Ćwiczenie 7. 

ŻELAZO 

 

WSTĘP 

 
•  Żelazo występuje głównie w postaci rud (hematyt, magnetyt, piryt), a w wolnej postaci 

jedynie w niewielkich ilościach w meteorytach. 

 
•  Źródłem związków żelaza w wodach naturalnych mogą być: 

-  gleba i skały, z których te związki są wymywane; 
- zanieczyszczenia, głównie  ściekami przemysłowymi z kopalni, galwanizerni, 

zakładów metalurgicznych, farbiarskich; 

-  korozja rur i zbiorników żelaznych i stalowych, z którymi woda miała kontakt. 

 
•  W wodzie naturalnej żelazo występuje w związkach na II i III stopniu utlenienia w formie 

rozpuszczonej, koloidalnej i zawiesin. Związki  żelaza(II) stanowią najczęściej 
rozpuszczony kwaśny węglan  żelaza(II) lub siarczan(VI) żelaza(II) (w wodach z 
torfowisk). Ten kwaśny dwuwęglan  żelazawy utrzymuje się w wodzie w postaci 
rozpuszczonej dzięki obecności wolnego CO

2

 i braku powietrza. W obecności tlenu 

dwuwęglan żelaza(II) ulega hydrolizie z jednoczesnym utlenieniem żelaza i wydzieleniem 
CO

2

: 

 

2 Fe(HCO

3

)

 2

 + H

2

O + ½ O

2

 Æ 2 Fe(OH)

 3

 ↓ + 4CO

2

 

 
•  Związki  żelaza(III)  łatwo wytrącają się w wodzie, powodując stopniowe zmętnienie 

i 

brunatnienie wód zawierających znaczne ilości związków  żelaza. W wodach 

zawierających dużo związków organicznych, a szczególnie związków humusowych, 
proces ten zachodzi częściowo, gdyż związki te mogą odgrywać rolę koloidów 
ochronnych zapobiegających wytrącaniu się Fe(OH)

3

. 

 
•  W organizmie ludzkim znajduje się 3,5 – 4,5 g żelaza. Jest składnikiem hemoglobiny, 

mioglobiny i wielu enzymów. Żelazo jest niezbędne dla organizmu jako składnik 
krwiotwórczy oraz do transportu i magazynowania tlenu. Przy długotrwałym niskim 
spożyciu  żelaza rozwija się niedokrwistość (anemia), objawiająca się zmianami w 
śluzówce (biegunki, zanik śluzówki  żołądka, zmiany zapalne) oraz niedotlenieniem 
tkanek, co powoduje obniżenie zdolności psychofizycznych, szybsze męczenie się 
organizmu, zakłócenia snu, osłabienie odporności organizmu, a u kobiet w ciąży może 
prowadzić do poronień, przedwczesnego porodu lub wad rozwojowych płodu. Efektem 
nadmiernego spożycia  żelaza może być zmniejszenie wchłaniania innych składników 
mineralnych (cynku, miedzi), zwiększone ryzyko wystąpienia infekcji, nadmierne 
gromadzenie  żelaza w tkankach i ich uszkodzenie (np. trzustki Æ cukrzyca) oraz 
zwiększenia wystąpienia chorób nowotworowych. Jednak przypadki nadmiernego 
spożycia  żelaza są znacznie rzadsze niż przypadki jego niedoboru i zwykle są 
spowodowane przedawkowaniem preparatów witaminowych zawierających żelazo. 

 
•  Dopuszczalne stężenia żelaza w wodzie (mg/dm

3

) wynoszą: 

-  wody powierzchniowe klasa I – 1,0; 
-  wody powierzchniowe klasa II – 1,5; 
-  wody powierzchniowe klasa III – 2,0; 
-  woda do picia – 0,2. 

 

1

Ćwiczenie 7. 

 

2

Duża zawartość żelaza w wodzie wywołuje jej mętność, brunatną barwę i pogarsza walory 
smakowe. Powoduje też brudzenie tkanin podczas prania z użyciem takiej wody. Wody o 
dużej zawartości żelaza mają na ogół odczyn kwasowy, są toksyczne dla ryb i sprzyjają 
rozwojowi bakterii żelazistych (może powodować zatykanie urządzeń wodociągowych) 
oraz wywołują zaburzenia wzrostu u roślin. 

 

METODY OZNACZANIA ŻELAZA 

Istniejące metody oznaczania żelaza w wodzie nie dają możliwości ilościowego 
określenia wszystkich postaci żelaza, w jakich występuje ono w przyrodzie. Obecnie 
znane metody analityczne pozwalają na określenie jedynie ogólnej zawartości  żelaza w 
wodzie, występującego w postaci dwuwartościowego lub trójwartościowego  żelaza. Do 
oznaczania ogólnej zawartości żelaza stosuje się metody: 
a)  wagową – polega na utlenianiu soli żelaza(II) do soli żelaza(III), które z nieznacznym 

nadmiarem roztworu amoniaku wytrącają się w postaci wodorotlenku żelaza(III) 
Fe(OH)

3

. Wodorotlenek ten odsączony i wyprażony przechodzi w tlenek żelaza(III) 

Fe

2

O

3

, z którego po zważeniu oblicza się zawartość  żelaza. W oznaczeniu 

przeszkadzają sole glinowe, fosforowe i krzemiany. 

b)  wersenianową – polega na kompleksometrycznym miareczkowaniu żelaza roztworem 

EDTA, przy pH około 2, wobec kwasu sulfosalicylowego. W tej metodzie 
wykorzystuje się większą trwałość bezbarwnego kompleksu żelaza z wersenianem w 
porównaniu z trwałością jego kompleksu z kwasem sulfosalicylowym o zabarwieniu 
czerwonym. W punkcie końcowym miareczkowania następuje zmiana barwy z 
czerwonej na słomkowożółtą. Metoda ta stosowana może być przy zawartości żelaza 
większej niż 10 mg/dm

3

.  

c)  kolorymetryczną z tiocyjanianem (rodankiem) – polega na utlenieniu jonów Fe

2+

 

do Fe

3+

 i reakcji barwnej jonów Fe

3+

 z jonami tiocyjanianowymi (SCN

-

). 

Intensywność  krwistoczerwonego  zabarwienia jest proporcjonalna do zawartości 
żelaza i oznaczana jest wizualnie lub spektrofotometrycznie. Metodę  tę stosuje się 
przy stężeniach od 0,1 do 2,0 mg (Fe)/dm

3

.  

d)  kolorymetryczną z fenantroliną – polega na redukcji jonów Fe

3+

 do Fe

2+ 

za pomocą 

hydroksylaminy i przeprowadzeniu reakcji barwnej z fenantroliną. Jony Fe

2+

 tworzą z 

tym związkiem  pomarańczowy  kompleks. Intensywność zabarwienia jest 
proporcjonalna do stężenia  żelaza w próbce i oznaczana jest wizualnie lub 
spektrofotometrycznie.  

e)  polarograficzną – Pomiar wykonuje się w roztworze buforu amonowego z dodatkiem 

kwasu sulfosalicylowego. Potencjał półfali dla żelaza wynosi – 1,45 V. 

f)  absorbcyjnej spektrometrii atomowej (ASA) – Pomiaru absorbancji dokonuje się 

przy długości fali 248,3 nm. 

Do oznaczania żelaza(II) stosuje się metodę kolorymetryczną.