G V O E (Fe)

M A N G A N (Mn)

GVOE (Fe) i MANGAN (Mn)Prisutni su zajedno.U redukovanom obliku su dvovalentni i rastvoreni, a u oksidovanom nerastvorni (oksidacijom gvoe prelazi u trovalentni oblik, a mangan u etvorovalentni).Uklanjaju se u jednom stepenu, istovremeno.Primedbe potroaa (organoleptika svojstva gvoa i mangana) i potekoe pri distribuciji su veoma sline i za gvoe i za mangan.

Gvoe

uestvuje u sastavu zemljine kore, etvrti najei element po sastavu posle kiseonika, silicijuma i aluminijuma,zemljite je mrko zbog oksida gvoa, kao i od huminskih materija,gvoe u okolini prisutno je kao posledica korozije cevi, ispiranja kiselih ruda, otpadnih industrijskih voda koje sadre gvoe, u prirodi se nalazi potpuno rastvoreno u vodi ili u obliku koloida.

GvoePostoji u obliku fero (Fe2+) i feri (Fe3+) jona.Dvovalentni jon je nepostojan u aerobnim uslovima i lako podlee oksidaciji do gvoe (III) oksihidrata koji su u vodi nerastvorni.Priprema vode za pie odvija se uklanjanjem gvoa oksidacijom rastvorenog dvovalentnog gvoa i odvajanjem nastalog taloga (gvoe (III) oksihidrata).Najznaajnije svojstvo Fe (III) oksihidrata je da istovremeno slui i kao sorpciono sredstvo za Fe(II), Mn(II) i amonijak-to se koristi u pripremi podzemne vode za pie.

Granine vrednostiEU preporuka granine vrednosti za gvoeje 200 g/L (Direktiva 98/83/EC)Prema naem pravilniku koncentracija gvoa koja izaziva primedbe potroaa je 0,3 mg/L (Sl. glasnik 42/98)Ista vrednost mora biti zadovoljena i nakon dodavanja soli gvoa u pripremi vode za pie (koagulacija i flokulacija)

Metode odreivanjaKlasian reagens za odreivanje rastvorenog gvoa je amonijum-tiocijanta (rodanid) koji u kiselom rastvoru daje crvenu boju1,10 fenatrolin se koristi za odreivanje dvo- i trovalentnog gvoa Instrumentalne metode: AAS i ICP, spektrofotometrija.

Mangan, MnMangan se nalazi u mineralima u obliku oksida, silikata, karbonata.Primenjuje se u proizvodnji legura gvoa, hemikalija sa oksidativnim svojstvom (KMnO4).Mangan u koliini od 0,1 mg/L moe vodi dati neeljen ukus i ostavljati fleke nakon pranja na odei.

Granine vrednostiEU preporuka granine vrednosti za mangan je 50 g/L (Direktiva 98/83/EC)Prema naem pravilniku granina vrednost za mangan je takoe 50 g/L (Sl. glasnik 42/98)

Metode odreivanjaKlasino odreivanje je oksidacija do sedmovalentnog mangana i kolorimetrijsko odreivanjeInstrumentalne metode: AAS i ICP.

DEFERIZACIJA(uklanjanje gvoa) i DEMANGANIZACIJA(uklanjanje mangana)

IZ VODE

Vode sa poveanom koncentracijomgvoa imaju negativan uticaj naorganoleptika svojstva vode, izazivaju gorko-sladunjav i opor ukus, pa je neophodno ukloniti, u tokuobrade i pripreme vode za pie, jonegvoa (posupkom deferizacije) i mangana (postupkomdemanganizacije).

Gvoe se u vodi moe nalaziti u dva valentna oblika:

kao Fe2+ i

kao Fe3+.

Pri tome se uspostavlja oksido-redukciona ravnotea:

Fe2+ Fe3++e-.

Oblik u kome e se gvoe nalaziti u vodi moe se prikazatidijagramom koji je prikazan na slici 1, na kome je prikazandominantan oblik gvoa u zavisnosti od pH i oksido-redukcionog potencijala pE, koji se u sistemu uspostavljaprema vodonikovoj elektrodi.

Na slici 1 prikazan je dijagram stanja gvoa u vodi u funkciji pH i redoks potencijala pE.

Ovaj dijagram omoguava priblino odreivanjedominantnog valentnog oblika gvoa u podzemnimvoda,a u funkciji oksido-redukcionog stanja i kiselostisredine.

REDUKCIONA SREDINA

OKSIDACIONA SREDINA

Dijagram stanja gvoa u vodi u funkciji pH i redoks potencijala pE

U prirodnim vodama gvoe moe biti u obliku dvo- i trovalentnih soli, koloida neorganskog ili organskog porekla, kao i vrlo finih suspenzija slinog sastava. Tako se koloidniferohidroksid izdvaja pri pH>3, a talog ako je pH>4,5. Kakoje pH prirodnih voda obino oko 6-8, u takvim vodama obinonema rastvorenih trovalentnih jona gvoa (dijagramraspodele). U podzemnim vodama gvoe je najee prisutnou obliku dvovalentnih soli, bikarbonata i sulfata. U vodu kojase nalazi u tehnolokim sistemima, i u vodi koja se koristi zaprenos energije gvoe dospeva putem korozije cevovoda i ureaja. Zavisno od uslova gvoe se u takvim vodama moenai u svim oblicima, u obliku rastvorenih dvovalentnih i trovalentnih jona, kao i u obliku kompleksa sa organskimjedinjenjima, u obliku koloidnih rastvora ili u obliku taloga.

