«Почему железо не растворяется в воде?» – Яндекс.Кью

Большинство людей, и особенно дети, воспринимают мир непосредственно, используя в качестве меры то, что соизмеримо с самим человеком. Например, без специальных приборов и расчётов невозможно соотнести размеры Луны и Солнца, и расстояния до них. То же самое касается и времени — осознаваемое нами время должно соотноситься с годами, днями, часами, продолжительностью одного моргания (≈ одна десятая часть секунды).

Если мы смотрим на гвоздь в луже и на сахар в чашке чая, то мы полагаем, что сахар растворяется, а железный гвоздь нет. Однако наши глаза часто вводят нас в заблуждение. Вода настолько хороший растворитель, что растворяет в себе не только сахар или железо, но даже и, в это трудно поверить, воздух. (Спроси, чем дышат рыбы, чтобы узнать больше об этом.) Вопрос только в том, за какое время происходит растворение, и какие еще процессы это растворение сопровождают.

Одни вещества растворяются водой хорошо, а другие плохо. Всё дело во внутреннем устройсте молекул и атомов из которых состоят эти вещества. Одни молекулы или кристаллы очень сильно связаны и не отдают воде свои атомы в свободное плавание — растворяются плохо, как железо. А другие не образуют сильных связей, вода легко разрывает их и забирает атомы себе. Так происходит, например, с сахаром. Конкретно с железом дело обстоит очень интересно.

1) Так как в воде есть растворённый кислород, то железо может постепенно окислиться, то есть превратиться в ржавчину. Ржавая поверхность железа при этом становится рыхлой, и частички ржавчины могут отрываться и уплывать. Это один из путей, которыми вода может растворять железо. Если вода подаётся в дом по железным трубам, то со временем (через несколько десятилетий) эти трубы ржавеют. Протекая по такой трубе вода вода срывает частички окисленного железа. Если налить такую воду в стакан, и оставить в покое, то крупные частички ржавчины осядут на дно, но самые мелкие всё равно останутся в воде и с помошью химических реактивов их всё равно можно будет обнаружить.

2) Но это только один из путей, которыми железо растворяется в воде. Есть и другие. Например, в артезианской воде добываемой из глубоких подземных скважин может быть растворено неокисленное железо. Контактируя с железом находящимся под землёй в местах куда не проникает свободный кислород вода тоже может растворять и выносить на поверхность железо. На протяжении миллионов лет в такой воде жили бактерии, которые получали энергию от того, что помогали окислять это железо (могли окислять железо быстрее чем это делает растворённый в воде кислород). Такие бактерии есть и сейчас. Благодаря таким бактериям постепенно образовались некоторые месторождения железных руд, где сейчас добывают железо.

Это не всё, что известно сегодня учёным о взаимотношениях воды и железа. Например, железо может входить в состав органических веществ, которые также могут растворятсья в воде. В коротком ответе на вопрос всего и не перечислить.

Вода из скважины пахнет железом — причины и решения

Запах воды железом отдает, но сама вода прозрачная? Металлический привкус и “аромат” — частые спутники воды как в городских квартирах, так и на дачах — в скважинах и колодцах.

Вода из скважины пахнет железом — почему?

Самая вероятная причина — растворенное железо, то есть, в двухвалентной форме. Чтобы точно удостовериться, можно, во-первых, сделать анализ воды, и во-вторых, налить жидкость в прозрачную емкость без крышки и оставить на открытом воздухе. Если в течение 12 часов появится мутность и желтоватый или бурый оттенок — налицо растворенный металл. Также характерным следствием наличия этой примеси является необходимость постоянной очистки ванны, раковины, унитаза и других эмалевых или металлических поверхностей от ржавого налета, включая нержавеющую сталь. И если с металлами это еще можно-то понять, то откуда при прозрачной воде из-под крана берется ровный ржавый налет на ванне? Ответ — растворенное железо.

Причины наличия железа в воде

Как и со многими другими загрязнениями, может быть несколько причин:

• нарушение условий эксплуатации или обслуживания городских коммуникаций соответствующими службами
• природные причины — наличие большого количества железа в исходной воде, в результате чего ее не удается очистить целиком силами очистных конструкций

Вода из скважины пахнет железом — что делать?

