Phèn chua làm trong nước vì khi tan, nó tạo ra những bông keo nhôm hiđrôxit nhỏ, vừa làm mất điện tích của các hạt đất sét đang lơ lửng, vừa quây chúng lại thành cụm nặng chìm xuống đáy. Nhưng phèn không diệt hết vi khuẩn, nên nước đánh phèn vẫn phải đun sôi trước khi uống.
Chào bạn, đây là Nhà Hoá Học. Ai lớn lên ở miền Tây hay vùng ven sông đều nhớ hình ảnh ông bà cầm cục phèn trắng khuấy vòng quanh lu nước đỏ ngầu mùa lũ, sáng hôm sau nước trong veo. Hôm nay mình kể phép màu đó bằng hoá học.
Vì sao nước sông đục mãi không lắng?
Nước sông mùa lũ đục vì chứa rất nhiều hạt đất sét và phù sa cực mịn. Những hạt to thì để một lúc là chìm. Nhưng các hạt sét nhỏ thì cứ lơ lửng hàng ngày trời không chịu lắng.
Lý do nằm ở điện tích. Bề mặt các hạt sét thường mang điện tích âm. Hạt nào cũng âm thì chúng đẩy nhau ra, không bao giờ chụm lại được thành cục to để chìm. Mỗi hạt lại quá nhẹ, nên chuyển động hỗn loạn của phân tử nước đủ giữ nó lơ lửng.
Các nhà hoá học gọi hỗn hợp như vậy là hệ keo, tức các hạt rất nhỏ phân tán đều trong một chất khác mà không tan, không lắng. Sữa, mực in, sương mù cũng là những hệ keo.
Muốn nước trong, phải làm hai việc: phá lớp điện tích đẩy nhau đó, và gom các hạt nhỏ thành cụm lớn. Phèn chua làm được cả hai.
Phèn chua làm gì khi tan vào nước?
Phèn chua là một loại muối kép, trong đó có kali, nhôm và gốc sunfat, kết tinh cùng nhiều phân tử nước. Thứ làm nên công dụng của nó là nhôm.
Khi phèn tan, các hạt nhôm mang điện tích dương rất mạnh, ba điện tích một hạt. Chúng bị hút ngay về phía bề mặt âm của hạt sét, trung hoà điện tích đó. Hạt sét hết đẩy nhau, bắt đầu có thể chạm vào nhau.
Đồng thời, nhôm phản ứng với nước tạo thành nhôm hiđrôxit, một chất không tan ở dạng những bông keo trắng, xốp, nhẹ như bông gòn ướt. Các bông này như những tấm lưới, quơ lấy hạt sét, vi khuẩn, chất hữu cơ trên đường đi rồi kết thành cụm to dần.
Khi cụm đã đủ nặng, chúng chìm xuống đáy lu thành lớp bùn. Đó là lý do người ta khuấy nhẹ vài vòng rồi để yên. Khuấy nhẹ cho phèn gặp đủ hạt, để yên cho cụm có thời gian lớn và lắng. Khuấy mạnh quá thì cụm vỡ ra.
Nước đã trong có sạch chưa?
Giờ mình nói sang điều quan trọng nhất của tập này. Nước trong không có nghĩa là nước sạch. Phèn có kéo theo một phần vi khuẩn xuống đáy cùng bùn, nhưng không diệt hết, cũng không loại được các chất hoà tan như muối, thuốc trừ sâu hay kim loại nặng.
Vì vậy, nước đánh phèn ở quê vẫn phải đun sôi trước khi uống, như các bà vẫn làm. Đun sôi diệt phần vi khuẩn còn lại. Nếu vùng bạn ở có nghi ngờ ô nhiễm hoá chất, phèn và đun sôi đều không đủ, cần nguồn nước khác hoặc xử lý chuyên dụng.
Khi gạn nước, nên múc từ phía trên, nhẹ tay, không khuấy lại lớp bùn đáy. Lớp bùn ấy là nơi gom vi khuẩn và chất bẩn, nên đổ đi và rửa lu định kỳ.
