Как сделать двухвалентное железо
Растворенное и не растворенное железо в воде
В земной коре присутствует значительное количество металлов в чистом виде и в различных соединениях. Наличие двухвалентного железа в воде определить практически невозможно, оно находится в растворенном состоянии и никак не влияет на прозрачность. Вместе с тем в подземных источниках водоснабжения в большинстве регионов России содержание этого химического элемента существенно превышает допустимые нормы.
Соединения двухвалентного железа в воде
Повышенное содержание растворенного в воде железа (двухвалентного) характерно, прежде всего, для подземных водоносных горизонтов. Объясняется это низкой концентрацией кислорода в жидкости и отсутствием контакта с атмосферой. Закиси крайне неустойчивы и при контакте с воздухом доокисляются переходя в другие нерастворимые формы, это их свойство используется в некоторых методах очистки воды.
Отличие двухвалентного железа от трехвалентного
Причины появления железа в воде и действующие нормативы
Первые два фактора загрязнения воды относят к естественным и они обусловлены природными явлениями. Остальные причины являются антропогенными и являются результатом хозяйственной деятельности человека.
Содержание в воде двухвалентного железа отдельно не регламентируется, действующими санитарными нормативами устанавливается суммарный показатель. Качество жидкости, поступающей из централизованных систем водоснабжения, определяется требованиями СанПиН 1.4.1074-01. Согласно этому документу предельно допустимая концентрация этого элемента составляет 0,3 мг/л.
Основные методы определения количества железа в воде
При значительном превышении содержания этого металла в поверхностных и подземных водах этот факт можно установить и без специального оборудования. Железо двухвалентное в воде находится в растворенном состоянии и придает жидкости очень неприятный железистый привкус и специфический запах. При концентрациях этого элемента более 1 мг/л его присутствие будет ощутимо даже в крепком чае или кофе.
Точное определение содержания двухвалентного железа в воде описанным выше органолептическим способом невозможно. Он используется только для очень приблизительной оценки. Установить концентрацию металла в жидкости с достаточной точностью позволяет фотометрический метод, применяемый в специализированных лабораториях. Он основан на зависимости цвета проб от содержания комплексного соединения.
Способы очистки воды от растворенного железа
Большое количество данного микроэлемента опасно для здоровья человека и разрушительно для техники. Очистка воды от двухвалентного железа из скважины возможна различными способами как бытовыми, так и с применением профессионального оборудования. Рассмотрим подробнее те и другие способы и оценим их эффективность.
Бытовые методы очистки воды
В домашних условиях вполне возможно снизить содержание этого металла до требуемых значений. Качественно очистить воду от растворенного железа можно без особых затрат используя следующие способы:
Кипячение в течении не менее чем 10 минут. Растворенное железо оседает на стенках посуды в виде ржавого налета. Побочным эффектом данного метода является уменьшение жесткости воды.
Профессиональные методы фильтрации воды
Современные технологии применимы как для централизованных, так и для автономных источников водоснабжения. Подбирая фильтр для воды с растворенным железом, следует учитывать не только его количественное содержание, но и показатели pH. Для этих целей применяют следующие методы очистки:
Способы очистки воды от двухвалентного железа, упомянутые в перечне приведены в порядке убывания их эффективности. При оценке действенности этих методов принимаются во внимание не только качественные показатели получаемой жидкости, но и финансовые затраты.
Фильтры обезжелезивания и аэрации
Быстрое удаление растворенного железа из воды и снижение его содержания до требуемого уровня достигается за счет использования реагентных и безреагентных технологий. Первые обычно используются на промышленных предприятиях и для их реализации необходимо качественное дозирующее оборудование.
В основу безреагентных методов положен принцип окисления железа в воде воздухом, который подается в нее напорным или безнапорным способом. В первом варианте применяется компрессор высокого давления, а излишки газа стравливаются в атмосферы через специальный клапан. Во втором случае в фильтроустановках используются эжекция (подсос воздуха потоком жидкости) или душирование (распыление для увеличения площади контакта).
Данный метод в сочетании с аэрацией позволяет снизить содержание железа двухвалентного в процессе очистки воды до нормативных требований. Описанные способы обезжелезивания получили наибольшее распространение в промышленности и в быту благодаря высокой эффективности при сравнительно небольших начальных и эксплуатационных затратах.
Ионообменные фильтры
Ионообменные фильтры для очистки воды от растворенного железа используются при концентрациях последнего не более 5 мг Fe/л. При этом жидкость требует предварительной обработки, из нее необходимо удалить трехвалентное железо, марганец и сероводород. Наличие этих элементов и соединений приводит к быстрой деградации засыпки. Невзирая на недостатки, данный метод является вторым по популярности, уступая пальму первенства обезжелезиванию с аэрацией.
