Železo je ve vodě přítomno ve formě dvojmocných a trojmocných iontů. Jak vyčistit pitné a technické tekutiny od těchto nečistot? Naléhavý problém pro běžnou rodinu a velký podnik. Zvažte důvody, na kterých závisí rozpustnost železa ve vodě, formy znečišťujících látek, metody odstraňování ferosloučenin.
Proč je voda z kohoutku žlutá a hnědá?
Sloučeniny železa dodávají vodě nažloutlou barvu, často se objevuje nepříjemná pachuť, můžete zaznamenat znečištění ve formě hnědých vloček. Těmito jevy je zhoršování organoleptických vlastností pitné vody. Změna barvy je to, čemu spotřebitelé vody věnují pozornost především. Navíc to má důsledky pro lidské zdraví. Konzumace nekvalitní vody z vodovodu, která obsahuje železo, negativně ovlivňuje stav jater, zubů, celého trávicího traktu, kůže a vlasů.
Rozpustnost ve vodě se vysvětluje nejen interakcí ferosloučenin ze složení hornin s jinými látkami v přírodě. vycházíkoncentrace iontů Fe2+ a Fe3+ v důsledku procesu koroze, který se neustále vyskytuje ve vodovodních zařízeních a potrubích vyrobených ze slitin železa. Potrubí se postupně stávají nepoužitelnými, mění se vlastnosti výrobků, při jejichž výrobě byla použita voda s příměsí železa.
Jaká je rozpustnost železa ve vodě?
Chemický prvek, který dostal latinský název Ferrum, je po hliníku druhým nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře. Ve velkém množství na planetě jsou ložiska pyritu nebo pyritu (jeho vzorec je FeS2). Ferrosloučeniny se nacházejí v horninách vulkanického a sedimentárního původu ve formě hematitu, magnezitu, hnědé železné rudy.
Jednoduchá látka železo je stříbrošedý tvárný kov, nerozpustný ve vodě. Oxidy a hydroxidy, mnohé soli železa také neinteragují s vodou. O rozpustnosti FeO ve vodě se diskutuje v souvislosti s jeho schopností oxidovat na oxid železitý. Když mluvíme o vodném roztoku FeO, mají na mysli obsah železnatých iontů. V některých vodních zdrojích toto číslo dosahuje 50 nebo více miligramů na 1 litr. Toto je vysoká koncentrace, taková pitná voda by se měla čistit.
Jak se železo dostává do přírodních vod?
Fyzikální a chemická eroze vede k drcení, rozpouštění a ničení hornin obsahujících sloučeniny železa. V důsledku reakcí probíhajících vpřírodě se uvolňují ionty Fe2+ a Fe3+. jsou aktivně zapojeni do redoxních procesů. Dvojmocný iont se oxiduje, daruje elektron a trojnásobně se nabije. Rozpustnost železa ve vodě je přítomnost kationtu Fe2+. V důsledku reakcí probíhajících v roztoku se získají různé soli. Mezi nimi jsou rozpustné, jako jsou sírany, a nerozpustné (sulfidy, uhličitany). Když taková voda neobsahuje železo, rozpustná forma se stává nerozpustnou, tvoří se vločky, které se vysrážejí. Železné železo se oxiduje na trojmocné v přítomnosti kyslíku nebo jiných oxidačních činidel (ozon, chlór).
Transformace iontů nakonec vedou ke vzniku hnědé rzi odolné další oxidaci, její podmíněné složení může být reprezentováno následovně: Fe2O3 • nH2O. Částice Fe3+ jsou součástí komplexních anorganických a organických látek nacházejících se v povrchových vodách.
Je obsah ferosloučenin v přírodních vodách stejný?
Koncentrace chemického prvku a druhy železa ve vodě závisí na horninovém složení zemské kůry a na stavu různých zdrojů. Současně mohou být přítomny dvojmocné a trojmocné sloučeniny železa, organické formy jako bakterie železa a koloidní látky (rozpustné a nerozpustné).