Если речь идет о городском водопроводе, обычно достаточно фильтра-обезжелезивателя. Для загородного дома частенько требуются многофункциональные установки — для жесткой воды, от песка, хлора, болотного запаха и прочего.

Фильтры от растворенного железа

Акцент на форме металла делается не случайно. В отличие от окисленной формы, привычной всем нам ржавчины, растворенная отличается определенной сложностью очистки. Один из наиболее простых методов — аэрация с последующей механической очисткой. По мере контакта с кислородом железо выпадает в осадок и его проще профильтровать. Минус метода в том, что для аэрации используется либо крайне громоздкий бак, но доступный по цене, либо компактная, но дорогостоящая колонна.

Другой метод, часто еще более дорогой — обратный осмос. Путем перекачивания воды через особую мембрану, устройство очищает из ее состава буквально все примеси, кроме непосредственно h3O, оставляя на выходе дистиллят. Его, в свою очередь, приходится искусственно минерализовать, так как пить его не рекомендуется. Также недостатком осмоса является большой расход воды — в канализацию в процессе очистки сливается около двух третей исходного объема. Несмотря на все минусы, осмос хорош в случаях, когда буквально не помогает больше вообще ничего, а концентрация железа превышает норму в десятки, а то и сотни тысяч раз. В этом случае установка такого устройства более чем оправдана. К счастью, даже за городом обычно показатели примесей не настолько высоки.

Иногда можно обойтись катионообменным фильтром. Изначально предназначенный для умягчения, он также уберет некоторое количество растворенного железа. Но если в воде изначально есть ржавчина, то умягчитель моментально ею забьется и перестанет работать.

Наиболее экономичный и компактный вариант очистки растворенного железа — титановый фильтр, не требующий замены картриджа. Благодаря антикоррозионным свойствам титана, он не изнашивается в процессе очистки. Поэтому по мере загрязнения его достаточно просто очистить в растворе обычной лимонной кислоты, после чего он снова готов к работе.

Анализ воды — способ сэкономить деньги

Если проблема в загородной воде, мы настоятельно рекомендуем сделать анализ воды в ближайшей лаборатории. Кроме растворенного железа в скважине или колодце могут содержаться самые разные примеси. Если их концентрация будет соответствовать нормам СанПин — отлично. Так, например, если количество железа не превышает 0, 3 мг/л, то фильтр именно от железа не нужен, это вполне допустимое количество. Поэтому, если в воде нет заметных загрязнений, то прежде чем закупаться фильтрационными установками, имеет смысл сначала сделать анализ, вполне возможно, что можно обойтись каким-то одним фильтром или вообще без него. Обладание точной информацией о составе воды позволит максимально корректно подобрать очиститель или же удостовериться в том, что он не нужен.

Есть сомнения? Отправьте свои результаты нам на почту. Если вода хорошая — мы сразу об этом скажем, а если загрязнения незначительные, но требующие очистки — подберем самый экономичный вариант.

Современные фильтры воды от железа и здоровье человека

В первую очередь среди очищения воды рассматривается очищение от железа, что наносит вред здоровью. В природе железо распространено как элемент химической таблицы Менделеева. В разных породах металл содержится в небольшом или большом количестве, загрязнения попадают и в грунтовые воды. По санитарным нормам в скважине должно быть не более 0.3 мг/литр, чего в идеале не соблюдается, и норма превышается от 0.5-20 мг/литр. Очистить воду от железа не просто и не всегда с этим справятся бытовые фильтры. Важно разобраться какой именно вред наносится от железа, и какие фильтры помогут справиться с этой проблемой.

Определение концентрации с помощью анализа

Самым лучшим вариантом станет определение состояния воды в источнике его потребления, существуют специальные лаборатории, проводящие подобные анализы. Исследования стоят определенных денег, а специальная стратегия поможет правильно очищать h3O. Существует ряд признаков, помогающих определить количество Fe в воде. Повышенная концентрация железа от 0.3 мг/л вызывает изменения во вкусовых качествах жидкости. Вкус становится приторным и металлическим. При повышении концентрации от 1 мг/л вкус становится очень неприятным и такую воду невозможно пить в чае, кофе и в других напитках. В водопроводной воде превышение металла отражается в ржавчине, текущей по крану, унитазу и другой сантехнике.  Fe проявляется в налете на посуде, меняет цвет белья во время стирки. Прозрачность зависит от содержания в h3O железа.

