Reazioni qualitative per il ferro (III). Ferro: reazioni qualitative ai suoi ioni Reazioni qualitative al ferro

"articolo. In precedenza abbiamo già pubblicato un articolo Rimozione del ferro e demanganizzazione dell'acqua, in cui abbiamo descritto i modi principali con cui è possibile ottenere la rimozione del ferro dall'acqua. In questo articolo ci soffermeremo più in dettaglio sulla purificazione dell'acqua dal ferro senza reagenti.

Da circa 10 anni, per quasi tutte le acque sotterranee utilizzate per l'approvvigionamento idrico non centralizzato, la rimozione del ferro dall'acqua rappresenta uno dei problemi più urgenti. Il ferro nell'acqua è un problema piuttosto grande, anche se, poiché il ferro si ossida abbastanza rapidamente e macchia gli impianti idraulici, il bucato e l'acqua in una casseruola o in un bicchiere con un caratteristico colore rosso. Inoltre, oltre a una manifestazione così antiestetica, il ferro disabilita molto rapidamente i filtri dell'acqua potabile.

La rimozione del ferro dall'acqua comporta tipicamente attività come la rimozione del manganese e la rimozione dell'idrogeno solforato. Il manganese nell'acqua è un problema ancora più grande della presenza di ferro nell'acqua. Sebbene non presenti "rossore", è una sostanza più pericolosa. Il manganese è un metallo pesante che, se supera la quantità massima consentita nell'acqua, oltre a problemi tecnici, può portare a varie malattie. Anche l'idrogeno solforato è una sostanza nociva, ma solitamente questo gas è presente in piccole quantità e interferisce solo conferendo all'acqua un caratteristico odore sgradevole di uova marce.

La deferrizzazione dell'acqua senza reagenti è il processo più conveniente per rimuovere il ferro dall'acqua. Il principio di base della deferrizzazione senza reagenti dell'acqua è l'utilizzo dell'ossigeno dell'aria come "reagente". Il secondo elemento più famoso è l'utilizzo di uno speciale catalizzatore, sul quale si uniscono ferro e ossigeno disciolti nell'acqua.

L'ossigeno dell'aria entra nell'acqua durante il processo di aerazione dell'acqua, oppure è inizialmente presente, dal pozzo, per così dire. La deferrizzazione dell'acqua senza reagenti avviene in modo più completo se l'acqua contiene un eccesso di ossigeno, ovvero se c'è abbastanza ossigeno per tutto il ferro. Pertanto, a seconda del tipo di catalizzatore, la fase di aerazione dell'acqua può essere saltata se il contenuto di ferro nell'acqua è inferiore ad un certo valore.

Ma è meglio, naturalmente, usare in ogni caso l'aerazione dell'acqua - così l'ossidazione del ferro sarà più completa e non sarà colta di sorpresa da un improvviso cambiamento nella composizione dell'acqua. Pertanto, un forte aumento del contenuto di ferro può causare una rottura del ferro e potrebbe sembrare che il dispositivo di rimozione del ferro abbia smesso di funzionare. Tuttavia, se è presente un aeratore dell'acqua, semplicemente non può esserlo.

Un altro elemento poco utilizzato, ma che tuttavia aumenta notevolmente l'efficienza della deferrizzazione, un elemento di deferrizzazione dell'acqua non reagente è un turbolatore del flusso d'acqua. Il turbolatore del flusso d'acqua è un inserto speciale che consente la miscelazione più completa di aria, ossigeno e acqua.

La fase più famosa della deferrizzazione non reagente dell'acqua è un catalizzatore per l'ossidazione del ferro. Come catalizzatore viene utilizzata un'ampia varietà di sostanze: carbone attivo, alluminosilicati, dolomite e così via. I catalizzatori differiscono nella durata: alcuni possono funzionare a lungo, decine di anni. E alcuni - 2-3 anni.

Questa differenza nella durata del catalizzatore dipende da come è realizzato il materiale. La maggior parte dei catalizzatori sono quindi un materiale inerte, che viene “schizzato” all'esterno con la sostanza attiva vera e propria, che permette al ferro di reagire con l'ossigeno dell'acqua e depositarsi sotto forma di ruggine.

Di conseguenza, un catalizzatore di questo tipo "spruzzato" funziona solo fino a quando lo strato attivo non viene consumato - e il catalizzatore viene molto spesso (a seconda della quantità di ferro nell'acqua) lavato per eliminare la ruggine. I granuli del materiale sfregano l'uno contro l'altro, il che, ovviamente, cancella lo strato attivo. Di conseguenza, il catalizzatore si trasforma in normale carbone o sabbia in 2-3 anni.

I catalizzatori di un altro tipo (che, in effetti, offriamo) sono una sostanza attiva dalla superficie fino alla profondità. E nel processo di lavoro, i granuli, ovviamente, si consumano. Ma il catalizzatore rimane catalizzatore e rimuove il ferro per molti anni.

Naturalmente, i catalizzatori del primo tipo sono più economici. Ma devono essere cambiati più spesso. I catalizzatori del secondo tipo sono più costosi, ma cambiano anche meno spesso.

Quindi, la purificazione dell'acqua dal ferro senza reagenti non è misticismo, ma realtà 🙂

Secondo http://stop-zalizo.a-water.info/

La quantità predominante prodotta cloruro ferrico utilizzato per il trattamento delle acque industriali e reflue.

