Besi terdapat dalam air dalam bentuk ion divalen dan trivalen. Bagaimana untuk membersihkan minuman dan cecair teknikal daripada bahan cemar ini? Masalah mendesak untuk keluarga biasa dan perusahaan besar. Pertimbangkan sebab bergantung kepada keterlarutan besi dalam air, bentuk bahan pencemar, kaedah untuk menyingkirkan sebatian besi.
Mengapakah air paip berwarna kuning dan coklat?
Sebatian besi memberikan air warna kekuningan, selalunya terdapat rasa selepas yang tidak menyenangkan, anda boleh melihat pencemaran dalam bentuk kepingan coklat. Fenomena ini adalah kemerosotan sifat organoleptik air minuman. Perubahan warna adalah perkara yang diberi perhatian oleh pengguna air pertama sekali. Di samping itu, terdapat implikasi kepada kesihatan manusia. Pengambilan air paip berkualiti rendah, yang mengandungi zat besi, memberi kesan negatif kepada keadaan hati, gigi, keseluruhan saluran gastrousus, kulit dan rambut.
Keterlarutan dalam air dijelaskan bukan sahaja oleh interaksi ferocompounds daripada komposisi batuan dengan bahan lain di alam semula jadi. naikkepekatan ion Fe2+ dan Fe3+ disebabkan oleh proses pengaratan yang sentiasa berlaku dalam peranti bekalan air dan paip yang diperbuat daripada aloi besi. Talian paip secara beransur-ansur menjadi tidak boleh digunakan, sifat produk, dalam penghasilan air dengan campuran besi digunakan, berubah.
Apakah keterlarutan besi dalam air?
Unsur kimia, yang diberi nama Latin Ferrum, adalah yang kedua paling banyak terdapat di kerak bumi selepas aluminium. Dalam kuantiti yang banyak di planet ini terdapat mendapan pirit besi atau pirit (formulanya ialah FeS2). Sebatian fero ditemui dalam batuan yang berasal dari gunung berapi dan sedimen dalam bentuk hematit, magnesit, bijih besi perang.
Bahan ringkas besi ialah logam mulur kelabu perak, tidak larut dalam air. Oksida dan hidroksida, banyak garam besi juga tidak berinteraksi dengan air. Keterlarutan FeO dalam air dibincangkan berkaitan dengan keupayaannya untuk mengoksidakan kepada ferik oksida. Apabila bercakap tentang larutan akueus FeO, mereka bermaksud kandungan ion ferus. Dalam sesetengah sumber air, angka ini mencapai 50 atau lebih miligram setiap 1 liter. Ini adalah kepekatan yang tinggi, air minuman seperti itu harus disucikan.
Bagaimanakah besi boleh masuk ke dalam perairan semula jadi?
Hakisan fizikal dan kimia membawa kepada penghancuran, pembubaran dan pemusnahan batuan yang mengandungi sebatian besi. Akibat tindak balas yang berlaku dalamalam semula jadi, ion Fe2+ dan Fe3+ dilepaskan. Mereka terlibat secara aktif dalam proses redoks. Ion divalen teroksida, menderma elektron, dan menjadi bercas tiga kali ganda. Keterlarutan besi dalam air ialah kehadiran kation Fe2+. Hasil daripada tindak balas yang berlaku dalam larutan, garam yang berbeza diperolehi. Antaranya adalah larut, seperti sulfat, dan tidak larut (sulfida, karbonat). Apabila air tersebut bebas besi, bentuk larut menjadi tidak larut, kepingan terbentuk yang mendakan. Besi ferus dioksidakan kepada trivalen dengan kehadiran oksigen atau agen pengoksida lain (ozon, klorin).
Transformasi ion akhirnya membawa kepada penampilan karat coklat yang tahan terhadap pengoksidaan selanjutnya, komposisi bersyaratnya boleh diwakili seperti berikut: Fe2O3 • nH2O. Zarah Fe3+ ialah sebahagian daripada bahan bukan organik dan bukan organik kompleks yang terdapat dalam air permukaan.
Adakah kandungan ferrocompounds dalam perairan semula jadi sama?
Kepekatan unsur kimia dan jenis besi dalam air bergantung kepada komposisi batuan kerak bumi dan keadaan pelbagai sumber. Sebatian besi divalen dan trivalen, bentuk organik seperti bakteria besi dan bahan koloid (larut dan tidak larut) mungkin terdapat pada masa yang sama.