В каких формах представлено железо в воде

В воде Fe представлен в разных формах, рассмотрим самые распространенные:

— железо двухвалентное, которое растворяется в воде. Жидкость с содержанием такого вида железистого представителя прозрачная и не имеет цвета. Если налить в банку обычную водичку, то на дне образуется темный осадок;

— железо трехвалентное – в воде не растворяется и при высокой концентрации жидкость становится желтой, в отстоявшейся жидкости образуется на дне осадок;

— соединения железа с органикой. Вода с соединениями Fe и органики желтого цвета и осадок в этом случае не выпадает.

Есть и такое понятие как бактериальное железо. Вода содержит ряд бактерий, и в соединении с Fe образует некую поверхностную пленку, отличающуюся радужными цветами, для удаления которой придется воспользоваться специальными средствами. Если хоть одно соединение присутствует в воде, жидкость наносит вред и нисколько не полезна.

Железо для организма человека

Для организма элемент приносит много пользы и для функционирования полезен. В крови Fe находится примерно 4-5 гр. Из организма металл выводится достаточно долгое время, процесс происходит через кишечник. Суточная норма для мужчин — 6-10 мг/сутки, для женщин — 15-18 мг/сутки. Рассчитать полностью концентрацию Fe можно только в лабораторных условиях. Ежедневно человек выпивает примерно два литра чистой воды. Металл поступает не только с водой, но и с пищей. Железа   много в бобах, яблоках и в печенке.

Надо ли очищать воду от Fe?

Если в воде содержится менее 3 мг/л металла, то тщательной очистки не потребуется, достаточно избавиться от неприятного привкуса. Вред здоровью такая вода не нанесет, при превышении концентрации и появлении бактерий, требуется установить фильтр.

Фильтры для удаления железа из воды

Способы очистки зависят от того, насколько много Fe содержится в h3O. Чаще всего в быту приходится сталкиваться с определенным количеством бактерий и двухвалентным Fe. Вода представлена в виде бесцветной жидкости с неприятным вкусом металла.

Виды фильтров на воду для удаления железа

1. Фильтр ионообменный для обезжелезивания воды.

Эти картриджи применяются для эффективной очистки воды благодаря ионным смолам в адсорбционной системе. В фильтре используется смола, которая замещает железо на натрий. Картриджи называются обезжелезивающими, и их выпускает ограниченное количество фирм по изготовлению бытовых приборов. Смотря, в какой конструкции, смолы работают до получения концентрации в пределах 5 мг/л. У фирмы «Гейзер» такие картриджи представлены в широком ассортименте. Принципы действия картриджей даже одной фирмы могут быть разными. Щелочью удаляется большое количество Fe. Фильтрующим материалом считается кальцит. фильтрованная вода будет очищена от железа за считанные минуты.

2. Фильтр для воды на основе обратного осмоса.

Фильтр помогает удалять много примесей, бактерий и других элементов, наносящих вред. Для удаления двухвалентного Fe это идеальный вариант. Обратноосмотические фильтры для очистки воды лучше, чем ионообменные смолы. Железистые ионы намного больше, чем поры в мембране и прекрасно задерживают их. Таким образом, мембрана для очистки самое эффективное средство. Примеси и Fe фильтр задерживает, очищает воду, остатки сливаются в канализацию. Фильтр обратного осмоса очищает Fe от 10-20 мг/л. Проблемы очистки появляются в том случае, когда помимо двухвалентного появляется и трехвалентный Fe. Система фильтрации избавит от бактерий и невысокого содержания металла, с большим его содержанием сложнее справиться. Фильтрующие элементы для очистки воды от ржавчины используются довольно часто и в некоторых случаях требуются картриджи механической очистки. Самостоятельно сделать приборы для очистки от бактерий невозможно, а растворенное железо очищать намного проще.

