Raud esineb vees kahe- ja kolmevalentsete ioonide kujul. Kuidas puhastada joogi- ja tehnilisi vedelikke nendest saasteainetest? Kiire probleem tavalisele perele ja suurettevõttele. Mõelge põhjustele, millest sõltub raua lahustuvus vees, saasteainete vormid, ferroühendite eemaldamise meetodid.
Miks on kraanivesi kollane ja pruun?
Rauaühendid annavad veele kollaka värvuse, sageli tekib ebameeldiv järelmaitse, võib märgata reostust pruunide helveste näol. Need nähtused on joogivee organoleptiliste omaduste halvenemine. Värvimuutus on see, millele veetarbijad ennekõike tähelepanu pööravad. Lisaks on sellel mõju inimeste tervisele. Rauda sisaldava ebakvaliteetse kraanivee tarbimine mõjutab negatiivselt maksa, hammaste, kogu seedetrakti, naha ja juuste seisundit.
Vees lahustuvust ei seleta mitte ainult kivimite koostisest tulenevate ferroühendite koosmõju teiste looduses leiduvate ainetega. tõusebioonide Fe2+ ja Fe3+ ioonide kontsentratsioon veevarustusseadmetes ja rauasulamitest valmistatud torudes pidev alt toimuva korrosiooniprotsessi tõttu. Torustikud muutuvad järk-järgult kasutuskõlbmatuks, muutuvad nende toodete omadused, mille valmistamisel kasutati vett koos raualisandiga.
Milline on raua lahustuvus vees?
Keemiline element, millele anti ladinakeelne nimi Ferrum, on alumiiniumi järel maapõues sisalduselt teisel kohal. Planeedil leidub suurtes kogustes raudpüriidi või püriidi ladestusi (selle valem on FeS2). Ferroühendeid leidub vulkaanilise ja settelise päritoluga kivimites hematiidi, magnesiidi, pruuni rauamaagi kujul.
Lihtne aine raud on hõbehall kõrgtugev metall, vees lahustumatu. Oksiidid ja hüdroksiidid, paljud rauasoolad ei suhtle ka veega. FeO lahustuvust vees arutatakse seoses selle võimega oksüdeeruda raudoksiidiks. FeO vesilahusest rääkides peavad need silmas raua ioonide sisaldust. Mõnes veeallikas ulatub see arv 50 või enam milligrammi 1 liitri kohta. See on kõrge kontsentratsioon, selline joogivesi tuleks puhastada.
Kuidas raud looduslikesse vetesse satub?
Füüsikaline ja keemiline erosioon põhjustab rauaühendeid sisaldavate kivimite purustamist, lahustumist ja hävimist. aastal toimuvate reaktsioonide tulemusenalooduses vabanevad ioonid Fe2+ ja Fe3+. Nad osalevad aktiivselt redoksprotsessides. Kahevalentne ioon oksüdeerub, loovutab elektroni ja laetakse kolmekordselt. Raua lahustuvus vees on katiooni Fe2+ olemasolu. Lahuses toimuvate reaktsioonide tulemusena saadakse erinevad soolad. Nende hulgas on lahustuvad, näiteks sulfaadid, ja lahustumatud (sulfiidid, karbonaadid). Kui selline vesi on rauavaba, muutub lahustuv vorm lahustumatuks, tekivad helbed, mis sadestuvad. Raudraud oksüdeerub hapniku või muude oksüdeerivate ainete (osoon, kloor) juuresolekul kolmevalentseks.
Ioonide muundumine viib lõpuks edasisele oksüdatsioonile vastupidava pruuni rooste ilmnemiseni, selle tingimuslikku koostist saab esitada järgmiselt: Fe2O3 • nH2O. Osakesed Fe3+ on osa pinnavees leiduvatest komplekssetest anorgaanilistest ja orgaanilistest ainetest.
Kas ferroühendite sisaldus looduslikes vetes on sama?
Keemilise elemendi kontsentratsioonid ja raua liigid vees sõltuvad maakoore kivimite koostisest ja erinevate allikate seisundist. Samal ajal võivad esineda kahe- ja kolmevalentsed rauaühendid, orgaanilised vormid nagu rauabakterid ja kolloidsed ained (lahustuvad ja lahustumatud).