Cũng cần dùng phèn vừa phải. Phèn nhiều quá làm nước có vị chua chát, và lượng nhôm dư còn lại trong nước nhiều hơn. Kinh nghiệm dân gian là khuấy cục phèn vài vòng rồi nhấc ra, chứ không thả cả cục vào lu.
Nhà máy nước cũng dùng đúng nguyên lý này
Bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng nhà máy nước hiện đại vẫn dùng chính nguyên lý của cục phèn trong lu nước bà ngoại. Giai đoạn đầu của xử lý nước mặt thường là keo tụ, tức cho các chất có nhôm hoặc sắt vào để gom hạt lơ lửng.
Chỉ khác là nhà máy dùng các chất keo tụ hiệu quả hơn phèn chua, được định lượng chính xác theo độ đục của nước từng giờ. Sau đó nước đi qua bể lắng, bể lọc cát, rồi mới đến bước khử trùng.
Mùa mưa lũ, nước sông đục hơn, nhà máy phải tăng lượng chất keo tụ. Đó là lúc công việc vận hành vất vả nhất, vì vừa phải giữ nước trong vừa không để lượng hoá chất dư vượt mức.
Từ cái lu nước ở hiên nhà đến dây chuyền nhà máy, hoá học không đổi. Chỉ có cách đo, cách kiểm soát là khác.
Nước phèn miền Tây là một chuyện khác hẳn
Đến đây có một sự nhầm lẫn rất phổ biến cần gỡ. Ở đồng bằng sông Cửu Long, người ta hay nói nước phèn, đất phèn. Nước phèn ấy không liên quan gì đến phèn chua, thậm chí gần như ngược lại.
Đất phèn là loại đất hình thành từ trầm tích ven biển, chứa nhiều hợp chất sắt và lưu huỳnh. Khi đất bị khô, tiếp xúc không khí, các hợp chất đó bị ôxy hoá và sinh ra axit sunfuric, làm đất và nước rất chua, đồng thời hoà tan nhiều sắt và nhôm.
Nước phèn có vị chua, mùi tanh, để lâu đổi màu vàng đỏ và có váng gỉ sắt. Đánh thêm phèn chua vào loại nước này không giải quyết được, vì vấn đề chính là độ chua và sắt. Người ta thường dùng vôi để giảm chua, kết hợp với lắng lọc, hoặc chuyển sang nguồn nước khác an toàn hơn.
Hai thứ cùng tên phèn, một thứ là cứu tinh của lu nước đục, một thứ là nỗi khổ của nông dân vùng đất trũng. Lần tới nghe ai nói nước phèn, bạn có thể hỏi lại: phèn của cục đá trắng hay phèn của đất chua.
Câu hỏi thường gặp
Có thể thay phèn chua bằng gì để làm trong nước?
Một số hạt và lá cây có chất keo tụ tự nhiên, như hạt chùm ngây, đã được nghiên cứu cho mục đích này. Tuy nhiên hiệu quả thay đổi nhiều, và nước sau khi làm trong vẫn cần đun sôi.
Uống nước có dư nhôm từ phèn có sao không?
Với lượng phèn vừa phải và nước đã lắng gạn, lượng nhôm còn lại thường thấp. Không nên dùng phèn quá tay, và nếu dùng nước đánh phèn lâu dài làm nguồn uống chính thì nên tìm nguồn nước an toàn hơn.
Phèn chua có dùng để khử mùi cơ thể được không?
Đá phèn được dùng làm chất khử mùi từ lâu, vì các muối nhôm làm se lỗ chân lông và ức chế vi khuẩn gây mùi. Người có da nhạy cảm nên thử trên vùng nhỏ trước.
Vì sao nước giếng để lâu có lớp váng vàng?
Nước giếng nhiều sắt hoà tan khi gặp không khí sẽ bị ôxy hoá, tạo gỉ sắt màu vàng nâu nổi váng hoặc lắng đáy. Đây là chuyện của sắt, không phải của phèn chua, và thường được xử lý bằng giàn mưa và bể lọc cát.
Đánh phèn bao lâu thì nước trong?
Thường vài giờ là thấy rõ, để qua đêm thì trong hơn. Thời gian phụ thuộc độ đục ban đầu, lượng phèn và nhiệt độ nước. Nước lạnh lắng chậm hơn nước ấm.