Допустимая концентрация Fe или когда начинать пользоваться очищающими приборами

Норма этого элемента не наносит вред, ее определяют в первую очередь критериями вкуса. По официальным данным понятие «вред» для организма научно не до конца изучено, поэтому норма официальной величины определена ВОЗ условно. Суточная норма от тела человека исчисляется соотношением 0.8 мг/кг. Если человек весит 75 кг, то в день потребуется примерно 60 мг Fe.

Вред от фильтров для воды и ее очищение биологическим способом

Этот способ часто применяется для микроорганизмов, используется на основе бактерий Fe. Количество бактерий не представляет опасности, но вот их продукты жизнедеятельности очень опасны. Сначала проводится адсорбционная очистка, а только после этого удаляется основной слой бактерий. Очистка воды от бактерий необходима для того, чтобы сделать воду безопасней. Вода подвергается лучам бактерицидного воздействия и тем самым проводится окончательная очистка. Метод относится к очистке — экологически чистому способу, но имеется один недостаток – процесс очень долгий. Емкости для очищения h3O необходимы большой емкости. Очень заметен процесс образования железистого осадка в бассейне, поэтому там используются фильтрующие приборы высокой степени очистки. Fe эффективно удаляется при помощи электромагнитного поля. С электромагнитным очищением нужно быть острожным, но предварительно устанавливается магнитная катушка. Не придется пользоваться какими-то реагентами и агрегаты тоже не потребуются. В качестве антисептика может использоваться и перекись водорода.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Все о железе для аквариума: сколько, как вносить, дозировка!

Железо в аквариуме

И так железо (Fe). Мы решили посвятить железу отдельную статью, так как по этому поводу существует много теорий, заблуждений и просто непонимания. Попробуем разобраться.

Железо потребляется растениями в достаточно больших (относительно других микроэлементов) количествах, но меньше чем макроэлементы (P-фосфор, N-азот) и микро (K-калий). Железо активно участвует в создании хлорофилла, без которого растение не может потреблять энергию в виде света. Это несколько напоминает про роль железа в организме человека, где оно необходимо для переноса кислорода ко всем тканям организма гемоглобином крови. Поэтому при недостатке железа в питании растений, листья желтеют и в дальнейшем отмирают (хлороз). Избыток железа так же нежелателен в аквариуме, т.к. это (как и избыток других питательных веществ) может привести к нежелательному росту различных водорослей.

Сколько должно быть железа в аквариуме?

Дозировка железа зависит от плотности посадки растений и активности их роста, которая в свою очередь сильно зависит от освещенности, количества питательных веществ и наличия углекислого газа. Специалисты рекомендуют вносить от 0,2 до 1,5 мг/л Fe в неделю. При этом концентрация железа в воде не должна снижаться ниже 0,1 мг/л.

Но это далеко не все, что связанно с железом. Основная проблема состоит в том, как его добавлять в аквариум. Многие считают, что если вода, которую льют в аквариум, текущая из крана, образно говоря ржавая, то железа будет предостаточно растениям. Или достаточно бросить пару гвоздей, которые будут «растворяться» и питать растения. Правда здесь только в том, что действительно железа в аквариуме будет много, но оно будет в виде недоступном для растений, т.к. практически нерастворимо в воде.

Можно, конечно, добавить в аквариум какую-либо растворимую соль железа (Сульфат железа (железный купорос) или хлорное железо) и тогда железо начнет усваиваться растениями, но не долго! Железо очень любит сразу же окисляться в растворах с образованием оксидов и гидроксидов (снова та же ржавчина). И происходит этот процесс буквально в течение нескольких минут. Что же делать?

Железо для аквариума

Выход давно найден – использование различных хелаторов. Хелаторы — это соединения (они есть как природные так и синтетические), которые с большим удовольствием связывают молекулы железа своими молекулами и при этом образуются соединения (хелаты) хорошо растворимые в воде и, самое главное, растения способны усваивать железо в таком виде.

Хелаты, хелатные соединения (от лат. chela — клешня), также внутрикомплексные или циклические комплексные соединения — клешневидные комплексные соединения, образуются при взаимодействии ионовметаллов с полидентатными (то есть имеющими несколько донорных центров) лигандами. Хелаты содержат центральный ион (частицу) — комплексообразователь и координированные вокруг него лиганды. Внутренняя сфера хелата состоит из циклических группировок, включающих комплексообразователь.

