A vízben a vas két- és háromértékű ionok formájában van jelen. Hogyan tisztítsuk meg az ivó- és műszaki folyadékokat ezektől a szennyeződésektől? Sürgős probléma egy hétköznapi család és egy nagy vállalkozás számára. Fontolja meg az okokat, amelyektől függ a vas vízben való oldhatósága, a szennyező anyagok formáit, a ferrovegyületek eltávolításának módszereit.
Miért sárga és barna a csapvíz?
A vasvegyületek sárgás színt adnak a víznek, gyakran kellemetlen utóíz, barna pelyhek formájában észlelhető szennyeződés. Ezek a jelenségek az ivóvíz érzékszervi tulajdonságainak romlása. A vízfogyasztók elsősorban a színváltozásra figyelnek. Ezen túlmenően az emberi egészségre is kihatással van. A rossz minőségű, vasat tartalmazó csapvíz fogyasztása negatívan befolyásolja a máj, a fogak, az egész gyomor-bél traktus, a bőr és a haj állapotát.
A vízben való oldhatóságot nem csak a kőzetek összetételéből származó ferrovegyületek és a természetben előforduló egyéb anyagok kölcsönhatása magyarázza. emelkedika Fe2+ és Fe3+ ionok koncentrációja a vízellátó berendezésekben és vasötvözetekből készült csövekben folyamatosan fellépő korróziós folyamat következtében. A csővezetékek fokozatosan használhatatlanná válnak, megváltoznak azoknak a termékeknek a tulajdonságai, amelyek előállításához vas-keverékes vizet használtak.
Mi a vas oldhatósága vízben?
A kémiai elem, amely a latin Ferrum nevet kapta, az alumínium után a második legelterjedtebb a földkéregben. A bolygón nagy mennyiségben találhatók vaspirit vagy pirit lerakódások (képlete FeS2). A ferrovegyületek vulkáni és üledékes eredetű kőzetekben találhatók hematit, magnezit, barna vasérc formájában.
Az egyszerű vas anyag egy ezüstszürke gömbgrafitos fém, amely vízben nem oldódik. Az oxidok és hidroxidok, valamint sok vassó szintén nem lép kölcsönhatásba a vízzel. A FeO vízben való oldhatóságát a vas-oxiddá oxidáló képességével kapcsolatban tárgyaljuk. Amikor a FeO vizes oldatáról beszélünk, a vasionok tartalmát értjük. Egyes vízforrásokban ez az érték eléri az 50 vagy több milligrammot 1 literenként. Ez magas koncentráció, ezért az ilyen ivóvizet tisztítani kell.
Hogyan kerül a vas a természetes vizekbe?
A fizikai és kémiai erózió a vasvegyületeket tartalmazó kőzetek összezúzásához, feloldásához és pusztulásához vezet. A ben lezajló reakciók eredményekénttermészet, a Fe2+ és Fe3+ ionok felszabadulnak. Ők aktívan részt vesznek a redox folyamatokban. A kétértékű ion oxidálódik, elektront ad, és háromszoros töltésű lesz. A vas vízben való oldhatósága a Fe2+ kation jelenléte. Az oldatban lezajló reakciók eredményeként különböző sók keletkeznek. Ezek között vannak oldhatóak, például szulfátok, és oldhatatlanok (szulfidok, karbonátok). Ha az ilyen víz vasmentes, az oldható forma oldhatatlanná válik, pelyhek képződnek, amelyek kicsapódnak. A vasvas oxigén vagy más oxidálószer (ózon, klór) jelenlétében háromértékűvé oxidálódik.
Az ionok átalakulása végül a további oxidációval szemben ellenálló barna rozsda megjelenéséhez vezet, ennek feltételes összetétele a következőképpen ábrázolható: Fe2O3 • nH2O. A Fe3+ részecskék a felszíni vizekben található összetett szervetlen és szerves anyagok részét képezik.
A természetes vizek ferrovegyület-tartalma megegyezik?
A vízben lévő kémiai elemek és vasfajták koncentrációja a földkéreg kőzetösszetételétől és a különböző források állapotától függ. Egyszerre lehetnek jelen két- és háromértékű vasvegyületek, szerves formák, például vasbaktériumok és kolloid anyagok (oldható és oldhatatlan).