Установки обратного осмоса
Эффективно удалить двухвалентное железо из воды позволяет фильтр с полупроницаемой мембраной. Установки обратного осмоса обеспечивают полную очистку жидкости от всех видов примесей, концентрат которых сливается в дренаж. Получаемый при этом пермеат не содержит минералов и микроэлементов и нуждается в дополнительной обработке.
Технология обратного осмоса довольно затратная, для работы установки необходимо высокое давление, которое обеспечивается входящим в комплект насосом. Система кроме того имеет несколько элементов предфильтрации для очистки воды от механических примесей для сохранения ресурса картриджей.
Очистка воды от валентного железа
Компания Diasel Engineering предлагает высокотехнологичные фильтры для удаления растворенного железа из воды и выполняет необходимые монтажные и регламентные работы. Осуществляем подбор оборудования для обезжелезивания с аэрацией, ионообменных смол или установок обратного осмоса исходя из технических требований заказчика. Применение предлагаемых систем водоподготовки позволит вам сохранить здоровье и предотвратит преждевременный выход из строя бытовой техники.
как самому сделать железо дома?
вроде было, найти не могу. или ткните носом в рецепт.
P.S. по химии в школе был трояк стабильный 
) просто неинтересно было 
александр харченко недавно писал, что закапывает гвоздь в грунт. если все так просто, зачем геморрой в головах миллионов акваристов?
Для корневой подкормки пользуюсь рецептом Вадима Лисовского. Вроде, неплохо работает.
«. Рецепт прост:
Гумат натрия разводится в горячей воде (50-60 градусов) до насыщения. Цвет темного кофе. Железный купорос развожу в кипятке и густой солевой раствор вливаю в раствор гумата.
Вливаю с 2-3 кратном избытке (купороса не жалко)
Через сутки надосадочный слой сливаю (можно использовать для следующего замеса), а хлопьевидный осадок вываливаю/вычерпываю в плоскую чашку и на батарею отопления.
Высохший осадок замешиваю в глину.
Выход готового продукта не шибко велик, но за дешевизной исходного сырья :-). «
Вовсе не обязательно делать насыщенные растворы, удобнее работать с ненасыщенными.
а что такое гумат натрия и где взять его не химику?
или советник пошутил?
В «Плезире», 7 руб. пакетик.
Не все гвозди одинаково полезны.
Как-то пересаживал кучу анубиасов нана. Чтобы не всплывали, приколол их к грунту скобками, сделанными из канцелярских скрепок, которые через пару недель удалил.
Все наны прижились хорошо, но один был чахлый и постоянно выпускал уродливые листья.
Причина оказалась в том, что именно у этого наны скобка осталась. За три месяца проржавела полностью и, видимо, как-то угнетала рост.
После пересадки и тщательной сифонки грунта, нана оклемался.
В «Плезире», 7 руб. пакетик.
Посетитель, Советник
Рекомендую «Гумат-80» или «Гумат+7»
В различных магазинах комнатных астений бывают часто.
Железа в этих гуматах нет, его надо вносить из железного купороса по рецепту.
Железный купорос тоже продается в мелкой фасовке как удобрение.
а в купоросе железо скольки валентное?
Я ж тоже химию в школе прокурил 🙂
Посетитель, Советник
сообщение Вадим Лисовский
а просто в воду вылить можно полученный осадок??
вопрос кажется важным, что извиняет мою назойливость
для Константин Кучеренко
В грунте большое количество гуминовых кислот и рганических восстановителей, которые могут переводить трехвалентное железо в двухвалентное. Еще такой способностью обладают вещества, выделяемые корнями некоторых растений.
1. то есть, чем старше и заиленнее грунт, тем устойчивее будет восстановительная реакция из 3-х в 2-хвалентное железо? в воде с перманентно высокой жесткостью (около 15 гр) и пх в районе 8 эти процессы идут хуже или как?
2. какие некоторые растения?
Свой на Aqa.ru, Советник
Жень, но как ни странно, это работает, проверял. Кстати, у меня сильное подозрение, что в латерите железо тоже трехвалентное. Если быть честным, то это практически смесь ржавчины, торфа и глины. Возможно механизм работает так: органические кислоты медленно, но постоянно растворяют гидроксид, а затем нечто (а может сами корни) осуществляют восстановление.
Есть точка зрения, что среди всех популярных железных удобрений цитрат самый неважный. Хотя сам я им ни разу не пользовался.