Sulfaadimaakide ladestuste korral on tõenäolisem, et raudraud on suurtes kontsentratsioonides. Lahustuvus veesferroühendite sisaldus tõuseb temperatuuri tõustes vulkanismialade läheduses. Rauasisaldus jõgedes ja järvedes on kõrgem, kui sinna juhitakse metallurgia- ja keemiatehaste heitvett.
Kuidas puhastada vett rauast?
Ferroühendite eemaldamiseks kasutatakse reaktiivseid ja mittereaktiivseid meetodeid. Enamiku protsesside aluseks on kahevalentse iooni oksüdeerimine kolmevalentseks katiooniks. Sama teevad nad ka muude vees leiduvate lisanditega – need muudetakse lahustumatuteks ühenditeks ja eemaldatakse filtriga. Enamiku tööstusrajatiste töö põhineb sellel põhimõttel.
Milline on raua lahustuvus vees mõõteriistade abil. Seejärel viiakse raua eemaldamine läbi keemiliste reagentidega: hapnik, kloor, osoon, kaaliumpermanganaat, vesinikperoksiid. Toimuvad keemilised oksüdatsioonireaktsioonid ja tekib lahustumatu sade. Seda ei saa mitte ainult filtreerida, vaid ka pärast settimist dekanteerimisega eemaldada (tühjendage settest puhas vesi). Osoonimise ja kloorimise ajal toimub desinfitseerimine (desinfitseerimine) samaaegselt. Arvatakse, et osooni kasutamine on paljulubavam meetod, kuna kloor on inimeste tervisele ohtlik.
Millised on viisid raua eemaldamiseks väikesest veekogusest?
Kodus saab ül altoodud reagentidest kasutada vesinikperoksiidi ja kaaliumpermanganaati. Kuidas puhastada vett rauast, kui soovite saada väikese koguse lühikese ajaga? Kui peroksiidi lisatakse veele,settehelbed. Peate ootama, kuni see mahuti põhja settib, ja tühjendage vesi või laske see läbi tavalise kannufiltri. See puhastatud vesi sobib joomiseks ja toiduvalmistamiseks.
Seoses raua orgaaniliste vormidega on ül altoodud meetodid ebaefektiivsed. Need ülalmainitud reaktiivid ei setti kolloidosakesi piisav alt kiiresti.
Ioonivahetus ja katalüüs – vee rauaeemaldusmeetodid
On autonoomsed paigaldised, mis töötavad katalüüsi, ioonivahetuse põhimõtetel. Seadmeid kasutatakse vee puhastamiseks väikestes tööstusettevõtetes ja suvilates.
Katalüütilise meetodi raud eemaldatakse spetsiaalse naturaalsetest ja sünteetilistest toorainetest valmistatud täitematerjali abil. Vee edasilükkamise filter on metallist anum. Sisse asetatakse tagasitäide ja vesi lastakse läbi. Aine on raua oksüdatsiooni katalüsaator, mis muudab selle erinevates vormides lahustumatuks.
Ioonivahetusega rauaeemaldamisel kasutatakse katioonivaheteid, mis on saadud ioonivahetusvaikudest, nagu tseoliit (mineraal). Viimastel aastatel on hakatud tootma sünteetilisi tooteid vee raua eemaldamiseks ioonivahetuse teel.
Miks me vajame reaktiividele alternatiivi?
Kemikaale kasutatakse kaua, kui seal on see kahjulik lisand – raud vees. Raua tüübid on erinevad, seega tuleb otsida parim lahendus, vee puhastamiseks sobiv meetodkonkreetsest allikast, mille jaoks on kindlaks tehtud raua vormid ja kontsentratsioonid.
Kloorimine on minevik, see meetod mõjutab negatiivselt vee kvaliteeti ja rahvatervist. Vee aereerimine või õhuga rikastamine on meetod, millel puuduvad praktiliselt puudused. Hapnik juhitakse läbi vee, raud oksüdeerub ja lahustumatud sadehelbed saab eemaldada filtreerimise või setitamisega.
Raua eemaldamine toimub ilma keemiliste reaktiivideta – kasutades elektrokeemilist meetodit. Kaks elektroodi on sukeldatud puhastatava veega anumasse. Negatiivne elektrood – katood – tõmbab ligi ja hoiab endas positiivselt laetud rauaioone, olenemata nende vormist. Teine mittereagendi meetod on spetsiaalsete membraanide kasutamine.
Igal ül altoodud meetoditel pole mitte ainult eeliseid, vaid ka puudusi. Meetodi valik sõltub sellest, millisel kujul raud vees on.
