Fierul este prezent în apă sub formă de ioni bivalenți și trivalenți. Cum să curățați lichidele de băut și tehnice de acești contaminanți? O problemă urgentă pentru o familie obișnuită și o întreprindere mare. Luați în considerare motivele de care depinde solubilitatea fierului în apă, formele poluanților, metodele de îndepărtare a ferocompușilor.
De ce apa de la robinet este galbenă și maro?
Compușii de fier dau apei o culoare gălbuie, adesea există un postgust neplăcut, se poate observa poluare sub formă de fulgi maro. Aceste fenomene sunt deteriorarea proprietăților organoleptice ale apei potabile. Schimbarea culorii este ceea ce consumatorii de apă acordă atenție în primul rând. În plus, există implicații pentru sănătatea umană. Consumul de apă de la robinet de proastă calitate, care conține fier, afectează negativ starea ficatului, a dinților, a întregului tract gastro-intestinal, a pielii și a părului.
Solubilitatea în apă se explică nu numai prin interacțiunea ferocompușilor din compoziția rocilor cu alte substanțe din natură. se ridicăconcentrația ionilor Fe2+ și Fe3+ din cauza procesului de coroziune care are loc constant în dispozitivele de alimentare cu apă și conductele din aliaje de fier. Conductele devin treptat inutilizabile, proprietățile produselor, în producția cărora s-a folosit apă cu un amestec de fier, se schimbă.
Care este solubilitatea fierului în apă?
Elementul chimic, căruia i s-a dat numele latin Ferrum, este al doilea cel mai abundent în scoarța terestră după aluminiu. În cantități mari pe planetă există zăcăminte de pirit sau pirit de fier (formula sa este FeS2). Compușii fero se găsesc în rocile de origine vulcanică și sedimentară sub formă de hematită, magneză, minereu de fier brun.
Sustanța simplă fier este un metal ductil de culoare gri-argintie, insolubil în apă. Oxizii și hidroxizii, multe săruri de fier, de asemenea, nu interacționează cu apa. Solubilitatea FeO în apă este discutată în legătură cu capacitatea sa de a se oxida la oxid feric. Când vorbim despre o soluție apoasă de FeO, se referă la conținutul de ioni feroși. În unele surse de apă, această cifră ajunge la 50 sau mai multe miligrame pe 1 litru. Aceasta este o concentrație mare, astfel de apă potabilă trebuie purificată.
Cum ajunge fierul în apele naturale?
Eroziunea fizică și chimică duce la zdrobirea, dizolvarea și distrugerea rocilor care conțin compuși de fier. Ca urmare a reacțiilor care au avut loc înnatura, ionii Fe2+ și Fe3+ sunt eliberați. Ei sunt implicați activ în procesele redox. Ionul divalent este oxidat, donează un electron și devine triplu încărcat. Solubilitatea fierului în apă este prezența cationului Fe2+. Ca rezultat al reacțiilor care au loc în soluție, se obțin diferite săruri. Printre acestea se numără solubile, cum ar fi sulfații, și insolubile (sulfuri, carbonați). Când o astfel de apă este lipsită de fier, forma solubilă devine insolubilă, se formează fulgi care precipită. Fierul feros este oxidat la trivalent în prezența oxigenului sau a altor agenți oxidanți (ozon, clor).
Transformările ionilor conduc în cele din urmă la apariția ruginii brune rezistente la oxidarea ulterioară, compoziția sa condiționată poate fi reprezentată astfel: Fe2O3 • nH2O. Particulele Fe3+ fac parte din substanțele anorganice și organice complexe găsite în apele de suprafață.
Conținutul de ferocompuși din apele naturale este același?
Concentrațiile unui element chimic și tipurile de fier în apă depind de compoziția rocii a scoarței terestre și de starea diferitelor surse. Compușii de fier bivalenți și trivalenti, forme organice precum bacteriile de fier și substanțele coloidale (solubile și insolubile) pot fi prezente în același timp.