Osnovni oblici gvoa prikazani su u tabeli 1.

Fe2+

Fe(OH)+

Fe(OH)2Fe(OH)3 -

Fe(OH)42-

Feroferitiraznih tipova

Jedinjenjatrovalentno

g gvoa

Fe3+

Fe(OH)2+

Fe(OH)2+

Fe(OH)3Fe(OH)4-

AmorfniFeOOH

- FeOOH

-FeOOH

- FeOOH

-FeOOH

-Fe2 O3-Fe2 O3

Jedinjenja dvovalentnog gvoa Jedinjenja dvo- i

trovalentnog gvoa

Fe3 O4Fe O

OSNOVNI OBLICI U KOJIMA SE NALAZI GVOE U VODI

K O R O Z I J A

U postrojenjima za pripremu vode za pie, kao i distributivnim mreama korozija predstavlja pojavu koja ima veliki uticaj na kvalitet materijala i vode.

Korozija cevi i delova postrojenja poveava trokove i zahteva zamene odreenih delova u sistemu vodosnabdevanja.

Zamene su neophodne kada cevi postaju hrapave, opada pritisak u distributivnoj mrei, raste utroak energije za vodosnabdevanje.

Curenje vode takoe zahteva zamenu delova cevi. Ako se delovi cevnog materijala raspadaju i teku, kao takvi mogu doi do korisnika i ako su toksini mogu biti uzrok ozbiljnih zdravstvenih problema.

Korozija

Regulisanje (kontolisanje) korozije

Obzirom na znaaj korozije, kao i negativne aspekte usled pojave korozije, sa ekonomskog i zdravstvenog aspekta, kontrola procesa korozije je neophodna.

Regulativa propisuje da voda ne sme biti korozivna. Korozivnost vode odreuje se pomou razliitih korozionih indeksa (Lanelijeov indeks, Indeks agresivnosti, itd.)

Sa razvojem metoda i instrumentalnih tehnika oekuje se da e regulativa biti specifinija i odreenija.

Faktori koji utiu na pojavu korozije

Brojni faktori utiu na intenzitet korozije.

Jedan od osnovnih jeste izbor cevi i konstrukcionih materijala. Kod hemijski inaktivnih metala (npr. zlato, srebro ili platina) proces korozije odigrava se sporo. Bazni metali kao to su magnezijum, aluminijum ili cink bre korodiraju od plemenitih metala.

elik, olovo i bakar nalaze se u grupi metala koja korodira, ne previe brzo, ali ne ni dovoljno sporo.

Korozija je znaajnija ako je kontaktna povrina izmeu vode i metala vea.

Ako su cevi zatiene slojem boje, na mestima spajanja korozija e biti izraenija.

Faktori koji takoe utiu na intenzitet korozije jesu parametri kvaliteta vode u sistemu. Soli utiu na provodljivost vodenih rastvora i poveavaju koroziju. Prisustvo kalcijum karbonata u vodi utie na nastanak tankog sloja (filma) koji usporava protok kiseonika i na taj nain korozija se inhibira.Prevelika koncentracija kalcijum karbonata meutim moe da izazove nastanak debelih slojeva koji utiu na nastanak ljuski na povrini cevi. Ljuske izazivaju poveano trenje i utiu na protok vode.Koncentracija rastvorenog kiseonika u vodi utie na brzinu korozije.

Korozija gvoaProdukt korozije gvoa i elika je ra.Ranje je oksidacioni proces. Ru predstavlja crveno-braoni talog koji je po hemijskom sastavu hidratisano gvoe. Hidratisano gvoe Fe(OH)2 (verovatnije FeOnH2O), predstavlja primarni produkt korozije, ali u reakciji kiseonika i vode mogu nastati i drugi proizvodi (razliita hemijska jedinjenja koja se razlikuju i po boji).

Produkti korozije mogu biti:Fe2O3.H2O (hidratisani gvoe (III) oksid, pie se i kao Fe(OH)3) glavna je komponenta crveno-braon re. Po hemijskom sastavu predstavlja mineral hematit.Fe3O4.H2O ("hidratisani magnetit" ili gvoe ferit Fe2O3.FeO) najee je zelene boje,a li u prisustvu organskih jedinjenja moe biti tamno plave boje.Fe3O4 ("magnetit") je crn.

Kako se dobijaju ovi produkti korozije?

I eksperiment: uronjen je ekser koji je obraen mirgl-papirom pre uranjanja u epruvetu sa vodovodskom vodom. Rezultat (snimak) je napravljen tri dana nakon uranjanja eksera!

II eksperiment: uronjen je ekser u kiseli rastvor (12% rastvor siretne kiseline). Rezultat je snimljen sat vremena nakon uranjanja eksera!

III eksperiment: ekser je uronjen u rastvor natrijum-hidroksida. Epruveta je bila zatvorena, kako bi se izbegao kontakt i reakcija sa vazduhom. Posle tri sata plavi talog se izdvojio, kako je orikazano na slici!

Crveno-braon ra Crni magnetit Plavo/zelena nestabilna ra