Jern er til stede i vand i form af divalente og trivalente ioner. Hvordan renser man drikkevand og tekniske væsker fra disse forurenende stoffer? Et presserende problem for en almindelig familie og en stor virksomhed. Overvej årsagerne til, at opløseligheden af jern i vand afhænger, former for forurenende stoffer, metoder til fjernelse af ferroforbindelser.
Hvorfor er postevand gult og brunt?
Jernforbindelser giver vandet en gullig farve, ofte er der en ubehagelig eftersmag, man kan mærke forurening i form af brune flager. Disse fænomener er forringelsen af drikkevandets organoleptiske egenskaber. Farveændring er, hvad vandforbrugere først og fremmest er opmærksomme på. Derudover er der konsekvenser for menneskers sundhed. Indtagelsen af postevand af dårlig kvalitet, som indeholder jern, påvirker tilstanden af leveren, tænderne, hele mave-tarmkanalen, hud og hår negativt.
Opløselighed i vand forklares ikke kun af vekselvirkningen af ferroforbindelser fra sammensætningen af bjergarter med andre stoffer i naturen. stigerkoncentrationen af Fe2+ og Fe3+ ioner på grund af den korrosionsproces, der konstant forekommer i vandforsyningsanordninger og rør lavet af jernlegeringer. Rørledninger bliver efterhånden ubrugelige, egenskaberne ved produkter, i hvilke der blev brugt vand med en blanding af jern, ændres.
Hvad er opløseligheden af jern i vand?
Det kemiske grundstof, som fik det latinske navn Ferrum, er det næstmest udbredte i jordskorpen efter aluminium. I store mængder på planeten er der aflejringer af jernkis eller pyrit (dets formel er FeS2). Ferroforbindelser findes i bjergarter af vulkansk og sedimentær oprindelse i form af hæmatit, magnesit, brun jernmalm.
Det simple stof jern er et sølvgrå duktilt metal, uopløseligt i vand. Oxider og hydroxider, mange jerns alte interagerer heller ikke med vand. FeOs opløselighed i vand diskuteres i forbindelse med dets evne til at oxidere til jernoxid. Når man taler om en vandig opløsning af FeO, mener de indholdet af jernholdige ioner. I nogle vandkilder når dette tal 50 eller flere milligram pr. 1 liter. Dette er en høj koncentration, sådan drikkevand bør renses.
Hvordan kommer jern ind i naturligt vand?
Fysisk og kemisk erosion fører til knusning, opløsning og ødelæggelse af sten, der indeholder jernforbindelser. Som følge af de reaktioner, der finder sted inaturen frigives ionerne Fe2+ og Fe3+. De er aktivt involveret i redoxprocesser. Den divalente ion oxideres, donerer en elektron og bliver tredobbelt ladet. Opløseligheden af jern i vand er tilstedeværelsen af kationen Fe2+. Som et resultat af de reaktioner, der finder sted i opløsningen, opnås forskellige s alte. Blandt dem er opløselige, såsom sulfater, og uopløselige (sulfider, carbonater). Når sådant vand er jernfrit, bliver den opløselige form uopløselig, der dannes flager, der udfælder. Jernholdigt jern oxideres til trivalent i nærværelse af oxygen eller andre oxidationsmidler (ozon, klor).
Transformationer af ioner fører til sidst til udseendet af brun rust, der er modstandsdygtig over for yderligere oxidation, dens betingede sammensætning kan repræsenteres som følger: Fe2O3 • nH2O. Partikel Fe3+ er en del af de komplekse uorganiske og organiske stoffer, der findes i overfladevand.
Er indholdet af ferroforbindelser i naturlige farvande det samme?
Koncentrationer af et kemisk grundstof og typer af jern i vand afhænger af klippesammensætningen af jordskorpen og tilstanden af forskellige kilder. Divalente og trivalente jernforbindelser, organiske former såsom jernbakterier og kolloide stoffer (opløselige og uopløselige) kan være til stede på samme tid.
