Besi terdapat dalam air dalam bentuk ion divalen dan trivalen. Bagaimana cara membersihkan minuman dan cairan teknis dari kontaminan ini? Masalah mendesak untuk keluarga biasa dan perusahaan besar. Pertimbangkan alasan di mana kelarutan besi dalam air tergantung, bentuk polutan, metode untuk menghilangkan senyawa besi.
Mengapa air keran berwarna kuning dan coklat?
Senyawa besi memberi air warna kekuningan, seringkali ada rasa yang tidak enak, Anda dapat melihat polusi dalam bentuk serpihan coklat. Fenomena tersebut merupakan penurunan sifat organoleptik air minum. Perubahan warna adalah yang pertama-tama diperhatikan oleh konsumen air. Selain itu, ada implikasi bagi kesehatan manusia. Konsumsi air keran berkualitas buruk, yang mengandung zat besi, berdampak negatif pada kondisi hati, gigi, seluruh saluran pencernaan, kulit dan rambut.
Kelarutan dalam air dijelaskan tidak hanya oleh interaksi senyawa besi dari komposisi batuan dengan zat lain di alam. naikkonsentrasi ion Fe2+ dan Fe3+ akibat proses korosi yang terus menerus terjadi pada alat penyedia air dan pipa yang terbuat dari paduan besi. Pipa secara bertahap menjadi tidak dapat digunakan, sifat-sifat produk, dalam produksi yang menggunakan air dengan campuran besi, berubah.
Berapa kelarutan besi dalam air?
Unsur kimia, yang diberi nama latin Ferrum, adalah yang paling melimpah kedua di kerak bumi setelah aluminium. Dalam jumlah besar di planet ini terdapat endapan besi pirit atau pirit (rumusnya adalah FeS2). Senyawa ferro ditemukan pada batuan asal vulkanik dan sedimen berupa hematit, magnesit, bijih besi coklat.
Bahan sederhana besi adalah logam ulet berwarna abu-abu perak, tidak larut dalam air. Oksida dan hidroksida, banyak garam besi juga tidak berinteraksi dengan air. Kelarutan FeO dalam air dibahas sehubungan dengan kemampuannya untuk mengoksidasi menjadi oksida besi. Ketika berbicara tentang larutan FeO dalam air, itu berarti kandungan ion besi. Di beberapa sumber air, angka ini mencapai 50 miligram atau lebih per 1 liter. Ini adalah konsentrasi tinggi, air minum seperti itu harus dimurnikan.
Bagaimana besi masuk ke perairan alami?
Erosi fisik dan kimia menyebabkan penghancuran, pembubaran, dan penghancuran batuan yang mengandung senyawa besi. Akibat reaksi yang terjadi dialam, ion Fe2+ dan Fe3+ dilepaskan. Mereka secara aktif terlibat dalam proses redoks. Ion divalen dioksidasi, menyumbangkan elektron, dan menjadi bermuatan tiga kali lipat. Kelarutan besi dalam air adalah adanya kation Fe2+. Sebagai hasil dari reaksi yang terjadi dalam larutan, garam yang berbeda diperoleh. Diantaranya ada yang larut, seperti sulfat, dan tidak larut (sulfida, karbonat). Ketika air tersebut bebas besi, bentuk larut menjadi tidak larut, serpihan terbentuk yang mengendap. Besi besi dioksidasi menjadi trivalen dengan adanya oksigen atau zat pengoksidasi lainnya (ozon, klorin).
Transformasi ion pada akhirnya menyebabkan munculnya karat coklat yang tahan terhadap oksidasi lebih lanjut, komposisi kondisionalnya dapat direpresentasikan sebagai berikut: Fe2O3• nH2O. Partikel Fe3+ merupakan bagian dari senyawa anorganik dan organik kompleks yang terdapat di permukaan air.
Apakah kandungan senyawa besi di perairan alami sama?
Konsentrasi unsur kimia dan jenis besi dalam air bergantung pada komposisi batuan di kerak bumi dan keadaan berbagai sumber. Senyawa besi divalen dan trivalen, bentuk organik seperti bakteri besi dan zat koloid (larut dan tidak larut) dapat hadir secara bersamaan.