Есть мнение, что двухвалентное железо F++ является источником электронов, необходимых для осуществления фотосинтеза. Электрон появляется при окислении железа. F++ = e + Fe+++.
Если учесть, что молекула со2 и свет, как участники фтосинтеза попадают к растения не через корневую систему, то напрашивается вопрос, а чем так полезно железо в корнях, а не непосредственно вблизи фотосинтетического «реактора»?
Свой на Aqa.ru, Советник
Писал я про это 2 года тому.
Но, похоже, инфа та затерялась. Позволю себе сдублировать ту мессагу, поскольку к месту, да и разговор будет более предметным.
Растения выработали 2 способа поглощения железа из почв.
1) Корни выделяют кислоты (в основном, лимонную и малоновую), а также свободные протоны, обеспечиваемые АТФазой. Подкисление среды вокруг корней переводит соединения железа в раствор и одновременно создает условия для его восстановления в двухвалентную форму. Кислоты же при этом несут еще 2 функции: хелируют высвобождающееся железо и обеспечивают питание для ассоциированных с корневой системой микроорганизмов. Предполагается, что, вследствие своей активной респираторной деятельности, они уменьшают количество кислорода вокруг корней и, тем самым, создают восстановительную микросреду. Далее, белки-восстановители на клеточных мембранах переводят железо в форму Fe(II), а транспортные белки обеспечивают его перенос внутрь клетки. Существенно, что железо становится двухвалентным еще до проникновения в клетку.
2) Другие растения используют иной путь. Они выделяют так называемые фитосидерофоры – природные хелаторы, связывающие железо в очень прочные комплексы (константа нестойкости Fe(III) с сидерофором некоторых грибков феррихромом составляет 10-29. Для сравнения, константа его комплекса с ЭДТА равна 10-26). Образующиеся хелаты поглощаются клеткой, где в действие вступает специальный фермент редуктаза. Он восстанавливает железо до двухвалентной формы, а комплекс распадается. Т.е. в этом случае железо проникает в клетку в виде трехвалентного комплекса. При этом эти же растения в случаях особо жесткого дефицита железа могут включать «турборежим» восстановления его в двухвалентную форму. В этом случае восстановление также проходит во внешней среде и железо переносится транспортными белками также в ионной форме. Как у растений первой группы. Но механизм восстановления несколько отличается.
Некоторые виды способны оперативно реагировать на дефицит железа посредством образования на корнях специальных клеточных образований, дополняющих «обычные» процессы, выполняемые неспецифичными клетками. Они испускают протоны и обеспечивают внешнее восстановление железа. При исправлении ситуации с железом эти клетки деградируют и рассасываются.
Далее полученное двухвалентное железо, вне зависимости от способа, которым оно было поглощено и получено, связывается в клетках специальными белками в так называемый ферритин, который накапливается в пластидах клеток и служит источником железа для дальнейшей жизнедеятельности растения.
Резюме.
1) Жизнедеятельность растений обеспечивается именно двухвалентным железом. В такой форме оно хранится в пластидах и именно эта его форма первично инициирует реакции, сопровождающие респираторную и фотосинтетическую функции.
2) Потребность в нем настолько велика, что растения идут на осуществление достаточно сложных и энергозатратных процессов.
3) Более того, эти процессы могут при необходимости подстраховываться дополнительными или резервными механизмами.
Выводы.
1) Растения потребляют в природе трехвалентное железо не от хорошей жизни. Просто другого им не предоставляется.
2) В случае наличия в доступе двухвалентного, растения будут в первую очередь ассимилировать именно его. Экономя тем самым на проведении процессов восстановления. Механизмы же для его всасывания внутрь клети у них имеются.
Доклад окончил.
Любителям двухвалентного железа. (страница 2)
Свой на Aqa.ru, Советник
Надо бы всё-таки пояснить, почему «наукообразие» (страница 2)
А то как-то грубовато и недостаточно обоснованно получилось.
Не говоря уже о том, что как так не может? Ну, если Каспара Хорста с его апологетикой «питательных источников» криптокориновых ручьев не читал, но про артезианскую-то воду, наверное, слышал?
А народ тааакой кипеж вокруг всего этого поднял, тааакие откровения вдруг углядел! Просто обалдеть!
В общем, прошу простить мою эмоциональность, просто подивило все это уж больно сильно.
Жень, но из твоего поста также следует, что заботиться о двухвалентности в жидких растворах действительно бессмысленно. Или нет?
сообщение Buldozer
Однозначно, нужен!
