Il trattamento delle acque

L’acqua non è solo acqua. Spesso l’acqua contiene impurezze che la rendono inutilizzabile per vari scopi. Il trattamento di purificazione dell’acqua dipende sia da come essa deve essere usata e sia da come è stata usata. L’acqua per una certa applicazione industriale può richiedere un trattamento preliminare che non è necessario per l’uso domestico. Inoltre, l’acqua che è stata utilizzata in un impianto chimico può richiedere un trattamento diverso dell’acqua proveniente dagli scarichi domestici. Questi diversi trattamenti delle acque, però, hanno una caratteristica comune: implicano reazioni in soluzione acquosa, prendiamo in considerazione un esempio specifico.

Eliminazione del ferro dall’acqua potabile. Certe sorgenti forniscono acqua con un contenuto di ferro che può raggiungere i 25 mg per litro, ma nella legislazione statunitense il limite raccomandato nell’acqua potabile è di 0.3mg/L. I metodi per eliminare l’eccesso di ferro in genere implicano:

a)     rendere l’acqua leggermente basica con calce spenta, Ca(OH)2;

b)     l’ossidazione di Fe2+ a Fe3+ con lo ione ipoclorito, OCl

c)     la precipitazione di Fe(OH)3 (s) dalla soluzione basica.

Le reazioni possono essere rappresentate dalle equazioni

Cl2 (g) + 2 OH (aq) → Cl (aq) + OCl (aq) + H2O

2 Fe2+ (aq) + OCl (aq) + H2O → 2 Fe3+ (aq) + Cl (aq) + 2 OH(aq)

Fe3+ (aq) + 3 OH(aq) → Fe(OH)3 (s)

Mentre avvengono queste reazioni, lo ione ClOsvolge anche un altro compito di primaria importanza: distruggere i microorganismi patogeni presenti nell’acqua.

Eliminazione di ossigeno dalle caldaie per l’ebollizione dell’acqua. Le caldaie ad alta temperatura vengono usate per convertire l’acqua in vapore nelle centrali elettriche. L’ossigeno disciolto nell’acqua è fortemente dannoso in quanto promuove la corrosione dell’acciaio dalle caldaie. Poiché l’O2 (g) è un buon agente ossidante, si ricorre ad un agente riducente quale l’idrazina.N2H4, per eliminarlo.

O2 (aq) + N2H4 (aq) → 2 H2O + N2 (g)

Eliminazione dei fosfati dalle acque di scarico domestiche. L’eutrofizzazione è il termine usato per descrivere una serie di eventi che porta alla rapida crescita di alghe, alla morte dei pesci ed altri deleteri effetti nei corpi idrici. Questi eventi sono causati dalla presenza di un eccesso di nutrienti, soprattutto di fosfati. Il trattamento delle acque di scarico domestiche include anche l’eliminazione dei fosfati. Un metodo particolarmente semplice consiste nel precipitare i fosfati con calce spenta,Ca(OH)2. I fosfati possono essere presenti in numerose forme differenti, incluso lo ione idrogenofosfato, HPO42-.

5 Ca2+ (aq) + 3HPO4 (aq) + 4 OH (aq) → Ca5OH(PO4)3 (s) + 3 H2O

Il precipitato ha la composizione del minerale idrossiapatite.

Distruzione degli ioni cianuro negli impianti industriali. I cianuri vengono usati nelle opreazioni di pulitura dei metalli, nell’elettrogalvanica e nell’estrazione da rocce aurifere in miniera. Lo ione cianuro deve essere distrutto nelle acque di scarico provenienti da queste opreazioni, e ciò si ottiene con la seguente reazione di ossidazione-riduzione

2 CN (aq) + 5 OCl (aq) + 2 OH(aq) → N2 (g) + 2 CO32- (aq) + 5 Cl (aq) + H2O

Il velenoso ione CN (aq) viene convertito negli innocui N2 (g) e CO32- (aq).  Inoltre non si deve dimenticare che i processi biologici hanno un ruolo importante nel trattamento delle acque, in particolare nel trattamento delle acque di scarico.

 

 

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Author: Chimicamo

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