprej pozorni. Poleg tega obstajajo posledice za zdravje ljudi. Uživanje nekvalitetne vode iz pipe, ki vsebuje železo, negativno vpliva na stanje jeter, zob, celotnega prebavil, kože in las.
Topnost v vodi ni razložena le z interakcijo fero spojin iz sestave kamnin z drugimi snovmi v naravi. dvignekoncentracija ionov Fe2+ in Fe3+ zaradi procesa korozije, ki se nenehno pojavlja v vodovodnih napravah in ceveh iz železovih zlitin. Cevovodi postopoma postajajo neuporabni, spreminjajo se lastnosti izdelkov, pri izdelavi katerih je bila uporabljena voda s primesjo železa.
Kakšna je topnost železa v vodi?
Kemični element, ki je dobil latinsko ime Ferrum, je za aluminijem drugi najbolj razširjen v zemeljski skorji. Na planetu so v velikih količinah nahajališča železovega pirita ali pirita (njegova formula je FeS2). Fero spojine najdemo v kamninah vulkanskega in sedimentnega izvora v obliki hematita, magnezita, rjave železove rude.
Enostavno železo je srebrno siva nodularna kovina, netopna v vodi. Oksidi in hidroksidi, številne železove soli prav tako ne sodelujejo z vodo. O topnosti FeO v vodi razpravljamo v povezavi z njegovo sposobnostjo oksidacije v železov oksid. Ko govorimo o vodni raztopini FeO, mislijo na vsebnost železovih ionov. V nekaterih vodnih virih ta številka doseže 50 ali več miligramov na 1 liter. To je visoka koncentracija, tako pitno vodo je treba prečistiti.
Kako železo pride v naravne vode?
Fizična in kemična erozija vodi do drobljenja, raztapljanja in uničenja kamnin, ki vsebujejo železove spojine. Kot posledica reakcij, ki se odvijajo vnarave, se sprostijo ioni Fe2+ in Fe3+. Oni aktivno sodelujejo v redoks procesih. Dvovalentni ion se oksidira, odda elektron in postane trikrat nabit. Topnost železa v vodi je prisotnost kationa Fe2+. Kot rezultat reakcij, ki potekajo v raztopini, dobimo različne soli. Med njimi so topni, kot so sulfati, in netopni (sulfidi, karbonati). Ko je taka voda brez železa, topna oblika postane netopna, nastanejo kosmiči, ki se oborijo. Železovo železo se oksidira v trivalentno v prisotnosti kisika ali drugih oksidantov (ozon, klor).
Transformacije ionov sčasoma vodijo do pojava rjave rje, odporne na nadaljnjo oksidacijo, njeno pogojno sestavo lahko predstavimo takole: Fe2O3 • nH2O. Delci Fe3+ so del kompleksnih anorganskih in organskih snovi, ki jih najdemo v površinskih vodah.
Ali je vsebnost fero spojin v naravnih vodah enaka?
Koncentracije kemičnega elementa in vrste železa v vodi so odvisne od kamninske sestave zemeljske skorje in stanja različnih virov. Sočasno so lahko prisotne dvovalentne in trivalentne železove spojine, organske oblike, kot so železove bakterije in koloidne snovi (topne in netopne).
Če obstajajo nahajališča sulfatnih rud, je večja verjetnost, da bo železo v visokih koncentracijah. Topnost v vodifero spojin narašča s temperaturo v bližini območij vulkanizma. Vsebnost železa v rekah in jezerih je višja, če pride do odvajanja odpadne vode iz metalurških in kemičnih obratov.
Kako očistiti vodo iz železa?
Reagentne in nereagentne metode se uporabljajo za odstranjevanje fero spojin. Osnova večine procesov je oksidacija dvovalentnega iona v trivalentni kation. Enako ravnajo z drugimi nečistočami v vodi – pretvorijo se v netopne spojine in odstranijo s filtrom. Delovanje večine industrijskih naprav temelji na tem principu.
Kakšna je topnost železa v vodi, določena z instrumenti. Nato se izvede odstranitev železa s kemičnimi reagenti: kisik, klor, ozon, kalijev permanganat, vodikov peroksid. Potekajo kemične oksidacijske reakcije in nastane netopna oborina. Ne samo, da ga je mogoče filtrirati, ampak tudi odstraniti po usedanju z dekantacijo (odcedite čisto vodo iz usedline). Med ozoniranjem in kloriranjem poteka dezinfekcija (dezinfekcija) hkrati. Menijo, da je uporaba ozona bolj obetavna metoda, saj je klor nevaren za zdravje ljudi.
Kateri so načini za odstranjevanje železa iz majhnih količin vode?
Doma lahko uporabite vodikov peroksid in kalijev permanganat iz zgornjih reagentov. Kako očistiti vodo iz železa, če želite v kratkem času dobiti majhno količino? Ko peroksid dodamo vodi,sedimentni kosmiči. Počakati je treba, da se usede na dno posode in izprazni vodo, ali pa jo spustimo skozi navaden vrč. Ta prečiščena voda je primerna za pitje in kuhanje.
V zvezi z organskimi oblikami železa so zgornje metode neučinkovite. Zgoraj omenjeni reagenti ne poravnajo koloidnih delcev dovolj hitro.
Ionska izmenjava in kataliza - metode odstranjevanja železa z vodo
Obstajajo avtonomne naprave, ki delujejo na principih katalize, ionske izmenjave. Naprave se uporabljajo za čiščenje vode v malih industrijskih podjetjih in kočah.
Železo po katalitski metodi odstranimo s posebnim zasipom, izdelanim iz naravnih in sintetičnih surovin. Filter za odmrzovanje vode je kovinska posoda. V notranjosti se napolni zapolnitev in skozi njo prehaja voda. Snov je katalizator za oksidacijo železovega železa, ki ga iz različnih oblik pretvori v netopno stanje.
Pri odstranjevanju železa z ionsko izmenjavo se uporabljajo kationski izmenjevalci, pridobljeni iz ionsko izmenjevalnih smol, kot je zeolit (mineral). V zadnjih letih se je začela proizvodnja sintetičnih izdelkov za odstranjevanje železa iz vode z ionsko izmenjavo.
Zakaj potrebujemo alternativo reagentom?
Kemikalije se uporabljajo dolgo časa, če je v vodi ta škodljiva nečistoča - železo. Vrste železa so različne, zato morate poiskati najboljšo rešitev, metodo, primerno za čiščenje vodeiz določenega vira, za katerega so bile ugotovljene oblike in koncentracije železa.
Kloriranje je preteklost, ta metoda negativno vpliva na kakovost vode in javno zdravje. Prezračevanje ali obogatitev vode z zrakom je metoda praktično brez slabosti. Kisik prehaja skozi vodo, železo se oksidira, netopne oborinske kosmiče pa lahko odstranimo s filtracijo ali usedanjem.
Odstranjevanje železa poteka brez kemičnih reagentov - z elektrokemično metodo. Dve elektrodi sta potopljeni v posodo z vodo, ki jo je treba očistiti. Negativna elektroda - katoda - privlači in zadržuje pozitivno nabite železove ione, ne glede na njihovo obliko. Druga nereagentna metoda je uporaba posebnih membran.
Vsaka od zgornjih metod nima le prednosti, ampak tudi slabosti. Izbira metode je odvisna od oblike, v kateri je železo prisotno v vodi.
