Reakcje Strąceniowe i Ich Zastosowanie w Oczyszczaniu Ścieków i Innych Dziedzinach
- Szczegóły
Reakcje strąceniowe wykorzystywane są na co dzień w wielu dziedzinach życia. Poznajmy przykłady ich zastosowania.
Otrzymywanie Wodorotlenku Magnezu z Wody Morskiej
Woda morska jest m.in. źródłem magnezu. W pierwszym etapie wodorotlenki alkaliczne reagują z jonami magnezu, obecnymi w wodzie.
Oczyszczanie Ścieków z Wykorzystaniem Reakcji Strąceniowych
Wiele oczyszczalni ścieków wykorzystuje technologie oparte o reakcje strąceniowe. Zanim trafią one z powrotem do naturalnych zbiorników wodnych, wcześniej są poddawane wielu zabiegom, takim jak filtracja czy sedymentacja.
Największym źródłem zanieczyszczeń w ściekach są jony ortofosforanowe(V) (PO43−), które są przyczyną eutrofizacji wód. Jednym z powszechnych sposobów usuwania tych jonów ze ścieków jest dodanie wodorotlenku wapnia Ca(OH)2, który w wodzie zamienia się w fosforan(V) wapnia.
Gdy woda staje się bardziej zasadowa, jony wapnia reagują z jonami ortofosforanowymi(V) z wytworzeniem hydroksyapatytu, o nazwie systematycznej heksafosforan diwodorotlenek dekawapnia, Ca10(PO4)6(OH)2, który wytrąca się z roztworu:
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
10Ca2+ + 6PO43− + 2OH- ⇄ Ca10(OH)2(PO4)6↓
Osad usuwany jest przez odsączenie, a woda włącza się z powrotem do obiegu. Do usuwania ortofosforanów(V) przez wytrącanie można również stosować inne chemikalia, w tym chlorek żelaza(III) FeCl3 czy siarczan(VI) glinu Al2(SO4)3.
Oprócz ortofosforanów(V), na etapie oczyszczania ścieków strącane są w postaci siarczków również jony metali ciężkich, takie jak kadm, rtęć czy ołów.
Usuwanie Metali Ciężkich z Odpadów Przemysłowych
Zakłady przemysłowe borykają się z problemem odpadów przemysłowych, w tym utylizacji związków metali ciężkich. Zazwyczaj jony metali ciężkich strącane są przy pomocy ługu sodowego (wodorotlenek sodu). Przykładem może być strącanie jonów ołowiu przy pomocy NaOH:
Pb2+ + 2OH- → Pb(OH)2↓
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Wiele zakładów przemysłowych stosuje w swoich technologiach związki metali ciężkich. Coraz częściej, gdy niemożliwe jest wytrącenie osadu w postaci wodorotlenków, stosowane są nowoczesne odczynniki strącające, które selektywnie reagują z jonami metali ciężkich.
Takim przykładem jest sól trisodowa trójmerkaptotriazyny (skrót TMT), stosowana w postaci 15% roztworu. Działanie soli C3S2N3Na3 polega na wiązaniu jonów metali ciężkich, np. kadmu, miedzi, niklu, rtęci oraz ołowiu.
Oto przykład wiązania jonów rtęci przez C3S2N33- (w skrócie TMT3-) w postaci jonowej skróconej:
3 Hg2+ + 2 TMT3- → Hg3TMT2
Zastosowanie Reakcji Strąceniowych w Analityce Medycznej
Niektóre probówki do pobierania krwi zawierają sole, jak szczawian potasu (sól potasowa kwasu szczawiowego (etanodiowego) K2C2O4) lub cytrynian sodu (2‑hydroksypropano‑1,2,3‑trikarboksylan trisodu). Są to tzw. antykoagulanty, które łączą się z jonami Ca2+, obecnymi w surowicy krwi, zapobiegając tym samym krzepnięciu krwi.
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
W próbówce, po pobraniu krwi, zachodzi reakcja pomiędzy jonami wapnia a szczawianem potasu, opisana równaniem reakcji:
Ca2+ + K2C2O4 → 2 K+ + CaC2O4↓
W wyniku tego procesu tworzy się osad szczawianu wapnia, który następnie może zostać poddany procesowi wirowania, a pozostałość krwi jest poddawana szczegółowej diagnostyce.
Reakcje Strąceniowe w Fotografii Analogowej
Choć tradycyjna fotografia w dużej mierze wyparta została przez fotografię cyfrową, w celach artystycznych wciąż stosuje się metodę analogową. Jednym z częstszych zabiegów jest stosowanie klisz z bromkiem srebra. Aby je utworzyć, miesza się azotan(V) srebra z bromkiem potasu oraz żelatyną. W wyniku reakcji:
AgNO3 + KBr → AgBr↓ + KNO3
tworzy się osad drobnych kryształków bromku srebra. Następnie powleka się go cienką folią.
Po wywołaniu filmu, każdy nienaświetlony bromek srebra musi zostać usunięty w procesie zwanym „utrwalaniem”. W przeciwnym razie cały film stałby się czarny. Bromek srebra nie w wodzie, za to w rozcieńczonym roztworze tiosiarczanu sodu (Na2S2O3) rozpuszcza się z powodu tworzenia się jonów [Ag(S2O3)2]3−.
Ag+ + 2 S2O32- → [Ag(S2O3)2]3−
Po przemyciu filmu roztworem tiosiarczanu, nienaświetlony bromek srebra rozpuszcza się, pozostawiając wzór granulek metalicznego srebra na kliszy. Jest to tzw. negatyw.
tags: #oczyszczalnia #ścieków #akademia #morska #działanie
