Kimia

Curah hujan kimia

Curah hujan kimia
Tangki sedimentasi untuk pengolahan air

Apa itu presipitasi kimia?

Itu Curah hujan kimia Ini adalah proses pengolahan air limbah di mana zat kimia ditambahkan untuk mengubah ion polutan yang dilarutkan menjadi partikel padat. Dengan kata lain, ini terdiri dalam menghasilkan partikel sedimen dalam air limbah dengan penambahan bahan kimia.

Tujuan utama hujan kimia.

Meskipun sebagian besar polutan yang dicari dihilangkan adalah logam seperti kobalt, cesium atau merkuri yang membentuk kation (ion dengan beban positif), ia juga digunakan untuk menghilangkan anion (ion dengan beban negatif) seperti fluoride, sianida dan fosfat.

Setelah endapan padat, perlu melakukan serangkaian langkah untuk dapat memisahkannya dari sisa air. Langkah-langkah ini termasuk flokulasi, sedimentasi dan pemisahan padat-cair.

Keseimbangan kelarutan dan curah hujan kimia

Teknik presipitasi kimia didasarkan pada keseimbangan kelarutan senyawa ionik dan konstanta produk kelarutan. Dalam kebanyakan kasus, padatan yang mengendap adalah sedikit hidroksida yang larut, meskipun jenis ion lainnya juga diendapkan.

Dalam semua kasus presipitasi kimia, padatan yang terbentuk adalah senyawa ionik yang sedikit larut yang seimbang dengan ion dalam larutan sesuai dengan reaksi umum:

Konsentrasi akhir logam, M, yang tetap dalam larutan ditentukan oleh konstanta kesetimbangan reaksi ini, serta oleh konsentrasi anion, a, yang ditambahkan.

Misalnya, Jika itu adalah hidroksida, konsentrasi akhir logam akan tergantung pada konsentrasi ion hidroksida dalam larutan dan, oleh karena itu, dari pH.

Langkah demi langkah proses presipitasi kimia

Proses presipitasi kimia terdiri dari empat langkah dasar:

Langkah 1: Penambahan agen pengendap dan penyesuaian pH.

Ini adalah tahap awal di mana zat pengendap yang telah dipilih ditambahkan (dalam kebanyakan kasus adalah kalsium hidroksida). PH menyesuaikan untuk memaksimalkan presipitasi dan mengoptimalkan kemurnian akhir air.

Dapat melayani Anda: acrilonitrilo: struktur, properti, produksi, penggunaan

Selama langkah ini, campuran biasanya dikalahkan atau diaduk untuk memastikan konsentrasi endapan yang seragam.

Langkah 2: Flokulasi.

Tahap ini untuk memungkinkan padatan kecil yang terbentuk pada tahap pertama presipitasi untuk bergabung bersama membentuk partikel atau "flok" (karenanya namanya).

Ini akan sedimen lebih cepat di langkah berikutnya. Untuk mendukung pembentukan partikel -partikel ini tanpa memecahkannya, agitasi menjadi lebih lambat.

Langkah 3: Sedimentasi.

Ini terdiri dari membiarkan campuran air yang baru diolah dalam tangki untuk membiarkan semua partikel padat masuk ke latar belakang (sedimente).

Langkah 4: Pemisahan Solid-Cair.

Dalam kebanyakan kasus, pemisahan padat-cair terdiri dari dekantasi air sederhana yang tetap menjadi sedimen. Dalam kasus lain, pemisahan dicapai dengan menyaring atau bahkan menyentrifugasi air yang diolah, tergantung pada seberapa berbahaya polutan.

Jenis curah hujan kimia

Curah hujan hidroksida

Ini adalah jenis presipitasi kimia yang paling umum dan terdiri dari peningkatan pH dengan menambahkan senyawa alkali yang hampir selalu kalsium hidroksida (CA (OH)2).

Reaksi kimia yang terjadi adalah:

Dalam reaksi sebelumnya, m mewakili kation logam apa pun yang diinginkan untuk dihilangkan. Padatan yang terbentuk dalam kasus ini adalah hidroksida yang sangat larut.

Dalam kasus curah hujan hidroksida, aturan umum adalah semakin besar konsentrasi OH- (Semakin besar pH), semakin rendah konsentrasi logam yang tetap di dalam air, setelah dirawat. Dengan kata lain, ke pH yang lebih besar, kemurnian akhir yang lebih besar dari air.

Presipitasi dengan sulfida

Jenis curah hujan kimia ini terutama digunakan untuk penghapusan logam berat, seperti timbal atau merkuri, dalam bentuk sulfida yang larut dalam. Untuk mencapai hal ini, dapat ditambahkan ke air untuk mengolah sulfida yang larut dan tidak larut.

Sulfida yang paling umum digunakan adalah larut yang termasuk hidrogen sulfida (H2S) dan natrium sulfida (na2S). Reaksi curah hujan umum adalah:

Dapat melayani Anda: paduan

Ferrous sulfida juga dapat ditambahkan yang tidak larut, tetapi memberikan ion sulfida yang cukup untuk larutan untuk mengendapkan sebagian besar logam berat.

Curah hujan karbonat

Karbonat dari banyak logam kurang larut bahkan daripada hidroksida dan dapat mengendap dari air limbah dengan menambahkan kalsium karbonat, atau memutar hidroksida yang menggelegak karbon dioksida dalam campuran yang dialkali dalam campuran yang dialkalized.

