Разтворимостта на желязо във вода. Как да се чисти вода от желязо?

Желязото присъства във вода под формата на дву- и тривалентни йони. Как да почистите питейната и техническата течност от тези замърсители? Реален проблем за обикновеното семейство и едно голямо предприятие. Нека да разгледаме причините, по които зависи зависимостта от разтворимостта на желязо във вода, формите на замърсителите, как да се отстранят феросъединенията.

Защо водата от чешмата е жълта и кафява?

Съединения на желязото дава на водата жълтеникав цвят, често има неприятен послевкус, можете да забележите замърсяване под формата на кафяви люспи. Изброените феномени са влошаване на органолептичните свойства на питейната вода. Промяната на цвета е нещо, на което потребителите на водата най-напред обръщат внимание. Освен това има последствия за човешкото здраве. Отрицателно се отразява на черния дроб, зъбите, целия стомашно-чревен тракт, консумацията на кожата и косата на лоша вода от чешмата, в която има желязо.

Разтворимостта във водата се обяснява не само чрез взаимодействието на феросъединенията от скалния състав с други вещества в природата. Концентрацията на Fe йони се увеличава²⁺ и Fe³⁺ поради корозионния процес, който се извършва непрекъснато в апаратурата и водопроводните тръби, направени от железни сплави. Тръбопроводите постепенно стават неизползваеми, свойствата на продуктите се променят, при производството на които се използва вода с добавка на желязо.

Каква е разтворимостта на желязо във вода?

Химическият елемент, на който е дадено латинското име Ferrum, е вторият по често срещан алуминий в земната кора. В големи количества на планетата има находища железни пирити или пирит (неговата формула е FeS₂₎. Феросъединенията се намират в скали с вулканичен и седиментен произход под формата на хематит, магнезит, кафява желязна руда.

Проста субстанция е желязото - сребристосив пластмасов метал, неразтворим във вода. Оксиди и хидроксиди, много железни соли също не взаимодействат с водата. Разтворимостта на FeO във вода се обсъжда във връзка с неговата способност да се окислява до железен оксид. Когато говорим за воден разтвор на FeO, имаме предвид съдържанието на железни йони. В някои водни източници този индикатор достига 50 или повече милиграма на литър. Това е висока концентрация, като питейна вода трябва да се почисти.

Как желязото се влива в естествените води?

Физико-химичната ерозия води до раздробяване, разпадане и разрушаване на скали, съдържащи железни съединения. В резултат на реакциите, възникващи в природата, Fe йони²⁺ и Fe³⁺. теактивно участват в процесите на намаляване на окисляването. Двувалентният йон се окислява, дава електрона и се зарежда трикратно. Разтворимостта на желязо във вода е наличието на Fe²⁺. В резултат на реакциите, които се появяват в разтвора, се получават различни соли. Сред тях са разтворими, например сулфати, и неразтворими (сулфиди, карбонати). Когато се отделя такава вода, разтворимата форма преминава в неразтворима форма и във формата на утайката се образуват флокули. Двувалентното желязо се окислява до тривалентно желязо в присъствието на кислород или други окислители (озон, хлор).

Трансформацията на йоните в крайна сметка води до появата на кафява ръжда, която е стабилна за по-нататъшно окисляване, условният й състав може да бъде представен в следната форма: Fe₂О₃ • nH₂О. Частиците на Fe³⁺ са част от сложните неорганични и органични вещества, които се срещат в повърхностните води.

Съдържанието на феро съединения в естествените води е идентично?

Концентрациите на химичния елемент и видовете желязо във водата зависят от скалната композиция на земната кора и състоянието на различни източници. Същевременно могат да присъстват дву- и тривалентни железни съединения, органични форми, като черни бактерии и колоидни вещества (разтворими и неразтворими).

Ако има отлагания на сулфатни руди, тогава е по-вероятно железното желязо да присъства във високи концентрации. Разтворимостта във вода на феро съединенията се увеличава с температурата близо до вулканичните райони. В реките и езерата съдържанието на желязо е по-високо, ако има изхвърляне на отпадъчни води от металургични и химически заводи.

Как да се чисти вода от желязо?

За отстраняване на феросъединенията се използват реактивни и не-реагентни методи. Основата на повечето процеси е окислението на двувалентен йон до тривалентен катион. По същия начин, с други примеси във водата, те се прехвърлят в неразтворими съединения и се отстраняват с филтър. Този принцип се основава на работата на повечето промишлени инсталации.

Каква е разтворимостта на желязо във вода се определя с помощта на инструменти. След това се отлагат с химически реагенти: кислород, хлор, озон, калиев перманганат, водороден прекис. Има химични реакции на окисление и се получава неразтворима утайка. Тя може не само да бъде филтрирана, но и да бъде отстранена след утаяване чрез декантиране (изтичане на чиста вода от утайката). По време на озониране и хлориране се извършва едновременно дезактивация (дезинфекция). Смята се, че използването на озон е по-обещаващ метод, защото хлорът е опасен за човешкото здраве.

Какви са начините за отлагане на малки количества вода?

В домашни условия водороден пероксид и манган могат да се използват от горепосочените реагенти. Как да се чисти вода от желязо, ако искате да получите малко количество в кратък период от време? Когато пероксидът се добавя към водата, утайките от утайката падат. Необходимо е да се изчака да потъне до дъното на резервоара и да изтече водата или да го премине през обичайното филтър на кана. Такава замърсена вода е подходяща за пиене и готвене.

По отношение на органичните форми на желязо, тези методи са неефективни. Горепосочените реагенти не утаяват достатъчно бързо колоидните частици.

Йонообмен и катализ - методи за обезводняване на водата

Има автономни инсталации, работещи на принципите на катализ, йонен обмен. Устройствата се използват за пречистване на водата в малки промишлени предприятия и в къщи.

Желязото в каталитичния процес се отстранява посредством специална запълваща система, произведена от естествени и синтетични суровини. Филтър за обезводняване на водата е метален контейнер. Вътре поставете резервоара и оставете водата да тече. Веществото е катализатор за окисляването на черно желязо, което го превръща в неразтворимо състояние от различни форми.

В йонообменното очистване се използват катионобменници, получени от смоли-йонообменници, например зеолит (минерал). През последните години е създадено производство на синтетични продукти за обезводняване на водата чрез йонен обмен.

Защо се нуждаем от алтернатива на реагентите?

Използват се храносмилателни вещества, ако има това вредно примес - желязо във вода. Видовете желязо са различни, така че трябва да потърсите оптималното решение, метод, подходящ за пречистване на вода от определен източник, за който са монтирани форми и концентрации на желязо.

Хлорирането е нещо от миналото, като по този начин влияе неблагоприятно върху качеството на водата и здравето на населението. Аерирането или обогатяването на водата с въздух е метод, практически лишен от недостатъци. Кислородът преминава през водата, желязото се окислява, а неразтворимите люспи от утайката могат да се отстранят чрез филтриране или утаяване.

Отстраняването на желязо се извършва без химически реагенти - използвайки електрохимичния метод. Двата електрода се потапят в контейнер с вода, който се нуждае от почистване. Отрицателният електрод, катодът, привлича и задържа позитивно заредените железни йони, без значение в каква форма. Друг метод без реагенти 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.