Иногда разделяют понятия хелатного и внутрикомплексного соединения. Второе определение применяют в случае, когда атом-комплексообразователь замещает протон лиганда в соединении.

Хелаты используют в химии для разделения, концентрирования и аналитического определения различных элементов. В медицине и сельском хозяйстве — для введения в пищу микроэлементов (Fe, Cu, Mn и т. д.), благодаря высокой усвояемости хелатных комплексов по сравнению со свободными ионами металлов.

Но и здесь не так всё просто. Железо существует в основном в двух видах – двухвалентном и трехвалентном. Одно время было распространено мнение, что двухвалентное железо это именно то, которое нужно растениям, а трехвалентное нерастворимо в воде и не усваивается. По этому поводу вроде споры прекратились и считается, что растения усваивают, как двух- так и трехвалентное железо. Двухвалентное железо кушается с немного большим аппетитом, но и трехвалентное потребляется тоже хорошо. Главное чтоб это железо было в растворимом виде.

И так мы пришли к заключению, что железо в аквариум должно поставляться в виде хелатов и не особо важно какой валентности. Но хелат хелату рознь. Есть очень слабые хелаты, которые разваливаются в аквариуме за несколько часов (а то и минут) особенно в воде с высоким pH (выше 7), а есть достаточно прочные, которые могут держаться до нескольких недель. Есть хелаты достаточно крепкие, но они ярко окрашены (обычно в красный цвет) и поэтому не годятся для аквариума.

Fe в аквариуме

Рассмотрим некоторые из самых популярных хелатов.

Цитрат железа (хелат из лимонной кислоты) и глицинат железа (из глицина) – слабые хелаты, разваливаются в аквариуме за несколько часов, но с успехом используются некоторыми аквариумистами. Кроме того сам хелатор, после того как растение отберет из него железо, долго не остается в аквариуме, так как будет съеден бактериями.

Глюконат железа (из глюконовой кислоты) – считается одним из лучших хелатов при ежедневном внесении в аквариум. Во-первых железо у глюконата в двухвалентном виде (как мы говорили – небольшое, но все же преимущество). Растения его прекрасно усваивают. Сам хелатор – производное глюкозы, т.е. сахар, который моментально съедается бактериями. Пожалуй, единственный недостаток глюконата железа – не очень высокая стойкость в аквариуме. На следующий день его необходимо добавлять вновь.

Fe-EDTA (из трилона-Б) — один из самых распространенных хелатов ввиду его доступности, простоте самостоятельного изготовления и относительной прочности. Но прочный он только в кислой среде (при pH<7). Такая кислотность обычно бывает в аквариумах с достаточно мягкой водой (KH<4) и организованной подачей углекислого газа (СО2). Если pH>7, то этот хелат разваливается за несколько часов. Есть у него еще один недостаток – развалившись на железо и трилон-Б, последний вместо железа связывает в свою молекулу ионы кальция и магния уменьшая их концентрацию в воде, что может привести к нежелательным последствиям для растений (в частности может появиться радикулит).

Fe-DTPA – чем-то похож на Fe-EDTA, но основное его преимущество – он гораздо более стоек при pH воды >7. Кроме того он в гораздо меньшей степени вызывает радикулит растений при его накапливании в аквариуме.

Fe-ОЭДФ (из ОЭДФ кислоты) – достаточно стойкий хелат при pH>7, хорошо усваивается растениями. Не накапливается в аквариуме, т.к. ОЭДФ кислота постепенно распадается на составляющие. Но следует иметь в виду, что она содержит в своем составе фосфор, что может потребовать корректировки внесения фосфатов в виде удобрений.

Железо для аквариума

Какой из всего этого можно сделать вывод?

1. Если у вас аквариум с большим количеством растений, то без дополнительного внесения соединений железа вам не обойтись.

2. Концентрацию железа не рекомендуется опускать ниже 0,1 мг/л.

3. Вносить необходимо от 0,2 до 1,5 мг/л железа в неделю в зависимости от разогнанности банки. Недельную дозу лучше разбить и вносить ее ежедневно. Это не даст излишков железа для питания водорослей.