иначе война «остроконечников с тупоконечниками будет вечна»
сообщение Buldozer
Присоединяюсь к эксперементу.
Хелатировать сулфат Fe3+ для одной,
а для другой сульфат Fe2+.
Думаю стоит подавать в обе СО2
газ обязательно. да побольше. На таком обьеме на ура баботает стакан в натуральную величину.
Еще одно
Железо вносите в обоих случаях по 0.1мг/л ЕЖЕСУТОЧНО.
Подмена 50% раз в неделю.
сообщение VladHNet
Железо вносите в обоих случаях по 0.1мг/л ЕЖЕСУТОЧНО.
да, причем в первой половине дня
сообщение VladHNet
Подмена 50% раз в неделю.
Т.к. в экспериментальных банках у меня рыб не будет, то планирую раз в неделю менять весь объем на воду из одного аквариума.
Vadim Art, почему ушли с селитры? Просто закончилась? И Вы так и не ответили: есть ли рыбки в аквариуме? У них жабры не меняли цвет из-за этого? Я один раз налила. Показалось, что жабры покраснели и продолжать побоялась.
Свой на Aqa.ru, Советник
То GeneZ (страница 2)
Евгений, не кажется ли тебе, что мы уходим от темы, вопрос был вовсе не о наличии в природе двухвалентного железа и способности усваивать его растениями.Цена вопроса, это спор о том какое железо лить в аквариум, заморачиваться на приготовлении двухвалентного или использовать трёхвалентное.Кроме того разговор был исключительно о жидких удобрениях.Подозреваю что В.К. затеял этот эксперимент, что бы оправдать недавно поруганный некоторыми форумчанами на витаватере знаменитый лифзон.
ИринкаЛ (страница 2)
Рыба есть, ничего с ней не происходит. Может здесь дело в дозе?
На карбамид перешел ради эксперимента.
Офф топ
То GeneZ. про африканцев очень неосторожно ;-).
могут линчевать
Свой на Aqa.ru, Советник
Давайте не будем упражняться в остроумии (страница 2)
Аллегория с африканцами была приведена для иллюстрации недопустимости использованных автором с «Вита-Вотер» логических построений. Надеюсь, она всем оказалась понятна.
Так что с офф-топом на эту скользкую тему предлагаю закончить.
А по поднятым тут вопросам по существу отвечу чуть позже.
Свой на Aqa.ru, Советник
сообщение Cerge
Евгений, не кажется ли тебе, что мы уходим от темы, вопрос был вовсе не о наличии в природе двухвалентного железа и способности усваивать его растениями.
сообщение Константин Кучеренко
Жень, но из твоего поста также следует, что заботиться о двухвалентности в жидких растворах действительно бессмысленно. Или нет?
Итак, что происходит с раствором двухвалентного железа в аквариумной воде? Какое-то время оно будет находиться в исходной форме, а затем окислится в трехвалентную. Само время присутствия Fe++ будет определяться окислительной способностью аквариумной воды и, как считается, стойкостью его хелатного комплекса. Если В.К. проведет корректный эксперимент без использования сильных окислителей и докажет, что хелаты не защищают железо от окисления, будем считать, что только окислительной способностью воды. (Хотя, чессгря, мне в это сильно сомнительно. И, кстати, раз уж, похоже, В.К. читает этот топик: не принято говорить «хелатированный», принято – «хелированный»).
Резонно, конечно, что для образования осадков малосущественно, из какого железа они выпали – двух- или трехвалентного. Однако мы ведь помним, что какое-то (пока пусть и неопределенное) время двухвалентное железо остается в растворе. С учетом того, что хранить его все едино нужно в хелированном виде, уж лучше – в двухвалентном. Это даст растениям дополнительную степень свободы в усвоении железа. У них появляется полная «матрица выбора»:
1) Кратковременное усвоение «высокоэффективного» двухвалентного железа низкоэффективным способом – через ботву.
2) Относительно долговременное усвоение «низкоэффективного» трехвалентного железа низкоэффективным способом – через ботву.
3) Долговременное высокоэффективное корневое усвоение из «залежавшихся» грунтовых добавок.
4) Относительно долговременное высокоэффективное корневое усвоение из свежевыпавших осадков.
Какое способ и в какой момент будет для растений наиболее выгодным и, следовательно, доминирующим, будет зависеть от многих факторов, присущих данной конкретной банке и данному конкретному набору растений. Однако, по-видимому, наиболее правильная тактика – предоставлять гидрофитам все эти варианты. Именно в силу вынужденного содержания их в условиях усредненных, далеких от оптимальных природных.
Вот примерно так мне все это сейчас видится.