Zpracované otázky - CHEMIJE

Většina přírodních vod obsahuje hydrogenuhličitany. V tomto případě je rozpustnost Fell limitována především rozpustností FeCO3 a teprve v silně alkalické oblasti se uplatňuje srážení Fe(OH)2. Přibližně do hodnoty pH 10 až 11 se rozpustnost FeII s rostoucí koncentrací sumy všech forem oxidu uhličitého zmenšuje. Při pH obvyklém v přírodních vodách, tj. v rozsahu pH od 6,0 do 8,0, jsou koncentrace rozpustných forem železnatých sloučenin, které lze udržet v roztoku, poměrně vysoké - cca od 0,5 do 5,0 mg.l-1 Fe2+.

Ve vodách obsahujících rozpuštěný kyslík je nejstabilnější formou železo v oxidačním stupni III. Železité soli hydrolyzují za vzniku hydroxidu železitého podle rovnice:

Fe3+ + 3 H2O = Fe(OH)3 + 3 H+

Z organických komplexotvorných sloučenin mají v chemii přírodních vod význam především huminové kyseliny, tvořící rozpustné komplexní sloučeniny s FeII i s FeIII. Železo se proto z vod obsahujících tyto látky vylučuje obtížně.

Železo v oxidačním stupni II může být oxidováno na železo v oxidačním stupni III a naopak:

Fe2+ = Fe3+ + e−

Ve vodárenské praxi se požaduje často převedení FeII na FeIII, čehož lze dosáhnout působením oxidačními látkami, jako je molekulární (vzdušný) kyslík, chlor, ozon, peroxid vodíku, manganistan draselný apod. Oxidaci Fe2+ vzdušným kyslíkem, popisuje souhrnná rovnice:

4 Fe2+ + O2 + 10 H2O = 4 Fe(OH)3 + 8 H+

Rychlost oxidace FeII je ovlivňována i složením vody. Např. vysoké koncentrace Cl- a SO4- oxidaci zpomalují, kdežto vysoké koncentrace HCO3- ji naopak zrychlují. Oxidaci výrazné brzdí látky tvořící se železem komplexní sloučeniny, jako jsou např. huminové kyseliny.

V povrchových vodách se vyskytuje železo obvykle v setinách až desetinách mg.l-1. Větší koncentrace se nacházejí ve vodách z rašelinišť, kde je železo vázáno do komplexních sloučenin s huminovými látkami a jeho koncentrace bývá řádově v jednotkách mg.l-1.

V podzemních vodách neobsahujících kyslík bývá železo přítomno v oxidačním stupni II v koncentracích proměnlivých podle geologického složení horniny, ve výjimečných případech až v desítkách mg.l-1. Ve vodách z rudných nalezišť však může obsah železa dostoupit výše stovek mg.l-1.

V pitné vodě je koncentrace železa limitována meznou hodnotou 0,2 mg.l-1 jednak z důvodů chuťových, ale zejména pro nebezpečí ucpání vodovodního potrubí, i proto, že vyloučené železo ve formě suspenze hydroxidu železitého dává vodě hnědé zbarvení a vylučuje její použití pro praní, textilní průmysl, zpracování fotografického materiálu apod. I nízké koncentrace Fell ve vodě mohou být příčinou nadměrného rozvoje železitých bakterií, které jsou schopny využívat energii uvolněnou při oxidaci FeII, a to za podmínek (pH), při nichž oxidace molekulárním kyslíkem neprobíhá nebo probíhá jen velice pomalu. Železité bakterie, v nichž se ukládá produkt oxidace, jímž je ucpávají potrubí rozvodu vody a při odumírání bakterií způsobují ve vodě pachové závady.