4. Периодически контролируйте содержание железа и скорость его потребления тестами на железо. Но следует учитывать, что некоторые тесты могут определить только двухвалентное железо, некоторые только трехвалентное и не многие определяют общее железо как двух- так и трехвалентное включая в виде хелатов!

5. Какой хелат железа применять для подкормки выбирайте исходя из режима внесения удобрения. Если внесение каждый день – идеальный вариант – глюконат железа, если реже (например, раз в неделю) – Fe-ОЭДФ или Fe-DTPA. Хорошие результаты показывают удобрения изготовленные из смеси хелатов.

6. Раз в неделю подменивайте воду в аквариуме. Это позволит выводить из аквариума накопившиеся хелаторы (EDTA, DTPA, ОЭДФ в случае их применения).

В заключение статьи, давайте дадим рекомендации. Касательно тестирования воды на Fe, действительно многие тесты не улавливают железо в виде хелатов. Однако, во-первых, все же стоит понимать «железную обстановку» в аквариуме, для принятия решения о дозировке вносимого удобрения. А во-вторых, все же есть тесты, которые ловят хелаты, аж бегом. Речь идет об отечественных тестах UHE на Fe. Оф.сайт https://uhe.su.

Подробное исследование данных тестов, вы можете найти на нашем форуме – здесь. ФанФишевцы заюзали их и высказали объективное мнение, в целом, оно положительное. Также для визуализации был снят следующий ролик. 

Также важным мерилом внесения железа в аквариум является габитус растений — пожалуй, самый важный ценз. На ФФ мы всегда ратуем за то, что аквариум нужно уметь ощущать, чувствовать. Так что, вполне можно «навострить глаз» и отказаться от тестирования =) 

Что касается железосодержащих удобрений. Тут вопрос сложнее, так как у всех травники разные. Да и на вкус и цвет – все фломастеры разные. Тем не менее, если ваш травник любительский, вы не стремитесь к участию в международных аквариумных конкурсах, в вашем аквариуме такие растения, как, например, гигрофила мраморная, гидрокотила белоголовчатая, простые криптокорины, людвигии, бакопы, валлиснерия, кабомба, лимнофилы, перистолистник, прозерпинака… и многие другие «несложные растения». То для подкормки железом вполне подойдет повсеместно-доступный и продающийся в любом зоомагазине Tetra PlantaMin – содержит железо, калий, марганец и другие важные микроэлементы. Единственное, как уже было скаженно выше, мы рекомендуем отходить от дозировок производителя – внесения удобрения раз месяц. Дробите дозировку и подстраивайте удо под ваш аквариум, а не наоборот.

Если ваш аквариум – это шикарный любительский травник, акваскейп, офигенный голландский аквариум, то мы рекомендуем использовать, ну, к примеру, АкваБаланс Ферро, а лучше Аквабаланс Fe+Mg.

И напоследок еще раз о дозировке. Как уже говорилось, Fe и другие микроэлементы очень неустойчивы даже в хелатной форме. В тоже время, их переизбыток зачастую провоцирует водорослевую вспышку. Как быть? Быть и дробить. Вносите железо и другие микроэлементы ежедневно в малой дозе перед началом светового дня, выдерживая концентрацию 0,1-0,2 мг/л по тестам – это лучшее решение. Вполне успешно можно пробовать схему дробления 2-3 раза в неделю. Железного вам благополучия!

 

 Автор Игорь Лакин

 

Рекомендуемое видео

В первом ролике, упоминается еще один треш-ролик, кому хочется иронии, вот он.

Подписывайтесь на наш YouTube-канал, чтобы ничего не пропустить

 

Смотрите также:

Секреты фильтрации аквариума с растениями

Турмалин в аквариуме: магия или шарлатанство?

Хардскейп — наше аквариумное всё!

Грунт и питательная подложка для аквариумных растений

Стимуляторы роста аквариумных растений

Акваскейп: через звезды в астрал

Все о Lily Pipe для аквариума

Правила оформления аквариума

Подмена воды в травнике

Параметры воды для идеального травника

Все о макро-удобрениях для аквариума

Как выбрать лучшее освещение для аквариума

Пропорция Редфилда в аквариуме

Рекомендуем так же почитать: