Качественное определение соединений железа в воде

                                                                                                                       Мамедов Ряван 350С

    Качественное определение соединений железа в воде.

Железо в  воде — это соединение, которое  является лишним и вредным. И, соответственно, подлежит удалению с помощью специальных фильтров — обезжелезивателей. Давайте, посмотрим, какое бывает железо в воде, и почему от него следует избавляться. 

Железо — один из самых распространенных природных  элементов. Железо присутствует в большинстве  вулканических пород, оно также  входит в состав пород, цементирующих  песчаники. Железо в значительных количествах  содержится в различных глинах, а  в осадочных карбонатных породах (например, известняк) встречается только в виде незначительных примесей. Неудивительно, что проблема с присутствием в  природной воде железа — одна из самых распространенных. C такой  водой возникает целый ряд  проблем как при бытовом, так  и коммерческо-промышленном использовании.

В природе железо  в воде существует в трех формах (определенных его валентностью) в виде различных соединений и комплексов.

1. Элементарное железо, Fe, нерастворимо в воде. В присутствии влаги и воздуха оно окисляется, превращаясь в ржавчину.
2. Двухвалентное железо почти всегда растворимо. Вода, содержащая такое железо бесцветна и прозрачна на вид, но при отстаивании образует красно-коричневый осадок.
3. О наличии в воде нерастворимого трехвалентного железа можно судить по окрашенной воде и образованию красно-коричневого осадка.

В воде поверхностных источников железо обычно содержится в формеорганических соединений, преимущественно коллоидных (нерастворимых в воде), а также в виде тонкодисперсных взвесей. Вода, содержащая коллоидное железо, окрашена при наливании, но не образует осадка.

Вода  скважин содержит железо в форме коллоидных соединений, при этом коллоидное железо приобретает красноватый цвет. Оно оседает на дне емкости. При интенсивном окислении коллоидное железо превращается в ржавчину, которая выпадает в осадок.

Железо  способно создавать благоприятные  условия для развитиябактериального железа, представляющее собой соединение с вредными органическими молекулами. В результате деятельности такого железа водопровод может полностью "зарасти" за несколько месяцев. Вода, содержащая бактериальное железо, может иметь радужную пленку на поверхности и образовывать желеобразные отложения в водопроводной системе.

Помимо  естественного содержания железа в  воде к нему добавляется железо вследствие коррозии стальных поверхностей. 

Содержащая  железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску.

Безвредным для здоровья является концентрация железа в воде от 0,1 до 0,3 мг/л. Длительное употребления человеком воды с содержанием железа более 0,3 мг/л приводит к заболеванию печени, увеличению риска инфаркта и т. д. В естественных подземных источниках Центральной России концентрация железа в воде колеблется от 0,5-20 мг/л. 

Кроме того, уже при концентрациях железа свыше 0.3 мг/л, такая вода вызывает образование  ржавых потеков, способна изменить цвет тканей при их стирке и т.п. При  больших концентрациях у воды возникает характерный металлический  привкус, что отрицательно сказывается  на качестве напитков (чай, кофе и т.п.). В некоторых случаях может  пострадать даже качество еды, приготовленной на воде с высоким содержанием  железа.

Что же касается вредного воздействия железа при его поступлении в организм с пищей и водой, то Всемирная  Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой  величины по показания здоровья, так  как нет достаточных данных о  негативном воздействии железа на организм человека. 

Тем не менее, "нет достаточных данных…" — это не повод оставить всё  как есть и положиться на волю случая. 

Железо в воде — это примесь, которая является и лишней, и вредной  — и поэтому требует удаления. 

В пробирку наливают 10 см3 исследуемой воды, вносят 2 капли концентрированной хлороводородной кислоты и несколько кристаллов персульфата аммония (калия) и 0,2 см3 роданида аммония (калия).  
Приближенное определение общего железа с роданидом 

В подземных водах железо находится в форме гидрокарбоната железа (II). При попадании в открытые водоемы гидрокарбонат теряет СO2, а карбонат гидролизуется с образованием гидроксида железа (II), который реагируя с кислородом, растворенным в воде, образует гидроксид железа (III) и затем оксид железа (III):

Таким образом, в воде могут находиться соединения железа (II) и железа (III).  
 
Большие количества растворенного в воде железа не оказывают вредного влияния на здоровье людей, но такая вода непригодна для хозяйственно-бытовых целей.  
 
Повышенное содержание железа вызывает окрашивание, помутнение, придает воде запах сероводорода, неприятный чернильный привкус, а в сочетании с гуминовыми соединениями — болотный привкус. Колонии железобактерий могут закупорить просвет трубопроводов. Вода с повышенным содержанием железа непригодна для использования в ряде отраслей промышленности.  
 
ГОСТ 2874 — 82 устанавливает для воды водопроводов ПДК железа, равную 0,3 мг/дм3. Для воды местных источников водоснабжения допускается содержание железа 0,5 — 0,6 мг/дм3. Для водопроводов, подающих воду без специальной обработки по согласованию с СЭС, допускается содержание железа до 1 мг/дм3.