Il problema della depurazione delle acque industriali e reflue è uno dei compiti più importanti della protezione ambientale. La coagulazione è uno dei metodi più comuni di trattamento delle acque reflue. L'essenza del metodo di coagulazione è l'interazione di sostanze che inquinano le acque reflue con coagulanti minerali. I coagulanti più comunemente usati sono cloruro ferrico , che, a seguito dell'idrolisi, forma un idrossido di ferro scarsamente solubile Fe(OH) 3 . Nel processo di formazione di questo idrossido, le impurità inorganiche e organiche vengono catturate con la formazione di scaglie sciolte, che possono essere facilmente rimosse dagli effluenti trattati. Nel processo di formazione e sedimentazione, le sostanze sospese (limo, cellule di plancton, grandi microrganismi, resti vegetali, ecc.), le particelle colloidali e quella parte degli ioni inquinanti che sono associati sulla superficie di queste particelle vengono incluse nel L'elevata velocità di sedimentazione delle scaglie di idrossido determina il vantaggio del cloruro ferrico rispetto al solfato di alluminio. Il processo di sedimentazione dei fanghi con l'aiuto del cloruro ferrico procede più velocemente e più in profondità, inoltre, il cloruro ferrico influisce favorevolmente sulla decomposizione biochimica dei fanghi. Il consumo di cloruro ferrico è di 30 g per metro cubo. contatore delle acque reflue Il trattamento chimico delle acque reflue riduce il contenuto di impurità insolubili fino al 95% e impurità solubili fino al 25%.

Durante il trattamento delle acque reflue, i microrganismi e i composti tossici contenuti nell'acqua vengono distrutti ipoclorito di sodio.

Ipoclorito di sodio può essere utilizzato per trattare acque reflue contenenti sali di ammonio, composti fenolici, mercurio. Il grado di purificazione raggiunge il 99,9%.

A seguito di studi sull'efficacia dei disinfettanti utilizzati nell'industria alimentare, l'ipoclorito di sodio è stato valutato come il prodotto più efficace ed economico. Ha mostrato un'elevata efficienza d'impatto su quasi tutti i tipi di cellule vegetali, spore e batteri. Solitamente utilizzare una soluzione contenente 30 - 40 mg/l di cloro attivo.

Il cloruro ferrico viene utilizzato anche come catalizzatore nei processi di sintesi organica, ossidazione del bitume di petrolio e nella produzione di resine resistenti al calore. È un agente clorurante vigoroso, quindi può essere utilizzato per l'estrazione selettiva dei singoli componenti dei minerali.

Le soluzioni acquose di cloruro ferrico hanno proprietà di incisione moderata, quindi vengono utilizzate per incidere circuiti stampati, fogli di rame e parti metalliche prima della galvanizzazione.

È noto l'uso del cloruro ferrico come additivo al cemento Portland per accelerare il processo di presa. Il rapporto acqua/cemento (A/C) è consigliato entro 0,4 - 0,5. L'aggiunta di cloruro ferrico permette di aumentare il valore di V/C. L'aggiunta di cloruro ferrico aumenta la resistenza del calcestruzzo.

Caratteristiche tecniche della soluzione di cloruro ferrico.

1. Frazione di massa di cloruro ferrico - non inferiore al 40%;

2. La densità della soluzione a 20°C non è inferiore a 1,41 g/cu. cm;

3. Frazione di massa di cloruro ferrico - non più dell'1%;

4. Frazione di massa di sostanze insolubili in acqua - non più del 2%;

È noto alla gente fin dall'antichità: gli scienziati attribuiscono antichi oggetti domestici realizzati con questo materiale al IV millennio a.C.

La vita umana non può essere immaginata senza ferro. Si ritiene che il ferro venga utilizzato per scopi industriali più spesso di altri metalli. Da esso vengono realizzate le strutture più importanti. Il ferro si trova anche in piccole quantità nel sangue. È il contenuto del ventiseiesimo elemento che colora il sangue di rosso.

Proprietà fisiche del ferro

Nell'ossigeno, il ferro brucia per formare un ossido:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄.

Quando riscaldato, il ferro può reagire con i non metalli:

Inoltre, ad una temperatura di 700-900 ° C, reagisce con il vapore acqueo:

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂.

Composti del ferro

Come sapete, gli ossidi di ferro hanno ioni con due stati di ossidazione: +2 e + 3. È estremamente importante saperlo, perché per elementi diversi verranno eseguite reazioni qualitative completamente diverse.

Reazioni qualitative al ferro

È necessaria una reazione qualitativa per determinare facilmente la presenza di ioni di una sostanza in soluzioni o impurità di un'altra. Considera le reazioni qualitative del ferro ferroso e trivalente.

Reazioni qualitative per il ferro (III)

Il contenuto di ioni ferrici in una soluzione può essere determinato utilizzando alcali. Con un risultato positivo, si forma una base: idrossido di ferro (III) Fe (OH) ₃.

Idrossido di ferro(III) Fe(OH)₃

La sostanza risultante è insolubile in acqua e ha un colore marrone. È il precipitato marrone che può indicare la presenza di ioni ferrici nella soluzione:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓+ 3NaCl.

Gli ioni Fe(III) possono anche essere determinati utilizzando K₃.

Una soluzione di cloruro ferrico viene miscelata con una soluzione salina del sangue giallastra. Di conseguenza, puoi vedere un bellissimo precipitato bluastro, che indicherà che nella soluzione sono presenti ioni ferrici. troverai spettacolari esperimenti sullo studio delle proprietà del ferro.

Reazioni qualitative per il ferro (II)

Gli ioni Fe²⁺ reagiscono con il sale rosso del sangue K₄. Se quando si aggiunge il sale si forma un precipitato bluastro, questi ioni sono presenti nella soluzione.

Quali sono i metodi di purificazione dell'acqua dal ferro

La concentrazione di impurità di ferro nell'acqua potabile non deve superare 0,3 mg/l. Di norma, nei pozzi sotterranei della Russia, il contenuto di questo inquinamento viene superato più volte. A questo proposito, sorge la domanda su come purificare l'acqua dal ferro agli standard di potabilità. La scelta del metodo di depurazione dipende dalla forma di ferro presente nell'acqua. Puoi scegliere il metodo giusto per la deferrizzazione dell'acqua eseguendo un'analisi chimica approfondita e conducendo una serie di test fisici con l'acqua: sedimentazione, scuotimento, contatto con l'aria, ispezione visiva. Le prestazioni e la durata dell'installazione dell'apparecchiatura per il trattamento dell'acqua dipendono dalla scelta corretta del metodo di purificazione dell'acqua dal ferro.