Jika terdapat mendapan bijih sulfat, kemungkinan besar besi ferus akan terdapat dalam kepekatan tinggi. Keterlarutan dalam airferrocompounds meningkat dengan suhu berhampiran kawasan gunung berapi. Kandungan besi di sungai dan tasik lebih tinggi jika terdapat pembuangan air sisa daripada loji metalurgi dan kimia.
Bagaimana untuk membersihkan air daripada besi?
Kaedah reagen dan bukan reagen digunakan untuk mengeluarkan ferocompounds. Asas kebanyakan proses ialah pengoksidaan ion divalen kepada kation trivalen. Mereka melakukan perkara yang sama dengan kekotoran lain dalam air - ia ditukar kepada sebatian tidak larut dan dikeluarkan dengan penapis. Pengendalian kebanyakan pemasangan industri adalah berdasarkan prinsip ini.
Apakah keterlarutan besi dalam air, ditentukan menggunakan instrumen. Kemudian penyingkiran besi dilakukan dengan reagen kimia: oksigen, klorin, ozon, kalium permanganat, hidrogen peroksida. Tindak balas pengoksidaan kimia berlaku dan mendakan tidak larut diperolehi. Ia bukan sahaja boleh ditapis, tetapi juga dikeluarkan selepas mendap dengan dekantasi (mengalirkan air bersih dari sedimen). Semasa pengozonan dan pengklorinan, pembasmian kuman (disinfeksi) berlaku serentak. Adalah dipercayai bahawa penggunaan ozon adalah kaedah yang lebih menjanjikan, kerana klorin berbahaya kepada kesihatan manusia.
Apakah cara untuk mengeluarkan seterika daripada sejumlah kecil air?
Di rumah, hidrogen peroksida dan kalium permanganat boleh digunakan daripada reagen di atas. Bagaimana untuk membersihkan air dari besi, jika anda ingin mendapatkan jumlah yang kecil dalam masa yang singkat? Apabila peroksida ditambahkan ke dalam air,kepingan sedimen. Ia perlu menunggu sehingga ia mendap di bahagian bawah bekas dan mengalirkan air, atau melewatinya melalui penapis jag biasa. Air yang disucikan ini sesuai untuk diminum dan dimasak.
Berhubung dengan bentuk besi organik, kaedah di atas adalah tidak berkesan. Reagen yang disebutkan di atas tidak mendapkan zarah koloid dengan cukup cepat.
Pertukaran ion dan pemangkinan - kaedah penyingkiran besi air
Terdapat pemasangan autonomi yang beroperasi berdasarkan prinsip pemangkinan, pertukaran ion. Peranti ini digunakan untuk membersihkan air di perusahaan industri kecil dan kotej.
Besi dalam kaedah pemangkin dikeluarkan menggunakan timbunan khas yang dihasilkan daripada bahan mentah asli dan sintetik. Penapis untuk penangguhan air ialah bekas logam. Timbunan semula diletakkan di dalam dan air disalurkan. Bahan tersebut ialah pemangkin untuk pengoksidaan besi ferus, menukarkannya kepada keadaan tidak larut daripada pelbagai bentuk.
Dalam penyingkiran besi penukar ion, penukar kation digunakan, diperoleh daripada resin penukar ion, seperti zeolit (mineral). Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran produk sintetik untuk penyingkiran besi air melalui pertukaran ion telah dilancarkan.
Mengapa kita memerlukan alternatif kepada reagen?
Bahan kimia digunakan untuk jangka masa yang lama jika terdapat kekotoran berbahaya ini - besi dalam air. Jenis besi adalah berbeza, jadi anda perlu mencari penyelesaian terbaik, kaedah yang sesuai untuk pembersihan airdaripada sumber tertentu yang bentuk dan kepekatan besi telah ditetapkan.
Pengklorinan adalah perkara lama, kaedah ini memberi kesan buruk kepada kualiti air dan kesihatan awam. Pengudaraan atau pengayaan air dengan udara adalah kaedah yang hampir tidak mempunyai kelemahan. Oksigen disalurkan melalui air, besi teroksida dan serpihan mendakan tidak larut boleh dikeluarkan melalui penapisan atau pengendapan.
Penyingkiran besi dilakukan tanpa reagen kimia - menggunakan kaedah elektrokimia. Dua elektrod direndam dalam bekas air untuk dibersihkan. Elektrod negatif - katod - menarik dan memegang ion besi bercas positif, dalam apa jua bentuknya. Kaedah bukan reagen lain ialah penggunaan membran khas.
Setiap kaedah di atas bukan sahaja mempunyai kelebihan, tetapi juga keburukan. Pilihan kaedah bergantung pada bentuk di mana seterika terdapat di dalam air.
