IJzer is aanwezig in water in de vorm van tweewaardige en driewaardige ionen. Hoe drink- en technische vloeistoffen van deze verontreinigingen te reinigen? Een urgent probleem voor een gewoon gezin en een grote onderneming. Denk aan de redenen waarvan de oplosbaarheid van ijzer in water afhangt, de vormen van verontreinigende stoffen, methoden voor het verwijderen van ijzerverbindingen.
Waarom is kraanwater geel en bruin?
IJzerverbindingen geven het water een gelige kleur, vaak is er een onaangename nasmaak, vervuiling kun je merken in de vorm van bruine vlokken. Deze verschijnselen zijn de verslechtering van de organoleptische eigenschappen van drinkwater. Kleurverandering is waar waterconsumenten in de eerste plaats op letten. Daarnaast zijn er gevolgen voor de menselijke gezondheid. De consumptie van kraanwater van slechte kwaliteit, dat ijzer bevat, heeft een negatieve invloed op de conditie van de lever, tanden, het gehele maagdarmkanaal, huid en haar.
Oplosbaarheid in water wordt niet alleen verklaard door de interactie van ferroverbindingen uit de samenstelling van gesteenten met andere stoffen in de natuur. stijgtde concentratie van Fe2+ en Fe3+ ionen als gevolg van het corrosieproces dat constant plaatsvindt in watertoevoerinrichtingen en leidingen gemaakt van ijzerlegeringen. Pijpleidingen worden stilaan onbruikbaar, de eigenschappen van producten, bij de productie waarvan water met een bijmenging van ijzer werd gebruikt, veranderen.
Wat is de oplosbaarheid van ijzer in water?
Het scheikundige element, dat de Latijnse naam Ferrum heeft gekregen, is na aluminium het meest voorkomende element in de aardkorst. In grote hoeveelheden op de planeet zijn er afzettingen van ijzerpyriet of pyriet (de formule is FeS2). Ferroverbindingen worden aangetroffen in gesteenten van vulkanische en sedimentaire oorsprong in de vorm van hematiet, magnesiet, bruin ijzererts.
De eenvoudige stof ijzer is een zilvergrijs ductiel metaal, onoplosbaar in water. Oxiden en hydroxiden, veel ijzerzouten hebben ook geen interactie met water. De oplosbaarheid van FeO in water wordt besproken in verband met het vermogen om te oxideren tot ijzeroxide. Als we het hebben over een waterige oplossing van FeO, bedoelen ze het geh alte aan ijzerionen. In sommige waterbronnen bereikt dit cijfer 50 of meer milligram per 1 liter. Dit is een hoge concentratie, dergelijk drinkwater dient gezuiverd te worden.
Hoe komt ijzer in natuurlijke wateren?
Fysieke en chemische erosie leidt tot het verbrijzelen, oplossen en vernietigen van gesteenten die ijzerverbindingen bevatten. Als gevolg van de reacties die plaatsvinden innatuur komen de ionen Fe2+ en Fe3+ vrij. Ze zijn actief betrokken bij redoxprocessen. Het tweewaardige ion wordt geoxideerd, doneert een elektron en wordt drievoudig geladen. De oplosbaarheid van ijzer in water is de aanwezigheid van het kation Fe2+. Door de reacties die in de oplossing plaatsvinden, worden verschillende zouten verkregen. Onder hen zijn oplosbaar, zoals sulfaten, en onoplosbaar (sulfiden, carbonaten). Wanneer dergelijk water ijzervrij is, wordt de oplosbare vorm onoplosbaar, er ontstaan vlokken die neerslaan. IJzerhoudend ijzer wordt tot driewaardig geoxideerd in aanwezigheid van zuurstof of andere oxidatiemiddelen (ozon, chloor).
Transformaties van ionen leiden uiteindelijk tot het verschijnen van bruine roest die bestand is tegen verdere oxidatie. De voorwaardelijke samenstelling kan als volgt worden weergegeven: Fe2O3 • nH2O. Deeltjes Fe3+ maken deel uit van de complexe anorganische en organische stoffen die in oppervlaktewateren worden aangetroffen.
Is het geh alte aan ferroverbindingen in natuurlijke wateren hetzelfde?
Concentraties van een chemisch element en soorten ijzer in water zijn afhankelijk van de gesteentesamenstelling van de aardkorst en de toestand van verschillende bronnen. Tweewaardige en driewaardige ijzerverbindingen, organische vormen zoals ijzerbacteriën en colloïdale stoffen (oplosbaar en onoplosbaar) kunnen tegelijkertijd aanwezig zijn.