• Depurazione dell'acqua dal ferro ferroso, di regola, nella maggior parte dei casi si trova nei pozzi. Applicare la deferrizzazione catalitica sui filtri a sabbia previa aerazione dell'acqua mediante compressore. Questo approccio consente un'ulteriore rimozione di manganese e idrogeno solforato. Vengono utilizzati materiali filtranti catalitici. I dettagli su come funziona questo schema possono essere trovati sul nostro sito web. .
• Purificare l'acqua dal ferro colloidalee le impurità colloidali possono essere coagulate con un reagente speciale. In alcuni casi, il dosaggio di ipoclorito di sodio viene utilizzato parallelamente alla coagulazione. Inoltre, le particelle coagulate e ossidate vengono filtrate sul mezzo filtrante. Maggiori informazioni sulla natura delle particelle colloidali e sull'essenza del metodo di purificazione dal ferro colloidale sul nostro sito web. .
  
• Purificare l'acqua dal ferro organico Potere in due modi: 1) Ossidazione delle sostanze organiche - metodo reagente, mediante dosaggio di ipoclorito di sodio o ozonizzazione. 2) Metodo senza reagenti: dopo la rimozione catalitica del ferro, un assorbitore organico viene installato su una speciale resina a scambio ionico Purolite A500P per la rimozione selettiva delle impurità organiche.
• Purificazione dell'acqua dal ferro batterico - batteri del ferroessere effettuato dopo la consueta deferrizzazione, mediante installazione di una lampada ultravioletta battericida di adeguate prestazioni. Oppure filtrato attraverso carboni attivi argentati. Se è stato utilizzato il dosaggio del reagente (ipoclorito di sodio o ozono), il ferro batterico viene rimosso automaticamente.

Quali sono le forme di contenuto di ferro nelle acque sotterranee

Il ferro nelle acque sotterranee può trovarsi nei seguenti stati:

• Ferro ionico ferroso disciolto. È in questa forma che il ferro si trova nei pozzi prima che raggiunga la superficie della terra. Senza accesso all'aria, rimane in uno stato disciolto. Dopo il contatto con l'ossigeno atmosferico, l'acqua diventa torbida e il ferro ferrico precipita. La velocità di precipitazione dipende dal valore dell'equilibrio acido-base dell'acqua.
• ferro insolubile trivalente- ruggine, ossidi di ferro, sedimento rosso. Si forma quando il ferro ferroso disciolto interagisce con l'aria, cioè quando l'acqua scorre da un pozzo alla superficie. Si trova sulla superficie interna delle tubazioni. Il ferro totale è la somma del ferro disciolto e non disciolto. L'analisi non indica sempre il rapporto tra ferro ferroso e ferrico. Se uno specialista preleva un campione d'acqua alla fonte, quindi in base ai segni esterni, deve comprendere il rapporto approssimativo. Oppure aggiungi un reagente che fissa questo rapporto. Da questo dipende la riduzione al minimo del costo delle apparecchiature per il trattamento dell'acqua.
• ferro colloidaleè sospeso nell'acqua e non è in grado di depositarsi naturalmente sotto l'influenza della gravità. Le particelle colloidali hanno dimensioni inferiori a 1 micron e non vengono rimosse dai media filtranti, poiché questi ultimi hanno una dimensione dei pori superiore a 5 micron. Questo tipo di ferro non viene registrato in alcun modo nelle analisi dell'acqua. Uno specialista esperto può riconoscerlo. Su come riconoscerlo e come affrontarlo nel prossimo capitolo.
• ferro organico- ha la forma di grandi molecole organiche, al centro delle quali si trova un atomo di ferro. Per capire dall'analisi dell'acqua cos'è il ferro nell'acqua, è necessario guardare il parametro "ossidabilità del permanganato" se viene superato di più di 4 unità, allora questa forma di ferro è nella vostra acqua. Di norma aumentano anche i parametri cromaticità e torbidità. Una colonna di aerazione e successiva filtrazione su materiale granulare non rimuove tale ferro.
• Ferro batterico- accumuli simili a ragnatele di colore bruno, si formano colonie. Possono esserci fino a 20 accumuli di questo tipo, ad esempio in un secchio d'acqua rimasto fermo per un po'. Questo tipo di ferro è raro, in determinate condizioni chimiche. È importante notare: Dalla forma del contenuto di ferro nelle acque sotterranee sorgono alcuni problemi che il consumatore deve affrontare e, di conseguenza, viene selezionato l'uno o l'altro metodo di trattamento dell'acqua. Considera quali problemi sono causati dalle forme elencate di ferro nell'acqua.

Ferro disciolto Ferro colloidale Ferro batterico

Problemi associati all'alto contenuto di ferro nell'acqua

A seconda della forma in cui è contenuto il ferro nell'acqua, compaiono alcuni segni visivi. In prima approssimazione, questi segnali possono essere utilizzati per determinare quale tipo di ferro è contenuto in una determinata acqua, e per capire quale metodo di deferrizzazione utilizzare per la pulizia. Naturalmente la decisione finale ed esatta viene presa da uno specialista sulla base di un'analisi chimica completa dell'acqua trattata.