Dacă există depozite de minereuri sulfatate, este mai probabil ca fierul feros să fie prezent în concentrații mari. Solubilitate in apaferocompușii crește cu temperatura în apropierea zonelor de vulcanism. Conținutul de fier din râuri și lacuri este mai mare dacă există o deversare de ape uzate din uzinele metalurgice și chimice.
Cum se purifică apa din fier?
Metode cu reactiv și non-reactiv sunt utilizate pentru a îndepărta ferocompușii. Baza majorității proceselor este oxidarea unui ion divalent la un cation trivalent. Ei fac același lucru cu alte impurități din apă - sunt transformați în compuși insolubili și îndepărtați cu un filtru. Funcționarea majorității instalațiilor industriale se bazează pe acest principiu.
Care este solubilitatea fierului în apă, determinată cu ajutorul instrumentelor. Apoi îndepărtarea fierului se efectuează cu reactivi chimici: oxigen, clor, ozon, permanganat de potasiu, peroxid de hidrogen. Au loc reacții chimice de oxidare și se obține un precipitat insolubil. Poate fi nu numai filtrat, ci și îndepărtat după decantare prin decantare (scurgeți apa curată din sediment). În timpul ozonării și clorării, dezinfecția (dezinfectia) are loc simultan. Se crede că utilizarea ozonului este o metodă mai promițătoare, deoarece clorul este periculos pentru sănătatea umană.
Care sunt modalitățile de a elimina fierul din cantități mici de apă?
Acasă, peroxidul de hidrogen și permanganatul de potasiu pot fi folosite din reactivii de mai sus. Cum să purificați apa din fier, dacă doriți să obțineți o cantitate mică într-un timp scurt? Când peroxidul este adăugat în apă,fulgi de sedimente. Este necesar să așteptați ca acesta să se așeze pe fundul recipientului și să scurgeți apa sau să o treceți printr-un filtru de ulcior obișnuit. Această apă purificată este potrivită pentru băut și gătit.
În raport cu formele organice de fier, metodele de mai sus sunt ineficiente. Acei reactivi menționați mai sus nu depun particulele coloidale suficient de repede.
Schimb de ioni și cataliză - metode de îndepărtare a fierului în apă
Există instalații autonome care funcționează pe principiile catalizei, schimbului de ioni. Dispozitivele sunt folosite pentru purificarea apei în întreprinderile industriale mici și în cabane.
Fierul prin metoda catalitică este îndepărtat folosind un rambleu special produs din materii prime naturale și sintetice. Filtrul pentru deferizarea apei este un recipient metalic. Umplerea este plasată în interior și trece apa. Substanța este un catalizator pentru oxidarea fierului feros, transformându-l într-o stare insolubilă sub diferite forme.
În îndepărtarea fierului schimbător de ioni se folosesc schimbătoare de cationi, obținute din rășini schimbătoare de ioni, precum zeolitul (mineral). În ultimii ani, a fost lansată producția de produse sintetice pentru îndepărtarea fierului prin apă prin schimb ionic.
De ce avem nevoie de o alternativă la reactivi?
Chimicalele sunt folosite mult timp dacă există această impuritate dăunătoare - fierul în apă. Tipurile de fier sunt diferite, așa că trebuie să cauți cea mai bună soluție, o metodă potrivită pentru purificarea apeidintr-o sursă specifică pentru care s-au stabilit forme și concentrații de fier.
Clorarea este de domeniul trecutului, această metodă afectează negativ calitatea apei și sănătatea publică. Aerarea sau îmbogățirea apei cu aer este o metodă practic lipsită de dezavantaje. Oxigenul este trecut prin apă, fierul este oxidat, iar fulgii de precipitat insolubil pot fi îndepărtați prin filtrare sau decantare.
Îndepărtarea fierului se realizează fără reactivi chimici - folosind metoda electrochimică. Doi electrozi sunt scufundați într-un recipient cu apă pentru a fi curățați. Electrodul negativ - catodul - atrage și reține ionii de fier încărcați pozitiv, indiferent de forma lor. O altă metodă non-reactivă este utilizarea membranelor speciale.
Fiecare dintre metodele de mai sus are nu numai avantaje, ci și dezavantaje. Alegerea metodei depinde de forma în care fierul este prezent în apă.