Als er afzettingen van sulfaatertsen zijn, is het waarschijnlijker dat ferro-ijzer in hoge concentraties aanwezig zal zijn. oplosbaarheid in waterferroverbindingen nemen toe met de temperatuur in de buurt van vulkanische gebieden. Het ijzergeh alte in rivieren en meren is hoger als er afvalwater van metallurgische en chemische fabrieken wordt geloosd.
Hoe water uit ijzer te zuiveren?
Reagens- en niet-reagensmethoden worden gebruikt om ferroverbindingen te verwijderen. De basis van de meeste processen is de oxidatie van een tweewaardig ion tot een driewaardig kation. Ze doen hetzelfde met andere onzuiverheden in water - ze worden omgezet in onoplosbare verbindingen en verwijderd met een filter. De werking van de meeste industriële installaties is gebaseerd op dit principe.
Wat is de oplosbaarheid van ijzer in water, bepaald met instrumenten. Vervolgens wordt ijzerverwijdering uitgevoerd met chemische reagentia: zuurstof, chloor, ozon, kaliumpermanganaat, waterstofperoxide. Er vinden chemische oxidatiereacties plaats en een onoplosbaar neerslag wordt verkregen. Het kan niet alleen worden gefilterd, maar ook worden verwijderd na bezinking door decanteren (schoon water uit het sediment afvoeren). Tijdens ozonisatie en chlorering vindt gelijktijdig de desinfectie (desinfectie) plaats. Er wordt aangenomen dat het gebruik van ozon een veelbelovende methode is, omdat chloor gevaarlijk is voor de menselijke gezondheid.
Wat zijn de manieren om ijzer uit kleine hoeveelheden water te verwijderen?
Thuis kunnen waterstofperoxide en kaliumpermanganaat uit bovenstaande reagentia worden gebruikt. Hoe water van ijzer te zuiveren, als je in korte tijd een kleine hoeveelheid wilt krijgen? Wanneer peroxide aan water wordt toegevoegd,sediment vlokken. Het is noodzakelijk om te wachten tot het op de bodem van de container is gezakt en het water af te tappen, of het door een gewoon kanfilter te leiden. Dit gezuiverde water is geschikt om te drinken en te koken.
Met betrekking tot organische vormen van ijzer zijn de bovenstaande methoden niet effectief. De bovengenoemde reagentia zetten colloïdale deeltjes niet snel genoeg af.
Ionenuitwisseling en katalyse - methoden voor het verwijderen van ijzer in water
Er zijn autonome installaties die werken volgens de principes van katalyse, ionenuitwisseling. De apparaten worden gebruikt om water te zuiveren in kleine industriële ondernemingen en huisjes.
IJzer in de katalytische methode wordt verwijderd met behulp van een speciale opvulling die is gemaakt van natuurlijke en synthetische grondstoffen. Het filter voor het ontijzeren van water is een metalen bak. Opvulling wordt binnen geplaatst en water wordt doorgelaten. De stof is een katalysator voor de oxidatie van ferro-ijzer en zet het in verschillende vormen om in een onoplosbare toestand.
Bij de verwijdering van ijzer met ionenuitwisseling worden kationenwisselaars gebruikt, verkregen uit ionenuitwisselingsharsen, zoals zeoliet (mineraal). In de afgelopen jaren is de productie van synthetische producten voor het verwijderen van ijzer uit water door ionenuitwisseling gelanceerd.
Waarom hebben we een alternatief voor reagentia nodig?
Chemische stoffen worden lange tijd gebruikt als er sprake is van deze schadelijke onzuiverheid - ijzer in water. Soorten ijzer zijn verschillend, dus je moet op zoek naar de beste oplossing, een methode die geschikt is voor waterzuiveringuit een specifieke bron waarvoor vormen en concentraties van ijzer zijn vastgesteld.
Chloreren behoort tot het verleden, deze methode heeft een negatief effect op de waterkwaliteit en de volksgezondheid. Beluchten of verrijken van water met lucht is een methode die praktisch geen nadelen heeft. Zuurstof wordt door het water geleid, ijzer wordt geoxideerd en onoplosbare neerslagvlokken kunnen worden verwijderd door filtratie of bezinking.
IJzerverwijdering wordt uitgevoerd zonder chemische reagentia - met behulp van de elektrochemische methode. Twee elektroden worden ondergedompeld in een te reinigen bak met water. De negatieve elektrode - de kathode - trekt positief geladen ijzerionen aan en houdt ze vast, in welke vorm dan ook. Een andere niet-reagensmethode is het gebruik van speciale membranen.
Elk van de bovenstaande methoden heeft niet alleen voordelen, maar ook nadelen. De keuze van de methode hangt af van de vorm waarin het ijzer in het water aanwezig is.