• Ferro bivalente e disciolto - piùproblema comune dell'acqua, si verifica nel 70% dei casi. Potrebbe esserci un sapore metallico e un aspetto torbido. L'acqua del pozzo arriva assolutamente trasparente, ma dopo essere rimasta per 10-50 minuti all'aria aperta diventa torbida e cade un precipitato marrone chiaro. Questo è il ferro già ferrico molto insolubile.
• Nel caso del ferro colloidale si osserva il contrario. L'acqua della sorgente arriva già torbida. Quindi, dopo essere rimasto per un po 'in un contenitore da 1 ora a 3 giorni, diventa più luminoso e le particelle colloidali sospese si depositano gradualmente sul fondo, formando un precipitato bianco o marrone. Questo è un chiaro segno di ferro colloidale. Le particelle colloidali possono contenere non solo ferro, ma anche sali minerali, batteri e materia organica. Le particelle colloidali sono più difficili da pulire rispetto al normale ferro ferroso. A causa del fatto che le particelle colloidali hanno la stessa carica e si respingono a vicenda e non sono suscettibili di precipitazione. La presenza di ferro colloidale non può essere determinata mediante l'analisi convenzionale dell'acqua.
• ferro organico potrebbe non manifestarsi in alcun modo e la sua presenza può essere determinata solo dall'analisi iniziale dell'acqua. Il problema del ferro organico nell'acqua è che è piuttosto difficile riportarlo al livello normale di 0,3 mg/l. Lo ione ferro è integrato nella molecola organica da forti legami chimici ed è difficile da rimuovere. Con una selezione professionale di attrezzature, reagenti e materiali filtranti e comprendendo l'origine del problema, questo può essere risolto efficacemente.
• Ferro batterico raramente osservato nella nostra pratica decennale. C'è la seguente immagine interessante con il ferro. L'acqua dopo il sistema di deferrizzazione è limpida e, dopo essere rimasta nel serbatoio, non si formano precipitati arrugginiti. Ma dopo 1-2 giorni si formano piccoli fiocchi marroni di 0,5-1 cm. Ad esempio, in un secchio da 12 litri possono esserci fino a 10-20 pezzi disposti in colonie nell'intero volume d'acqua. Questo è un chiaro segno della presenza di ferro batterico o di batteri del ferro. Di norma, in tali acque la conta microbica totale (TMC) viene superata di oltre 50 CFU. La dimensione CFU sta per Unità Formanti Colonie.

Quale attrezzatura è necessaria per la purificazione dell'acqua senza reagenti dal ferro

Ciascun tipo di ferro considerato utilizza le proprie attrezzature, filtri e materiali di riempimento. Poiché il ferro disciolto o ionico o ferroso si trova nei pozzi nel 70% dei casi, considereremo quali attrezzature e materiali vengono utilizzati per rimuovere questo particolare tipo di ferro. Il sistema di deferrizzazione ad acqua senza reagenti è composto da quattro moduli:

Prima parte Questo è un prefiltro meccanico. Filtra le particelle di grandi dimensioni superiori a 10 micron.

Seconda parte È un sistema di aerazione pressurizzata dell'acqua. Senza un sistema di aerazione non è possibile rimuovere il ferro disciolto. Il sistema di aerazione è composto da uno speciale compressore AP-2 o LP-12, un sensore di flusso Brio 2000 (prodotto in Italia) o un contatore dell'acqua a impulsi, una bottiglia di plastica della giusta dimensione, relè di accensione e spegnimento del compressore, valvola di eccesso d'aria.

La terza parte Dopo il sistema di aerazione, viene installato il filtro deironer stesso. È costituito da un serbatoio in plastica rinforzata con fibra di vetro, un sistema di distribuzione del drenaggio, un'unità di controllo del flusso d'acqua, un materiale filtrante e un letto di supporto in ghiaia. Il cilindro in plastica viene selezionato individualmente in base alle prestazioni richieste. La centralina può essere automatica o manuale. Il materiale filtrante è l'anima del filtro e viene selezionato da uno specialista sulla base di un'analisi completa dell'acqua. È possibile visualizzare quali materiali filtranti per la purificazione dell'acqua dal ferro. Il substrato di ghiaia è una sabbia di quarzo appositamente preparata con una granulometria di 2-5 mm o 4-7 mm.

Alla fine del sistema viene solitamente installata una filtrazione finale sotto forma di cartuccia a carbone. Dopo tale sistema, abbiamo in uscita acqua con una concentrazione di ferro inferiore a 0,3 mg/l. Puoi vedere maggiori dettagli sul principio di funzionamento del filtro deferrizzatore.

Deferrizzazione dei reagenti dell'acqua

La rimozione del ferro tramite reagente viene utilizzata meno frequentemente rispetto a quella senza reagenti. I reagenti per l'ossidazione vengono utilizzati in caso di elevate concentrazioni di ferro, manganese, sostanze organiche, contaminazione batterica e idrogeno solforato. Il fatto è che l'ossigeno, utilizzato nella rimozione del ferro senza reagenti, ha una bassa capacità ossidante rispetto all'ipoclorito di sodio, al permanganato di potassio e all'ozono. Pertanto, se nell'analisi dell'acqua osserviamo una concentrazione di ferro superiore a 6-8 mg/l, la presenza di contaminanti organici, ferro batterico, allora con un'alta probabilità è necessario utilizzare il reagente deironizzante dell'acqua. La scelta del reagente dipende dall'analisi dell'acqua e dalle capacità finanziarie del cliente. Il più comunemente usato è l’ipoclorito di sodio. Il dosaggio del permanganato di potassio è obsoleto e praticamente non utilizzato. La purificazione dell'acqua dal ferro mediante ozonizzazione viene utilizzata raramente a causa dei costi elevati. La composizione dell'attrezzatura per la pulizia dei reagenti si distingue per la presenza di una pompa dosatrice e di un contenitore con un reagente. In alcuni casi viene utilizzato un grande serbatoio di aerazione per aumentare l'area e il tempo di contatto del reagente con l'acqua trattata. All'uscita del sistema di pulizia è installato un filtro a palloncino al carbonio per rimuovere il cloro residuo.

