## Ongewenste ionen verwijderen

Bij neerslagreacties ontstaat altijd een suspensie van een niet oplosbaar zout. Dit vaste zout kan eenvoudig door filtratie gescheiden worden van de rest van de suspensie, het oplosmiddel en de opgeloste stoffen. In tegenstelling tot indampen en destillatie brengt dit weinig (energie)kosten met zich mee. Bovendien zijn grote hoeveelheden geen probleem bij filtratie.

Bedrijven die afvalwater produceren mogen dit niet zomaar lozen in het oppervlaktewater van rivieren en meren. Het afvalwater mag niet schadelijk zijn voor de omgeving (de natuur, de mensen die er wonen). De schadelijke effecten van zouten kun je herleiden tot de eigenschappen van de afzonderlijke ionen. Het zijn vooral positieve ionen waar we mee op moeten passen in het milieu. De ionen van “zware metalen”, zoals kwik, lood, barium, chroom, zijn regelrecht giftig. Bij de meeste andere ionen ligt het wat genuanceerder; pas bij grotere concentraties leiden ze tot vervelende gevolgen. De ionsoorten nitraat, fosfaat, kalium en ammonium hebben een gunstig effect op de groei van planten (kunstmest!). Maar bij een teveel raken de natuurlijke evenwichten verstoord. De aanwezigheid van natriumchloride in water dat in de zee wordt geloosd is geen probleem, maar ons rivierwater moet geschikt blijven voor flora en fauna, voor drinkwater en voor de landbouw.

Vissterfte door 'zware metalen'

Enige algemene kennis van milieu-effecten is zeker onderdeel van het vak scheikunde. We kunnen evenwel nu niet dieper ingaan op wet- en regelgeving en controlediensten. De opdrachten die jullie krijgen komen neer op: bedenk een methode om een bepaalde ongewenste ionsoort uit een oplossing te verwijderen. Dat je hierbij moet vermijden gebruik te maken van kwik- en loodverbindingen als extra toevoegingen, spreekt voor zich.

Voorbeeld 1:
Een bedrijf produceert afvalwater met opgeloste loodzouten, denk hierbij voor het gemak maar aan lood(II)nitraat. Kijk in Tabel 45A en constateer, dat er nogal wat negatieve ionen beschikbaar zijn, die samen met Pb2+ slecht oplosbaar zijn. Bij de grote hoeveelheden die wellicht toegevoegd moeten worden per jaar, speelt de prijs van de chemicaliën echt wel een rol. Natriumcarbonaat (soda) is in grote hoeveelheden verkrijgbaar, niet duur, goed oplosbaar, niet echt gevaarlijk in het gebruik en dus bedenken we voor dit bedrijf de volgende aanpak.

Er wordt een oplossing gemaakt van soda: Na2CO3(s) → 2Na+(aq) + CO32-(aq). Een kleine overmaat hiervan wordt toegevoegd aan het afvalwater (juiste dosering!).
Het geheel wordt goed gemengd: Pb2+(aq) + CO32-(aq) → PbCO3(s). Even later wordt de troebele vloeistof door een filter gepompt. Als het filtraat nu aan alle normen voldoet, mag het geloosd worden.
Het residu, lood(II)carbonaat, moet regelmatig van het filter worden verwijderd en als chemisch afval worden afgevoerd, of . . . . . . wie weet kan het worden gebruikt in een ander bedrijf om er weer het metaal lood van te maken (recyclen).

Voorbeeld 2:
Bij het ontwikkelen van (zwart-wit) foto’s ontstaat afvalwater met zilverzouten, laten we zeggen zilvernitraat. Niet dat zilverzouten echt schadelijk zijn, maar er is toch een aardig bedrag mee gemoeid. Zoek in Tabel 45A bij Ag+ en constateer dat je niet meer dan chloride-ionen nodig hebt om er een neerslag van te maken. De stof “chloride-ionen” bestaat natuurlijk niet, maar keukenzout hebben we volop. We lossen het zout op:
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl—(aq) en doen de zoutoplossing bij de zilverresten.
De reactie: Ag+(aq) + Cl—(aq) → AgCl(s). Daarna filtreren we de vloeistof en slaan we het residu veilig op. Er is vast wel iemand die het weer om kan zetten tot zilver.