Залізо у воді. Види заліза у воді.

Залізо існує в природі в різних формах (залежно від валентності: Fe⁰, Fe⁺², Fe⁺³), а також у вигляді різних складних хімічних сполук.

I. Елементарне залізо (Fe⁰). Елементарне або металеве залізо безумовно нерозчинна у воді. У присутності вологи і кисню повітря окислюється до тривалентного, утворюючи нерозчинний оксид Fe₂O₃(процес, відомий у побуті як «іржавіння»).

II. Двовалентне залізо (Fe⁺²). Майже завжди знаходиться у воді в розчиненому стані, хоча можливі випадки (при певних рідко зустрічаються в природній воді рівнях рН),коли гідроксид заліза Fe(OH)₂ здатний випадати в осад.

III. Тривалентне залізо (Fe⁺³). Гідроксид заліза Fe(OH)₃ розчинимо у воді (крім випадку дуже низького рН). Хлорид (FeCl₃) і сульфат (Fe₂(SO₄)₃ тривалентного заліза - розчиняються і можуть утворюватися навіть в слабо лужних водах.

IV. Органічне залізо. Органічне залізо зустрічається у воді в різних формах і в складі різних комплексів. Органічні сполуки заліза як правило розчинні або мають колоїдну структури і дуже важко піддаються видаленню. Розрізняють такі види органічного заліза:

1) Бактеріальне залізо. Деякі види бактерій здатні використовувати енергію розчиненого заліза в процесі своєї життєдіяльності. При цьому відбувається перетворення двовалентного заліза в тривалентне, яке зберігається в желеподібної оболонці навколо бактерії.

2) Колоїдне залізо. Колоїди - це нерозчинні частинки дуже малого розміру (менше 1 мікрона), в силу чого вони важко піддаються фільтрації на гранульованих фільтруючих матеріалах. Великі органічні молекули (такі як таніни та лігніни) також потрапляють в цю категорію. Колоїдні частинки з-за свого малого розміру і високого поверхневого заряду (відразливого частинки один від одного, перешкоджаючи їх укрупнення) створюють у воді суспензії і не осідають, перебуваючи в підвішеному стані).

3) Розчинне органічне залізо. Також як, наприклад, поліфосфати здатні зв'язувати та утримувати в розчині кальцій і інші метали, деякі органічні молекули здатні зв'язувати залізо в складні розчинні комплекси, звані хелатами. Прикладом такого зв'язування може служити утримує залізо порфіринового група гемоглобіну крові або утримує магній хлорофіл рослин. Так, прекрасним хелатообразующим агентом є гуминовая кислота, що грає важливу роль у грунтовому ионообмене.

Все вышеперечисленные виды железа «ведут» себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании - надо «винить» трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной опалесцирующей пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб. Основні відмітні ознаки наведені в таблиці.

Необхідно лише зазначити, що на практиці майже завжди зустрічається поєднання декількох або навіть всіх видів заліза. Враховуючи, що немає єдиних затверджених методик визначення органічного, колоїдного і бактеріального заліза, то в справі підбору ефективного методу (швидше комплексу методів) для очистки води від заліза дуже багато залежить від практичного досвіду фірми, що займається водоочищенням. На жаль, дуже часто досить очевидні, здавалося б, стандартні методи (див."Методи видалення заліза»), не працюють.