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Quali materiali per la purificazione dell'acqua dal ferro scegliere

I media filtranti sostituibili sono l'anima del filtro. La durata del filtro dell'agente deferrante dipende dalla loro corretta selezione. Secondo il metodo di rimozione del ferro, i materiali sono suddivisi in scambio ionico e catalitico. Il metodo ionico viene utilizzato raramente a causa del problema dell'ossidazione degli ioni ferro all'interno del granulo di resina stesso. Questo processo è chiamato avvelenamento da resina e ferro. È abbastanza difficile estrarre il ferro ferrico ossidato. Il metodo ionico viene utilizzato per addolcire l'acqua. Il metodo catalitico prevede il processo chimico di ossidazione del ferro sulla superficie di un granulo di materiale. Il ferro viene quindi lavato con un flusso d'acqua inverso. Nel 90% dei casi viene utilizzato il metodo catalitico. Nella maggior parte dei casi sono adatti materiali come Sorbent AS, Sorbent MS, Birm, MZHF.

Secondo il metodo di produzione, i materiali sono naturali: sono minerali e sintetici. Un brillante rappresentante del carico naturale è zeolite, diatomite, apoki, farina fossile e altri. I materiali di riempimento sintetici sono prodotti in parte da componenti naturali applicando su di essi un materiale catalitico - ossido di manganese - utilizzando una tecnologia speciale. Il catalizzatore Birm più comune. Sono comuni anche MZHF e Greensand. Vedi sotto per ulteriori informazioni su tutti i media filtranti utilizzati per rimuovere il ferro dall'acqua.

solfato ferroso- una sostanza chimica, che è un sale di acido solforico e ferro 2-valente. Combinandolo con sette molecole d'acqua si forma un composto che nella vita di tutti i giorni si chiama solfato di ferro.

Questo composto chimico ha anche vari altri nomi con cui viene venduto e utilizzato in diverse aree: solfato di ferro, solfato ferroso, sale di ferro dell'acido solforico, tetraossosolfato di ferro (II), solfato di ferro (II).

In natura, il solfato ferroso ha un analogo: un minerale chiamato melanterite.

Il solfato ferroso è stato scoperto dall'umanità molto tempo fa, i metodi del suo utilizzo sono contenuti negli antichi testi greci di mille e mezzo anni fa. Oggi viene utilizzato in vari campi dell'industria, della medicina, della veterinaria e dell'agricoltura. L'ambito del suo utilizzo in vari settori è estremamente ampio, quindi di seguito elencheremo le aree in cui viene utilizzato molto spesso e la sua sostituzione con altri analoghi degrada la qualità del medicinale o del prodotto.

Caratteristiche qualitative del solfato ferroso

La qualità del solfato ferroso è determinata in conformità con gli standard stabiliti da GOST 6981-084 Per quanto riguarda le caratteristiche fisico-chimiche del solfato ferroso prodotto industrialmente per il 1o grado, frazione di massa:

• il solfato ferroso dovrebbe essere almeno del 52%;
• l'acido solforico libero non deve essere superiore allo 0,3%;
• le sostanze che non si dissolvono in acqua non devono superare lo 0,2%.

Per la seconda elementare, frazione di massa:

• il solfato ferroso dovrebbe essere almeno del 47%;
• l'acido solforico libero non deve essere superiore all'1%;
• le sostanze che non si dissolvono in acqua non devono superare l'1%.

Applicazione in agricoltura

In agricoltura il solfato ferroso viene utilizzato per:

• miglioramento chimico di vari terreni;
• per la distruzione di licheni e muschi;
• come un farmaco che distrugge con successo le spore di vari funghi;
• per controllare lumache e altri parassiti di giardini e piantagioni forestali;
• trattamento delle piante affette da clorosi.

Anche in agricoltura, il solfato ferroso viene utilizzato per aumentare la produttività della massa verde in crescita, poiché la sostanza è uno dei componenti di molti enzimi ossidativi che svolgono un ruolo importante nei processi di respirazione delle piante. Il solfato di ferro viene utilizzato come fertilizzante per la carenza di ferro nei terreni.

Buoni risultati si ottengono con l'alimentazione fogliare di ribes e fragole con una soluzione acquosa di solfato ferroso, preparata in ragione di cinque-dieci grammi del farmaco per dieci litri di acqua.

Spesso il solfato di ferro viene utilizzato in combinazione con fertilizzanti organici, introducendo nel terreno una miscela di cento grammi di solfato ferroso e dieci chilogrammi di sostanza organica.

Coloro che sono impegnati nella viticoltura conoscono bene le qualità benefiche del solfato ferroso. L'irrorazione primaverile con una soluzione di questa sostanza del terreno attorno alle viti distrugge funghi e batteri, e l'impatto sulle viti stesse rallenta lo sviluppo delle gemme, il che aiuta la pianta a sopportare più facilmente le prime gelate. Anche le talee di vite vengono trattate con vetriolo di ferro: attecchiscono e germinano meglio.

Le foglie di vite non devono essere trattate con una soluzione di solfato ferroso: la soluzione può causare ustioni.

Il solfuro di ferro viene utilizzato anche per trattare gli alberi da giardino di pomacee per distruggere i licheni, i muschi e gli insetti dannosi. Per fare questo, preparare una soluzione in ragione di 500 grammi di vetriolo per dieci litri di acqua. Per gli arbusti, così come per le drupacee, la concentrazione è leggermente inferiore: trecento grammi per dieci litri di acqua.

È importante ricordare che il trattamento con solfato ferroso non dovrebbe essere consentito se è stato effettuato il trattamento con calce: in questi casi viene utilizzato solfato di rame.