Ha szulfátérc-lerakódások vannak, akkor valószínűbb, hogy a vas(II) nagy koncentrációban lesz jelen. vízben oldhatóságA ferrovegyületek a hőmérséklettel növekszik a vulkanizmus közelében. A folyók és tavak vastartalma magasabb, ha a kohászati és vegyi üzemek szennyvizei kerülnek kibocsátásra.
Hogyan tisztítsuk meg a vizet a vastól?
Reagens és nem reagens módszereket használnak a ferrovegyületek eltávolítására. A legtöbb folyamat alapja egy kétértékű ion oxidációja három vegyértékű kationná. Ugyanezt teszik a vízben lévő egyéb szennyeződésekkel is - oldhatatlan vegyületekké alakulnak, és szűrővel távolítják el. A legtöbb ipari létesítmény működése ezen az elven alapul.
Mekkora a vas oldhatósága vízben, műszerekkel meghatározva. Ezután a vas eltávolítását kémiai reagensekkel végezzük: oxigén, klór, ózon, kálium-permanganát, hidrogén-peroxid. Kémiai oxidációs reakciók mennek végbe, és oldhatatlan csapadék képződik. Nem csak szűrhető, hanem ülepítés után dekantálással (tiszta vizet ürítünk le az üledékből) eltávolítható. Az ózonozás és a klórozás során a fertőtlenítés (fertőtlenítés) egyszerre történik. Úgy gondolják, hogy az ózon használata ígéretesebb módszer, mivel a klór veszélyes az emberi egészségre.
Milyen módszerekkel távolítsuk el a vasat kis mennyiségű vízből?
Otthon a fenti reagensekből hidrogén-peroxid és kálium-permanganát használható. Hogyan tisztítsuk meg a vizet a vastól, ha rövid időn belül kis mennyiséghez szeretnénk hozzájutni? Ha peroxidot adunk a vízhez,üledékpelyhek. Meg kell várni, amíg leülepszik a tartály aljára, és le kell engedni a vizet, vagy át kell engedni egy szokásos kancsószűrőn. Ez a tisztított víz ivásra és főzésre alkalmas.
A vas szerves formáival kapcsolatban a fenti módszerek hatástalanok. A fent említett reagensek nem választják ki elég gyorsan a kolloid részecskéket.
Ioncsere és katalízis – vízi vaseltávolítási módszerek
Léteznek autonóm létesítmények, amelyek katalízis, ioncsere elvén működnek. Az eszközöket kis ipari vállalkozások és nyaralók víztisztítására használják.
A katalitikus módszerrel végzett vas eltávolítása természetes és szintetikus nyersanyagokból készült speciális feltöltéssel történik. A víz elhalasztására szolgáló szűrő egy fémtartály. Belül töltetet helyeznek el, és vizet engednek át rajta. Az anyag a vas oxidációjának katalizátora, amely különféle formáiból oldhatatlan állapotba hozza azt.
Az ioncserés vaseltávolításnál kationcserélőket használnak, amelyeket ioncserélő gyantából, például zeolitból (ásványi anyagból) nyernek. Az elmúlt években beindult a víz ioncserével történő vaseltávolítására szolgáló szintetikus termékek gyártása.
Miért van szükségünk a reagensek alternatívájára?
A vegyszereket sokáig használjuk, ha van ilyen káros szennyeződés – vas a vízben. A vas fajtái különbözőek, ezért meg kell keresni a legjobb megoldást, a víztisztításra alkalmas módszertegy meghatározott forrásból, amelyre vonatkozóan a vas formáit és koncentrációit megállapították.
A klórozás a múlté, ez a módszer hátrányosan befolyásolja a vízminőséget és a közegészségügyet. A víz levegőztetése vagy levegővel való dúsítása gyakorlatilag hátrányoktól mentes módszer. Az oxigén áthalad a vízen, a vas oxidálódik, és az oldhatatlan csapadék pelyhek szűréssel vagy ülepítéssel eltávolíthatók.
A vaseltávolítás kémiai reagensek nélkül történik - elektrokémiai módszerrel. Két elektródát merítünk egy tisztítandó víztartályba. A negatív elektród - a katód - vonzza és megtartja a pozitív töltésű vasionokat, bármilyen formában is legyenek. Egy másik nem reagens módszer a speciális membránok használata.
A fenti módszerek mindegyikének nemcsak előnyei, hanem hátrányai is vannak. A módszer megválasztása attól függ, hogy a vas milyen formában van jelen a vízben.