Curah hujan sianida

Berbeda dengan kasus -kasus sebelumnya, di sini kita berusaha mengendapkan sianida, yang merupakan anion, bukan logam. Sianida adalah kontaminan beracun yang sangat berbahaya dan dapat dihilangkan dari air limbah dengan menambahkan seng sulfat atau ferrous sulfat, karena membentuk kompleks dengan logam -logam ini yang mengendap.

Copresipitasi

Copresipitasi terjadi ketika zat terlarut endapan bersama dengan yang lain. Dalam kasus ini, zat terlarut pertama ditangkap dalam padatan ketika endapan senyawa lain terbentuk.

Seolah -olah padatan saat membentuk meninggalkan zat terlarut pertama dan menyeretnya keluar dari solusi. Fenomena ini digunakan untuk menghilangkan beberapa polutan yang sulit untuk memicu diri mereka sendiri.

Aplikasi

Curah hujan kimia digunakan dalam industri tanpa akhir untuk memenuhi persyaratan lingkungan dengan kualitas air limbah.

Curah hujan hidroksida Ini digunakan dalam industri:

  • Lapisan logam
  • Pembuatan Senyawa Anorganik
  • Fondasi
  • Pembuatan kembang api dan bahan peledak
  • Enamel Porselen
  • Pertambangan batubara
  • Industri farmasi, antara lain.

Di samping itu, Presipitasi dengan sulfida Ini digunakan dalam industri untuk menghilangkan kontaminan seperti merkuri, timah dan perak. Ini memiliki aplikasi di industri berikut:

  • Industri tekstil
  • Pertambangan
  • Peralatan dan persediaan fotografi
  • Pembuatan logam non -jantan, antara lain

Selain industri -industri ini, presipitasi adalah teknik yang paling penting untuk Pemurnian Air Pendingin Reaktor Nuklir. Dalam industri ini, ini digunakan untuk menghilangkan kation radioaktif seperti Plutonium, Américo, Cesio dan lainnya.

Contoh curah hujan kimia

Curah hujan strontium dengan kalsium karbonat

Reaksi curah hujan dalam kasus ini adalah:

Dapat melayani Anda: nitrogen oksida (NOX)

Reaksi dilakukan dengan pH optimal 10,5 dan mencapai konsentrasi logam ini hingga 100 kali lebih rendah dari awal.

Curah hujan antimon hidroksida

Untuk menghilangkan antimon dari air limbah, titanium hidroksida dapat digunakan sebagai reagen yang memicu. Reaksinya adalah:

Ini dilakukan dalam kisaran pH yang berjalan dari 5 menjadi 8,5 dan juga mengurangi konsentrasi ke nilai 100 kali lebih sedikit dari awal.

Presipitasi cesium dengan tetraphenylborate

Ini adalah kasus khusus yang memungkinkan curah hujan Cessium, logam alkali yang sulit untuk mengendap. Reaksinya adalah:

Menggunakan tetraphenylborarate membawa dua manfaat besar: pertama, yang secara praktis bekerja untuk pH apa pun (dari pH 1 hingga 13) dan kedua, bahwa kelarutan garam rendah yang terbentuk memungkinkan untuk mengurangi konsentrasi akhir kontaminan dengan seribu faktor seribu seribu.

Curah hujan tembaga dengan natrium sulfida

Reaksi curah hujan dalam kasus ini adalah:

Penghapusan tembaga air limbah dengan metode ini dilakukan pada nilai pH lebih besar dari 8 dan konsentrasinya berkurang lebih dari 99%.

Copresipitasi Chrome, Lead dan Seng dengan Ferric Hydroxide dan Aluminium Hydroxide

Dalam hal ini, natrium hidroksida ditambahkan ke air untuk mengendapkan zat besi dan aluminium yang ada dalam bentuk ferric hidroksida (Faith (OH)3) dan aluminium hidroksida (Al (OH)3). Ketika kedua hidroksida ini mengendap, mereka menyeret sebagian ion krom, timbal dan seng. Perawatan posterior dengan hidrogen sulfida menghilangkan hampir semua ketiga logam ini.

Referensi

  1. Wang, l. K., Vaccari, d. KE., Li, dan., & Shammas, n. K. (2005). Curah hujan kimia. Proses Perawatan Fisika, 141-197. Doi: 10.1385/1-59259-820-X: 141
  2. Striebig, b.KE. (2005). Curah hujan kimia. Dalam ensiklopedia air (eds. J.H. Lehr dan J. Keeley). https: // doi.org/10.1002/047147844x.PC101
  3. Britannica, t. Editores de Encyclopaedia (2018, 8 Februari). Curah hujan kimia. Encyclopedia Britannica. https: // www.Britannica.com/sains/presipitasi bahan kimia
  4. D. Bhattacharyya, a. B. Jumawan JR. & R. B. Grieves (1979) Pemisahan logam berat beracun oleh prekitasi sulfida, ilmu pemisahan dan teknologi, 14: 5, 441-452, doi: 10.1080/01496397908058096
  5. Marina Maya Marchioretto, Harry Bruning & Wim Rulkens (2005) Presisi logam berat dalam lumpur limbah, ilmu pemisahan dan teknologi, 40:16, 3393-3405, doi: 10: 10.1080/01496390500423748