Pokud existují ložiska síranových rud, je pravděpodobnější, že železité železo bude přítomno ve vysokých koncentracích. Rozpustnost ve voděFerosloučeniny se zvyšují s teplotou v blízkosti oblastí vulkanismu. Obsah železa v řekách a jezerech je vyšší, pokud dochází k vypouštění odpadních vod z metalurgických a chemických závodů.
Jak vyčistit vodu od železa?
K odstranění ferosloučenin se používají reagenční a nereagenční metody. Základem většiny procesů je oxidace dvojmocného iontu na trojmocný kationt. Totéž dělají s ostatními nečistotami ve vodě – přeměňují se na nerozpustné sloučeniny a odstraňují se filtrem. Na tomto principu je založen provoz většiny průmyslových zařízení.
Jaká je rozpustnost železa ve vodě, určená pomocí přístrojů. Poté se provádí odstranění železa chemickými činidly: kyslík, chlór, ozón, manganistan draselný, peroxid vodíku. Probíhají chemické oxidační reakce a vzniká nerozpustná sraženina. Lze ji nejen filtrovat, ale i odstranit po usazení dekantací (vypustit čistou vodu ze sedimentu). Při ozonizaci a chloraci dochází současně k dezinfekci (dezinfekci). Předpokládá se, že použití ozónu je slibnější metodou, protože chlór je nebezpečný pro lidské zdraví.
Jaké jsou způsoby, jak odstranit železo z malých objemů vody?
Z výše uvedených činidel lze doma použít peroxid vodíku a manganistan draselný. Jak vyčistit vodu od železa, pokud chcete získat malé množství v krátkém čase? Když se peroxid přidá do vody,vločky sedimentu. Je nutné počkat, až se usadí na dně nádoby a vypustit vodu, nebo ji nechat projít běžným džbánovým filtrem. Tato čištěná voda je vhodná k pití a vaření.
Ve vztahu k organickým formám železa jsou výše uvedené metody neúčinné. Výše uvedená činidla neusazují koloidní částice dostatečně rychle.
Iontová výměna a katalýza – vodní metody odstraňování železa
Existují autonomní zařízení fungující na principech katalýzy, iontové výměny. Zařízení se používají k čištění vody v malých průmyslových podnicích a chatách.
Železo se katalytickou metodou odstraňuje pomocí speciálního zásypu vyrobeného z přírodních a syntetických surovin. Filtr pro odželeznění vody je kovová nádoba. Uvnitř je umístěn zásyp a voda prochází skrz. Látka je katalyzátorem oxidace železnatého železa, převádí jej do nerozpustného stavu z různých forem.
Při odstraňování železa s iontoměničem se používají katexy, získané z iontoměničových pryskyřic, jako je zeolit (minerál). V posledních letech byla zahájena výroba syntetických produktů pro odstraňování vodního železa pomocí iontové výměny.
Proč potřebujeme alternativu k činidlům?
Chemikálie se používají dlouhodobě, pokud je ve vodě tato škodlivá nečistota – železo. Druhy železa jsou různé, takže je třeba hledat nejlepší řešení, metodu vhodnou pro čištění vodyze specifického zdroje, pro který byly stanoveny formy a koncentrace železa.
Chlorace je minulostí, tato metoda nepříznivě ovlivňuje kvalitu vody a veřejné zdraví. Provzdušňování nebo obohacování vody vzduchem je metoda prakticky bez nevýhod. Vodou prochází kyslík, železo se oxiduje a vločky nerozpustné sraženiny lze odstranit filtrací nebo usazením.
Odstraňování železa se provádí bez chemických činidel – pomocí elektrochemické metody. Dvě elektrody jsou ponořeny do nádoby s vodou, která se má vyčistit. Záporná elektroda - katoda - přitahuje a drží kladně nabité ionty železa v jakékoli formě. Další nereagenční metodou je použití speciálních membrán.
Každá z výše uvedených metod má nejen výhody, ale i nevýhody. Výběr metody závisí na formě, ve které je železo ve vodě přítomno.