Il solfato ferroso è efficace nel trattamento della clorosi: per questo, una soluzione viene aggiunta al terreno attorno alla vite in ragione di grammi di solfato di ferro, venti grammi di acido ascorbico o citrico per dieci litri di acqua. Per combattere la clorosi delle ortensie, di altri colori, si utilizza una soluzione di trenta grammi di solfato ferroso per dieci litri di acqua e si spruzzano le piante malate con una pausa di sei giorni fino al completo recupero.

Il solfato di ferro è utilizzato anche in medicina veterinaria. Quando si alimentano suinetti e vitelli.

L'uso del solfato ferroso in medicina

In ambito farmaceutico, i preparati che utilizzano solfato ferroso sono classificati in due gruppi clinici e farmacologici:

• stimolanti dell'emopoiesi;
• preparati contenenti micro e macro elementi.

È usato per trattare l'anemia da carenza di ferro, come farmaci antianemici per la carenza di ferro per il normale processo di creazione di mioglobina, emoglobina, alcuni enzimi negli organi emopoietici per stimolare l'eritropoiesi.

Il solfato ferroso è stato utilizzato in medicina fin dai tempi antichi. Nella Rus' veniva usato per curare le “pallide infermità”, l'antico medico greco Melampas curò con esso il principe ereditario Ificlas Thesalio mille e mezzo anni fa, Ibn-Sina lo usò per combattere la magrezza patologica e per migliorare la carnagione, lo raccomandava Paracelso come tonico per l'idropisia. All'inizio del XIX secolo, le pillole Blodius proposte dal medico francese Pierre Blaud erano considerate il miglior rimedio per il trattamento della "minzione pallida", dell'anemia e della debolezza generale: consistevano di solfato ferroso e carbonato di potassio.

Oggi i preparati a base di solfato ferroso vengono utilizzati per malattie come

• anemia da carenza;
• periodo dell'allattamento al seno;
• insufficienza secretoria nella gastrite cronica;
• periodo di crescita attiva;
• gravidanza;
• malnutrizione;
• dopo la resezione dello stomaco;
• ulcera duodenale;
• ulcera allo stomaco;
• prematurità nei bambini;
• diminuzione della resistenza del corpo;
• sanguinamento e perdita di sangue.

Sebbene i preparati a base di solfato ferroso siano venduti in farmacia senza prescrizione medica, esistono ancora alcune restrizioni al loro utilizzo. Tra le controindicazioni:

• emocromatosi;
• ipersensibilità;
• emosiderosi;
• porfiria tardiva della pelle;
• talassemia;
• emolisi cronica;
• malattie del tratto gastrointestinale che violano l'assorbimento del ferro;
• anemia sideroblastica;
• anemia emolitica e aplastica;
• varie anemie non associate a carenza di ferro.

I farmaci vengono prescritti ai pazienti, in particolare ai bambini, in dosaggi che tengono conto del ricalcolo del ferro attivo.

I medicinali contenenti solfato ferroso non devono essere prescritti in caso di trasfusioni di sangue frequenti.

I farmaci che utilizzano il ferro sono presentati nella tabella.

È interessante notare che le proprietà del solfato ferroso in relazione al miglioramento dei processi di trasferimento dell'ossigeno dal sangue ai muscoli hanno suscitato interesse per questa sostanza da parte dei medici sportivi. Tuttavia, uno studio approfondito sulle prestazioni atletiche degli atleti che hanno utilizzato il farmaco come integratore alimentare non ha rivelato la sua efficacia.

L'uso del solfato ferroso nella costruzione

Questa sostanza chimica è stata a lungo utilizzata per aumentare la durabilità degli edifici in legno.

Sin dagli antichi greci, le persone erano alla ricerca di materiali che aiutassero a proteggere il legno delle case dalla decomposizione. Li hanno ricoperti con oli vegetali, poi vari colori e vernici. L’effetto, nella migliore delle ipotesi, fu di breve durata. Pitture e vernici si staccarono e in questi luoghi iniziarono rapidamente a svilupparsi processi di decadimento.

Il modo di distruggere batteri e funghi che distruggono il legno con l'aiuto di vari prodotti chimici si è rivelato molto più efficace. Oggi questo metodo è chiamato biocida. Si basa sull'impregnazione del legno con impregnanti (soluzioni antisettiche).Tra gli impregnanti più efficaci c'è il vetriolo di ferro.

Per proteggere il legno, una soluzione di solfato di ferro:

• applicato su superfici in legno con pennelli;
• applicato su parti in legno spruzzando con uno spray;
• le strutture in legno vengono completamente immerse in una soluzione di solfato ferroso, mentre per aumentarne l'efficienza vengono riscaldate in una soluzione.

Un effetto positivo ancora maggiore è dato dal trattamento industriale delle strutture in legno con solfato di ferro. Viene eseguito utilizzando uno dei seguenti metodi:

• impregnato con una soluzione di solfato ferroso in autoclavi;
• utilizzando l'impregnazione per diffusione, durante la quale uno strato di materiale pastoso viene applicato sulle parti in legno, che contiene solfato di ferro, cadendo gradualmente nel materiale, impregnandone completamente la struttura.

Nelle zone rurali dei paesi scandinavi, ancora oggi, per dipingere case e recinzioni viene utilizzata un'antica composizione speciale per proteggerle dalla decomposizione a base di solfato ferroso. La composizione comprende:

• acqua 9 litri;
• vetriolo di ferro - 1,56 chilogrammi;
• farina - 0,72 chilogrammi;
• pigmento di calce secca - 1,56 chilogrammi;
• sale - 0,36 chilogrammi.

Si introduce gradualmente 1/3 dell'acqua nella farina e si mescola fino ad ottenere una pasta, che viene filtrata e poi scaldata costantemente, mescolando bene, quindi si aggiungono sale, pigmento di calce e solfato di ferro - dopo che sono completamente sciolti, il si aggiunge il resto dell'acqua preriscaldandola.

