Желязото присъства във водата под формата на двувалентни и тривалентни йони. Как да почистим питейните и технически течности от тези замърсители? Неотложен проблем за обикновено семейство и голямо предприятие. Помислете за причините, от които зависи разтворимостта на желязото във вода, формите на замърсителите, методите за отстраняване на феросъединения.
Защо чешмяната вода е жълта и кафява?
Съединенията на желязото придават на водата жълтеникав цвят, често има неприятен послевкус, можете да забележите замърсяване под формата на кафяви люспи. Тези явления са влошаване на органолептичните свойства на питейната вода. Промяната на цвета е това, на което потребителите на вода обръщат внимание преди всичко. Освен това има последици за човешкото здраве. Консумацията на некачествена чешмяна вода, която съдържа желязо, се отразява негативно на състоянието на черния дроб, зъбите, целия стомашно-чревен тракт, кожата и косата.
Разтворимостта във вода се обяснява не само с взаимодействието на феросъединенията от състава на скалите с други вещества в природата. се издигаконцентрацията на йони Fe2+ и Fe3+ поради корозионния процес, който непрекъснато протича във водоснабдителните устройства и тръбите, изработени от железни сплави. Тръбопроводите постепенно стават неизползваеми, свойствата на продуктите, при производството на които е използвана вода с примес на желязо, се променят.
Каква е разтворимостта на желязото във вода?
Химическият елемент, получил латинското име Ferrum, е вторият най-разпространен в земната кора след алуминия. В големи количества на планетата има находища на железен пирит или пирит (формулата му е FeS2). Феро съединения се намират в скали с вулканичен и седиментален произход под формата на хематит, магнезит, кафява желязна руда.
Простото желязо е сребристо-сив ковък метал, неразтворим във вода. Оксиди и хидроксиди, много железни соли също не взаимодействат с вода. Разтворимостта на FeO във вода се обсъжда във връзка със способността му да се окислява до железен оксид. Когато се говори за воден разтвор на FeO, те имат предвид съдържанието на железни йони. В някои водоизточници тази цифра достига 50 или повече милиграма на 1 литър. Това е висока концентрация, такава питейна вода трябва да бъде пречистена.
Как желязото попада в естествените води?
Физическата и химическата ерозия води до раздробяване, разтваряне и разрушаване на скали, съдържащи железни съединения. В резултат на реакциите, протичащи вприродата, йоните Fe2+ и Fe3+ се освобождават. Те участват активно в окислително-редукционните процеси. Двувалентният йон се окислява, дарява електрон и става трикратно зареден. Разтворимостта на желязото във вода е наличието на катион Fe2+. В резултат на реакциите, протичащи в разтвора, се получават различни соли. Сред тях са разтворими, като сулфати, и неразтворими (сулфиди, карбонати). Когато такава вода е без желязо, разтворимата форма става неразтворима, образуват се люспи, които се утаяват. Черното желязо се окислява до тривалентно в присъствието на кислород или други окислители (озон, хлор).
Трансформациите на йони в крайна сметка водят до появата на кафява ръжда, устойчива на по-нататъшно окисление, нейният условен състав може да бъде представен по следния начин: Fe2O3 • nH2O. Частиците Fe3+ са част от сложните неорганични и органични вещества, открити в повърхностните води.
Съдържанието на феросъединения в естествените води същото ли е?
Концентрациите на химичен елемент и видовете желязо във водата зависят от скалния състав на земната кора и състоянието на различните източници. Двувалентни и тривалентни съединения на желязото, органични форми като железни бактерии и колоидни вещества (разтворими и неразтворими) могат да присъстват едновременно.
Ако има находища на сулфатни руди, по-вероятно е черното желязо да присъства във високи концентрации. Разтворимост във водаферосъединенията се увеличават с температурата в близост до области на вулканизъм. Съдържанието на желязо в реките и езерата е по-високо, ако има заустване на отпадъчни води от металургични и химически заводи.
Как да пречистим водата от желязо?
Реагентни и нереагентни методи се използват за отстраняване на феросъединения. Основата на повечето процеси е окисляването на двувалентен йон до тривалентен катион. Те правят същото и с други примеси във водата – превръщат се в неразтворими съединения и се отстраняват с филтър. Работата на повечето промишлени инсталации се основава на този принцип.
Каква е разтворимостта на желязото във вода, определена с помощта на инструменти. След това се извършва отстраняване на желязото с химически реагенти: кислород, хлор, озон, калиев перманганат, водороден прекис. Протичат химични реакции на окисление и се получава неразтворима утайка. Може не само да се филтрира, но и да се отстрани след утаяване чрез декантиране (източване на чиста вода от утайката). При озониране и хлориране дезинфекцията (дезинфекцията) се извършва едновременно. Смята се, че използването на озон е по-обещаващ метод, тъй като хлорът е опасен за човешкото здраве.
Какви са начините за премахване на желязо от малки обеми вода?
В домашни условия могат да се използват водороден прекис и калиев перманганат от горните реагенти. Как да пречистите водата от желязо, ако искате да получите малко количество за кратко време? Когато пероксидът се добави към водата,седиментни люспи. Необходимо е да изчакате да се утаи на дъното на контейнера и да източите водата или да я прекарате през обикновен филтър за кана. Тази пречистена вода е подходяща за пиене и готвене.
Във връзка с органичните форми на желязо, горните методи са неефективни. Тези реагенти, споменати по-горе, не утаяват достатъчно бързо колоидни частици.
Йонообмен и катализа - методи за отстраняване на желязо с вода
Има автономни инсталации, работещи на принципите на катализа, йонния обмен. Уредите се използват за пречистване на вода в малки промишлени предприятия и вили.
Желязото при каталитичния метод се отстранява с помощта на специална засипка, произведена от естествени и синтетични суровини. Филтърът за обезмасляване на вода е метален съд. Вътре се поставя запълване и през него се пропуска вода. Веществото е катализатор за окисляването на двувалентното желязо, превръщайки го в неразтворимо състояние от различни форми.
При йонообменно отстраняване на желязо се използват катионообменници, получени от йонообменни смоли, като зеолит (минерал). През последните години стартира производството на синтетични продукти за отстраняване на водно желязо чрез йонообмен.
Защо имаме нужда от алтернатива на реагентите?
Химикалите се използват дълго време, ако има този вреден примес - желязо във водата. Видовете желязо са различни, така че трябва да потърсите най-доброто решение, метод, подходящ за пречистване на водатаот конкретен източник, за който са установени форми и концентрации на желязо.
Хлорирането е нещо от миналото, този метод се отразява неблагоприятно на качеството на водата и общественото здраве. Аерирането или обогатяването на водата с въздух е метод, практически лишен от недостатъци. Кислородът се пропуска през водата, желязото се окислява и неразтворимите люспи от утайката могат да бъдат отстранени чрез филтриране или утаяване.
Отстраняването на желязо се извършва без химически реагенти - с помощта на електрохимичен метод. Два електрода се потапят в съд с вода за почистване. Отрицателният електрод - катодът - привлича и задържа положително заредени железни йони, в каквато и форма да са. Друг метод без реагент е използването на специални мембрани.
Всеки от горните методи има не само предимства, но и недостатъци. Изборът на метод зависи от формата, в която желязото присъства във водата.