Jika ada endapan bijih sulfat, kemungkinan besar besi besi akan hadir dalam konsentrasi tinggi. Kelarutan dalam airsenyawa besi meningkat dengan suhu di dekat daerah vulkanisme. Kandungan besi di sungai dan danau lebih tinggi jika ada pembuangan air limbah dari pabrik metalurgi dan kimia.
Bagaimana cara memurnikan air dari besi?
Metode reagen dan non-reagen digunakan untuk menghilangkan senyawa besi. Dasar dari sebagian besar proses adalah oksidasi ion divalen menjadi kation trivalen. Mereka melakukan hal yang sama dengan kotoran lain dalam air - mereka diubah menjadi senyawa yang tidak larut dan dihilangkan dengan filter. Pengoperasian sebagian besar instalasi industri didasarkan pada prinsip ini.
Berapa kelarutan besi dalam air, ditentukan dengan menggunakan instrumen. Kemudian penghilangan besi dilakukan dengan reagen kimia: oksigen, klorin, ozon, kalium permanganat, hidrogen peroksida. Reaksi oksidasi kimia berlangsung dan diperoleh endapan yang tidak larut. Tidak hanya dapat disaring, tetapi juga dihilangkan setelah mengendap dengan dekantasi (menguras air bersih dari sedimen). Selama ozonasi dan klorinasi, desinfeksi (disinfeksi) terjadi secara bersamaan. Penggunaan ozon diyakini merupakan metode yang lebih menjanjikan, karena klorin berbahaya bagi kesehatan manusia.
Bagaimana cara menghilangkan zat besi dari sejumlah kecil air?
Di rumah, hidrogen peroksida dan kalium permanganat dapat digunakan dari reagen di atas. Bagaimana cara menjernihkan air dari besi, jika ingin mendapatkan jumlah yang sedikit dalam waktu singkat? Jika peroksida ditambahkan ke dalam air,serpihan sedimen. Anda perlu menunggu hingga mengendap di dasar wadah dan mengalirkan air, atau melewatkannya melalui filter kendi biasa. Air murni ini cocok untuk minum dan memasak.
Berkaitan dengan bentuk besi organik, metode di atas tidak efektif. Reagen yang disebutkan di atas tidak dapat mengendapkan partikel koloid dengan cukup cepat.
Pertukaran ion dan katalisis - metode penghilangan besi air
Ada instalasi otonom yang beroperasi berdasarkan prinsip katalisis, pertukaran ion. Perangkat ini digunakan untuk menjernihkan air di perusahaan industri kecil dan cottage.
Besi dalam metode katalitik dihilangkan menggunakan pengurukan khusus yang dihasilkan dari bahan baku alami dan sintetis. Filter untuk penangguhan air adalah wadah logam. Isi ulang ditempatkan di dalam dan air dilewatkan. Substansi adalah katalis untuk oksidasi besi besi, mengubahnya menjadi keadaan tidak larut dari berbagai bentuk.
Dalam penghilangan besi penukar ion, digunakan penukar kation, yang diperoleh dari resin penukar ion, seperti zeolit (mineral). Dalam beberapa tahun terakhir, produksi produk sintetis untuk menghilangkan besi air dengan pertukaran ion telah diluncurkan.
Mengapa kita membutuhkan alternatif reagen?
Bahan kimia digunakan untuk waktu yang lama jika ada pengotor berbahaya ini - besi dalam air. Jenis besi berbeda, jadi Anda perlu mencari solusi terbaik, metode yang cocok untuk pemurnian airdari sumber tertentu yang telah ditentukan bentuk dan konsentrasi besinya.
Klorinasi sudah ketinggalan zaman, metode ini berdampak buruk pada kualitas air dan kesehatan masyarakat. Aerasi atau pengayaan air dengan udara adalah metode praktis tanpa kerugian. Oksigen dilewatkan melalui air, besi dioksidasi, dan serpihan endapan yang tidak larut dapat dihilangkan dengan penyaringan atau pengendapan.
Penghapusan besi dilakukan tanpa reagen kimia - menggunakan metode elektrokimia. Dua buah elektroda dicelupkan ke dalam wadah berisi air untuk dibersihkan. Elektroda negatif - katoda - menarik dan menahan ion besi bermuatan positif, dalam bentuk apa pun. Metode non-reagen lainnya adalah penggunaan membran khusus.
Masing-masing metode di atas tidak hanya memiliki kelebihan, tetapi juga kekurangan. Pilihan metode tergantung pada bentuk zat besi yang ada di dalam air.