Se si desidera dare alla vernice qualsiasi colore, vengono aggiunti i pigmenti appropriati. La vernice su superfici in legno viene applicata senza primer e in due strati. Il consumo di vernice in questo caso è di 0,3 chilogrammi per metro quadrato. La durata minima di tali superfici in condizioni atmosferiche in Norvegia, nelle regioni settentrionali della Finlandia, è di vent'anni.

I vantaggi delle impregnazioni a base di builder a base di solfato di ferro includono la sua buona solubilità in acqua (la soluzione al 25% può essere preparata in acqua fredda, il 55% in acqua calda), nonché il fatto che tali soluzioni non corrodono le parti in ferro.

Quando si utilizzano soluzioni di solfato ferroso come antisettico, le precauzioni di sicurezza richiedono che tutto il lavoro venga svolto con guanti di gomma e un respiratore.

In Russia è stato inventato e realizzato un metodo per la produzione di fibre di legno e pannelli truciolari per l'industria dell'edilizia e dei mobili da materiali in legno contenenti cellulosa e lignina attraverso la loro lavorazione passo dopo passo. In una delle fasi, l'elemento principale di una tecnologia complessa è un agente modificante come il solfato di ferro, che viene introdotto nella massa di legno riscaldata dal vapore a t=190°C e quindi pressato in tavole a t=190°C .

Poiché questo metodo non utilizza sostanze di natura fenolica, si ottengono tavole ad alta resistenza ecologiche che non sono soggette a processi di putrefazione e non emettono formaldeide durante il funzionamento. Tali piastre sono anche facili da lavorare, resistenti all'umidità e poco combustibili.

L'additivo modificante del solfato di ferro allo stesso tempo aumenta significativamente la resistenza del materiale delle piastrelle, riduce il tempo necessario per la produzione delle lastre. Nel settore edile, il solfato ferroso viene utilizzato anche nella produzione di miscele di clinker, intonaci secchi e cementi per rimuovere gli ioni di cromo esavalente.

L'uso del solfato di ferro nell'industria del mobile

L'incisione del legno svolge la funzione non solo di protezione, ma anche di conferirgli un nuovo aspetto estetico. Il colore risultante di un prodotto in legno dipende dal tipo di specie legnosa. Quindi nel decapaggio con solfato ferroso:

• in una concentrazione dallo 0,5% al ​​2% il legno di quercia è dipinto in un colore scuro, quasi nero;

• ad una concentrazione dal 2% al 4% il legno di faggio diventa marrone;
• ad una concentrazione del 4%, il legno di betulla acquisisce un colore giallo-marrone;
• a concentrazioni dal 2% al 4% il legno di pino acquisisce un colore grigio-marrone.

L'uso del solfato ferroso nell'industria leggera

In quest'area dell'economia viene utilizzato il solfato ferroso, uno dei componenti principali della tecnologia nella produzione di inchiostri, incisione di tessuti e tintura di pelletteria.

Già nel XV secolo in Francia fu sviluppato un metodo per tingere la pelle per rilegature di libri con una composizione a base di solfato ferroso e noci galliche con soda. In questo modo si otteneva una buccia sottile dal colore grigio scuro uniforme. La tintura con solfato di ferro si basa sul processo chimico di ossidazione dei tannini naturali che compongono la pelle, con conseguente formazione di composti colorati che non si sciolgono in acqua. Gli svantaggi di questo antico metodo includono il danneggiamento delle zone più sottili da parte del sale minerale in caso di vestizione non uniforme della pelle.

La comparsa dei coloranti sintetici nel XIX secolo e il rapido sviluppo successivo di quest'area dell'industria chimica non portarono allo spostamento del solfato ferroso dalla tecnologia di tintura della pelle.

Si è scoperto che tali coloranti senza l'uso del comprovato solfato ferroso in molti casi, specialmente durante la lavorazione della pelle al cromo, portano a macchie irregolari, rivelando visivamente in modo nitido difetti precedentemente invisibili. Il solfato ferroso si è rivelato indispensabile nella produzione di pelli di alta qualità.

L'uso del solfato di ferro nella produzione di vernici

Il solfato di ferro viene utilizzato nella produzione di pigmenti sintetici a base di ossido di ferro, che determinano il colore delle vernici.

Per reazione tra carbonato di sodio e solfato di ferro in presenza di ossigeno atmosferico (a volte sostituito con sale di Berthollet), si ottiene il pigmento Giallo Marte. Questo pigmento sintetico viene utilizzato per realizzare vernici artistiche e materiali per dipingere il legno. Preparato in un rapporto di 1:8 con un riempitivo, tale pigmento è chiamato "ocra sintetica".

Pigmento "Rosso Marte". Si ottiene termicamente dal solfato ferroso. Innanzitutto, il solfato di ferro viene disidratato riscaldandolo a 400°C e poi calcinato a temperature comprese tra 700°C e 825°C. Le tonalità del pigmento risultante dipendono dalla qualità della tecnologia di produzione e possono variare dal rosso-arancio al viola e al lampone, dal rosa al lilla. Il colore è determinato dalla dimensione e dalla forma dei cristalli di pigmento risultanti, per i colori chiari la dimensione va da 0,35 micron a 0,45 micron e per le tonalità scure - 2,5 micron. Nei colori chiari i cristalli hanno forma particellare aciculare, mentre nei colori scuri sono lamellari.

Il pigmento rosso Marte è molto richiesto: viene utilizzato per la produzione di vari smalti e vernici, per la tintura di plastica, carta e linoleum. La disidratazione del solfato ferroso e la sua calcinazione vengono effettuate in forni rotativi.