Hvis der er aflejringer af sulfatmalme, er det mere sandsynligt, at jernholdigt jern vil være til stede i høje koncentrationer. Opløselighed i vandferroforbindelser stiger med temperaturen nær områder med vulkanisme. Jernindholdet i floder og søer er højere, hvis der er udledning af spildevand fra metallurgiske og kemiske anlæg.
Hvordan renser man vand fra jern?
Reagens- og ikke-reagensmetoder bruges til at fjerne ferroforbindelser. Grundlaget for de fleste processer er oxidationen af en divalent ion til en trivalent kation. Det samme gør de med andre urenheder i vand - de omdannes til uopløselige forbindelser og fjernes med et filter. Driften af de fleste industrielle installationer er baseret på dette princip.
Hvad er opløseligheden af jern i vand, bestemt ved hjælp af instrumenter. Derefter udføres jernfjernelse med kemiske reagenser: oxygen, klor, ozon, kaliumpermanganat, hydrogenperoxid. Kemiske oxidationsreaktioner finder sted, og der opnås et uopløseligt bundfald. Det kan ikke kun filtreres, men også fjernes efter bundfældning ved dekantering (dræn rent vand fra sedimentet). Ved ozonering og klorering sker desinfektion (desinfektion) samtidigt. Det menes, at brugen af ozon er en mere lovende metode, fordi klor er farligt for menneskers sundhed.
Hvad er måderne at fjerne jern fra små mængder vand?
Derhjemme kan hydrogenperoxid og kaliumpermanganat bruges fra ovenstående reagenser. Hvordan renser man vand fra jern, hvis du ønsker at få en lille mængde på kort tid? Når peroxid tilsættes vand,sediment flager. Det er nødvendigt at vente på, at det sætter sig i bunden af beholderen og dræner vandet eller passerer det gennem et almindeligt kandefilter. Dette rensede vand er velegnet til at drikke og lave mad.
I forhold til organiske former for jern er ovenstående metoder ineffektive. De ovennævnte reagenser bundfælder ikke kolloide partikler hurtigt nok.
Ionbytning og katalyse - metoder til fjernelse af vandjern
Der er autonome installationer, der fungerer efter principperne om katalyse, ionbytning. Enhederne bruges til at rense vand i små industrivirksomheder og sommerhuse.
Jern i den katalytiske metode fjernes ved hjælp af en speciel tilbagefyldning fremstillet af naturlige og syntetiske råmaterialer. Filteret til udsættelse af vand er en metalbeholder. Efterfyld placeres indeni og vand ledes igennem. Stoffet er en katalysator for oxidation af jernholdigt jern og omdanner det til en uopløselig tilstand fra forskellige former.
Ved fjernelse af ionbytterjern anvendes kationbyttere, opnået fra ionbytterharpikser, såsom zeolit (mineral). I de senere år er produktionen af syntetiske produkter til vandjernfjernelse ved ionbytning blevet lanceret.
Hvorfor har vi brug for et alternativ til reagenser?
Kemikalier bruges i lang tid, hvis der er denne skadelige urenhed - jern i vand. Jerntyper er forskellige, så du skal lede efter den bedste løsning, en metode, der er egnet til vandrensningfra en specifik kilde, for hvilken former og koncentrationer af jern er blevet fastslået.
Klorering hører fortiden til, denne metode påvirker vandkvaliteten og folkesundheden negativt. Beluftning eller berigelse af vand med luft er en metode, der praktisk t alt er fri for ulemper. Ilt ledes gennem vandet, jern oxideres, og uopløselige bundfaldsflager kan fjernes ved filtrering eller bundfældning.
Jernfjernelse udføres uden kemiske reagenser - ved hjælp af den elektrokemiske metode. To elektroder nedsænkes i en beholder med vand, der skal renses. Den negative elektrode - katoden - tiltrækker og holder positivt ladede jernioner, uanset hvilken form de er. En anden ikke-reagensmetode er brugen af specielle membraner.
Hver af ovenstående metoder har ikke kun fordele, men også ulemper. Valget af metode afhænger af i hvilken form jernet er til stede i vandet.
