Determination of iron in water

اندازه گیری آهن ( Fe )

آهن (Fe) اولین عنصر در گروه هشتم جدول تناوبی، پرکاربردترین و ارزانترین فلز است. دارای عدد اتمی 26، وزن اتمی 85/55، و ظرفیت های رایج 2 و 3 (و گاهی اوقات ظرفیت های 1، 4، و 6) است آهن در مواد معدنی هماتیت، مگنتیت، تاکونیت و پیریت وجود دارد. به طور گسترده در فولاد و آلیاژهای دیگر استفاده می شود.

حلالیت آهن در آب

حلالیت یون آهن (+Fe2) توسط غلظت کربنات کنترل می شود. از آنجایی که آب های زیرزمینی اغلب بدون اکسیژن هستند، هر آهن محلول در آب های زیرزمینی معمولا در حالت آهنی است. با قرار گرفتن در معرض هوا یا افزودن اکسیدان، به حالت  +Fe3 اکسید می شود و ممکن است هیدرولیز شود و اکسید آهن هیدراته قرمز نامحلول را تشکیل دهد. در غیاب یون های تشکیل دهنده کمپلکس، +Fe3 به طور قابل توجهی محلول نیست مگر اینکه pH بسیار پایین باشد.

مشخصات آهن (Fe)

آهن خالص از نظر شیمیایی بسیار واکنش پذیر است و به ویژه در هوای مرطوب یا در دماهای بالا به سرعت خورده می شود. دارای چهار شکل آلوتروپیک یا فریت، با نقاط انتقال در دمای 700، 928 و 1530 درجه سانتی‌گراد است که به نام‌های آلفا، بتا، گاما و امگا شناخته می‌شوند. شکل آلفا مغناطیسی است، اما هنگامی که به فرم بتا تبدیل می شود، مغناطیس ناپدید می شود اگرچه شبکه بدون تغییر باقی می ماند. آهن خام آلیاژی  حاوی حدود 3 درصد کربن با مقادیر مختلف گوگرد، سیلیکون، منگنز و فسفر است. آهن سخت، شکننده، نسبتا قابل ذوب است و برای تولید آلیاژهای دیگر از جمله فولاد استفاده می شود.

وجود آهن در آب چه مشکلاتی را ایجاد می کند؟

• در صورت بالا بودن میزان آن باعث ایجاد کدورت، طعم و رنگ در آب می‌شود.
• باعث ایجاد رسوبات در کانال های آب رسانی می‌شود.
• در صنایع کاغذسازی، چرم سازی و یخ سازی باعث کاهش راندمان می‌شود.
• بر روی ظروف آشپز خانه و نیز البسه لکه های قهوه ای رنگ به جا می‌گذارد.
• در سیستم های خنک کن باعث ایجاد رسوب می‌شود.

آهن چگونه باعث ایجاد خوردگی می شود؟

آهن و همچنین آلیاژهای آهن به دلیل یک واکنش شیمیایی به نام اکسیداسیون که با از دست دادن الکترون ها همراه است، زنگ می زند. هنگامی که آهن در معرض رطوبت یا اکسیژن قرار می گیرد، اکسیداسیون رخ می دهد. در طی این واکنش شیمیایی، آهن به اکسید آهن هیدراته قهوه ای مایل به قرمز تبدیل می شود. (هم اکسیژن و هم رطوبت کاتالیزورهای زنگ زدگی هستند)، خوردگی در دیگ بخار معمولا زمانی اتفاق می‌افتد که قلیائیت آب دیگ بخار کم باشد یا زمانی که فلز در هنگام کار یا دوره‌های بیکاری در معرض آب حامل اکسیژن قرار می‌گیرد. دماها و تنش های بالا در فلز دیگ باعث تسریع مکانیسم های خورنده می شوند.

چگونه از خوردگی آهن در تاسیسات جلوگیری کنیم؟

بازدارنده های خوردگی مواد شیمیایی هستند که با سطح فلز یا گازهای اطراف واکنش می دهند تا مانع از واکنش های الکتروشیمیایی خوردگی شوند. آنها با اعمال یک لایه محافظ بر روی سطح فلز از ایجاد خوردگی جلوگیری می کنند.

تعیین میزان آهن (Fe):

یون های آهنی دو ظرفیتی با ارتوفنا نترولین واکنش داده و یک یون کمپلکس صورتی رنگی تشکیل می دهد، که شدت رنگ ایجادشده بستگی به غلظت آهن دو ظرفیتی در نمونه آزمایش دارد. درصورتیکه یون های سه ظرفیتی آهن نیز وجود داشته باشد بوسیله هیدروکسیل آمین احیاء و به آهن دو ظرفیتی تبدیل می‌گردد.

شدت گونه های رنگی با استفاده از اسپکتروفتومتر اندازه گیری می شود. منحنی کالیبراسیون (جذب در مقابل غلظت) برای آهن تهیه و غلظت نمونه آهن ناشناخته تعیین می شود.

*آزمایشگاه های شرکت پژوهشی صنعتی آبریزان واقع در پارک علم و فناوری فارس با کادری مجرب و استفاده از دستگاه ها و تجهیزات پیشرفته قادر به اندازه گیری انواع پارامترهای آب از جمله آهن (Fe) می باشد.