Il colore del pigmento risultante dipende anche dalle temperature durante la produzione. A temperature da 700°C a 725°C si ottengono pigmenti con una tinta giallastra, a temperature da 725°C a 825°C si ottengono pigmenti con una tinta bluastra.

È possibile ottenere varie tonalità nella produzione di pigmenti a base di solfato ferroso introducendo additivi, ad esempio l'uso di cloruro di sodio conferisce una tinta viola al pigmento risultante.

Il pigmento marrone di Marte è prodotto dal solfato di ferro mediante precipitazione in presenza di solfato di manganese con ammoniaca. Il precipitato formatosi viene separato e quindi ossidato con aria in ambiente alcalino, lavato, essiccato e seguito da calcinazione a temperature comprese tra 180°C e 200°C.

L'uso del solfato ferroso nella lucidatura dell'acciaio

Azzurramento- questo è un processo tecnologico per ottenere una pellicola di ossido sulla superficie dell'acciaio, che non solo protegge l'acciaio, ma gli conferisce anche un bell'aspetto. Il processo di brunitura viene effettuato in soluzioni acide o alcaline, che includono solfato ferroso.

Volendo ottenere una pellicola bluastra, utilizzate questa soluzione:

• solfato ferroso - 30 chilogrammi;
• acido cloridrico - 30 chilogrammi;
• mercurio dell'acido nitrico - 30 chilogrammi;
• alcool etilico - 120 chilogrammi.

La soluzione viene riscaldata a 20°C e in essa il prodotto siderurgico viene lavorato per venti minuti.

Se necessario, per ottenere una tonalità di bluastro rosso scuro, utilizzare la seguente soluzione:

• solfato ferroso - 3 chilogrammi;
• alcool etilico - 3 chilogrammi;
• acqua - 100 chilogrammi;
• rame acido nitrico - 1,2 chilogrammi.

La soluzione viene riscaldata a 25°C e la superficie del prodotto in acciaio viene inumidita con una spazzola morbida, lasciata asciugare e nuovamente inumidita. Il procedimento viene ripetuto più volte fino ad ottenere la tonalità di rosso desiderata.

Quando si blua per ottenere sfumature rosso scuro, a volte si formano macchie di ruggine: vengono rimosse con cura con un pennello umido e la soluzione viene applicata nuovamente.

Per fissare la pellicola protettiva formata sulla superficie, viene quindi trattata con uno dei 2 metodi.

1. Metodo 1. Vengono lavati a lungo in acqua corrente, quindi fatti bollire per cinque minuti in una soluzione di tre chilogrammi di sapone per cento litri di acqua.
2. Metodo 2. Vengono lavati a lungo in acqua calda, quindi immersi per 2 minuti in una soluzione di bicromato di sodio riscaldata a 70 ° C (12 chilogrammi per cento litri di acqua).

Nella fase finale della brunitura, il prodotto in acciaio viene essiccato e quindi accuratamente lubrificato con una sorta di olio per macchine.

L'uso del solfato ferroso per la tintura della lana

Il vetriolo di ferro viene utilizzato nei processi di tintura della lana ottenuta dalle pecore, come abrasione, cioè per fissare il colore della lana tinta in modo che dopo il lavaggio i prodotti da essa non siano soggetti a muta. Gli svantaggi di questo metodo, utilizzato da molto tempo, includono l'acquisizione di una colorazione leggermente giallastra da parte del prodotto dopo il trattamento con solfato ferroso.

L'uso del solfato ferroso nella galvanica

In questo settore della produzione industriale, il solfato ferroso viene utilizzato nella fabbricazione di stampi e matrici. L'accuratezza dimensionale dello stampo, l'assenza di rugosità durante l'elettroformatura, durante la quale le copie metalliche risultanti vengono separate dal modello che funge da base per la deposizione del metallo, gioca un ruolo molto importante dopo il completamento del processo. Allo stesso tempo, è importante che la superficie del modello, gli strati applicati per il livellamento abbiano proprietà conduttive. Per soddisfare questi requisiti tecnologici, vengono utilizzati elettroliti solfati, che includono solfato di ferro. Il processo di elettroformatura viene effettuato sotto costante controllo.

La galvanica con l'utilizzo di solfato ferroso è un processo piuttosto lungo. Il tempo di deposizione di strati metallici spessi può richiedere diverse settimane. Ma il tempo di attesa viene ripagato dall'elevata qualità delle superfici risultanti e dal rispetto della precisione dimensionale.

Le superfici dei modelli prima dell'applicazione degli elettroliti vengono accuratamente lavate e sgrassate, quindi asciugate completamente.

L'uso del solfato ferroso per la produzione di inchiostro

L'utilizzo del solfato ferroso per la preparazione dell'inchiostro è forse il metodo più antico per ottenere soluzioni per l'applicazione di immagini su carta. Si basa sui processi di acquisizione del colore nero quando si mescolano soluzioni di tannini e solfato di rame.

Il solfato ferroso è un componente integrale di antiche composizioni per crittografia, immagini. Le iscrizioni sono state applicate su carta, tela con soluzione di tannino all'1% 0,1 M, quindi al momento giusto sono state strofinate con una soluzione di solfato ferroso 0,1 M e l'iscrizione è diventata visibile.

Precauzioni di sicurezza quando si lavora con solfato ferroso

Non esistono misure speciali di sicurezza antincendio per il solfato ferroso. Questa sostanza non è infiammabile, non è esplosiva. Tuttavia, per quanto riguarda la salute, rappresenta qualche pericolo se maneggiato con noncuranza.

Questa sostanza chimica appartiene alla terza classe di tossicità, che combina materiali moderatamente pericolosi per la salute umana.

Quando si utilizza il solfato, non è consentito superare la concentrazione di aerosol di solfato ferroso nell'aria delle aree di lavoro in concentrazioni superiori al massimo consentito, ovvero 2 mg / m².