Дистиллированная вода какие ее свойства

Дистиллированная вода представляет собой химическое соединение, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула этого вещества химически обозначается формулой H2O. В результате процесса дистилляции из воды удаляются все примеси и ионы. Особые свойства дистиллированной воды рассматриваются в статье.

Важность воды для человека

В организме человека находится около 65 % воды. Это вещество является более важным для жизни человека, чем пища, поскольку без еды человек может поддерживать свои жизненно важные функции в течение нескольких недель, а без воды жизнь человека заканчивается через несколько дней.

Вода выполняет следующие функции в организме:

• подвод питательных веществ к клеткам и вывод продуктов распада из них;
• помощь в процессе пищеварения, которая заключается в образовании желудочного сока;
• постоянное увлажнение кожи, глаз, рта, носоглотки и суставов;
• регулирование температуры тела и метаболических процессов в организме.

Употребление достаточного количества воды в сутки способствует профилактике следующих состояний:

• диабет;
• гипогликемия;
• артрит;
• сухость кожи;
• ожирение и некоторые другие.

Если человек потеряет 20 % воды своего организма, то наступает немедленная смерть.

Что такое дистиллированная вода, какими физическими свойствами она обладает

Дистиллированная вода представляет собой жидкое вещество, состоящее только из молекул H2O. Получается оно в результате процесса дистилляции, который состоит в разделении жидких компонент в смеси.

Физико-химические свойства дистиллированной воды отличаются от таковых для обычной воды, которую человек пьет ежедневно. Это отличие связано с высокой чистотой дистиллированной воды. Например, если говорить о таком физическом свойстве, как электропроводность, то она является практически нулевой. В дистиллированной воде нет носителей тока, которые в воде обычной представляют собой ионы хлора, кальция, магния и фтора.

Отметим, что сама молекула H2O является электрически нейтральной, поэтому не может участвовать в процессе образования электрического тока. Справедливости ради отметим, что ионное произведение воды, то есть произведение молярных концентраций ионов H+ и OH- составляет 10-14, то есть в одном литре воды существует 10-7 моль атомов каждого из этих ионов. Однако эта концентрация является слишком малой, чтобы создавать практически ощутимый электрический ток.

Следует отметить еще один феномен, который касается такого физического свойства дистиллированной воды, как кипение. Процесс связан с наличием в веществе примесей и различных макроскопических частиц. В случае дистиллированной воды таких частиц нет, поэтому жидкость можно нагреть гораздо выше 100 °C, и она не будет кипеть. Если в такую «перегретую» воду добавить соль или сахар, или же просто начать мешать воду, то она начнет кипеть взрывным образом.

Процесс дистилляции

Этот процесс для очистки воды используется с давних времен. Суть процесса дистилляции методом выпаривания заключается в том, что в герметично закрытом сосуде (дистилляторе) кипит вода, ее пары поднимаются и попадают в специальную емкость, которая называется конденсатором. Здесь вещество снова переходит из газообразной в жидкую фазу в результате охлаждения. Конечным результатом дистилляционного процесса оказывается очищенная от примесей вода в конденсаторе и оставшийся осадок в дистилляторе.

Полученная данным способом жидкость не обладает 100 % чистотой, поскольку в процессе испарения вместе с паром увлекается небольшое количество частиц примеси.

Отметим, что такой метод дистилляции воды будет бесполезен, если в исходной воде присутствуют примеси, которые также при кипении будут переходить в газообразное состояние, например, спирты.

Дистиллированная вода и ее pH

Если говорить о химических свойствах дистиллированной воды, то в первую очередь следует сказать о ее pH. Показатель кислотности pH, или водородный показатель, математически определяется, как отрицательный десятичный логарифм от молярной концентрации катионов водорода. Если значение pH>7, то говорят о щелочной среде, если pH<7, тогда речь идет о кислой среде.

Обычная вода имеет слегка кислую среду, а для дистиллированной же воды pH = 5,8. Причиной такой кислотности чистой воды является то, что в ней растворено большое количество углекислого газа.

Растворяясь в дистиллированной воде, углекислый газ образует карбоновую кислоту по следующей химической реакции: 2H2O + CO2 -> H2O + H2CO3.

В растворе в действительности существуют катион аммония H3O+ и анион гидрокарбоната HCO3-. Процесс насыщения углекислым газом вновь полученной дистиллированной воды, которая имеет pH = 7, происходит за 1-2 часа.

Следует также отметить, что pH ультрачистой воды тяжело измерить, поскольку такое физико-химические свойство дистиллированной воды, как электропроводность, практически равно нулю, что сильно искажает результаты специальных приборов для измерения кислотности — pH-метров.

Бидистиллированная вода

Такая вода получается в результате двойного процесса дистилляции. Такую жидкость часто называют химически чистой. Если результаты измерений чистоты бидистиллированной воды являются неудовлетворительными, то к ней применяют еще раз процесс дистилляции.

Она используется главным образом в качестве растворителя медикаментов для их парентерального введения. Также она применяется для приготовления гипоосмолярных растворов для их внутривенного или внутримышечного введения.

Применение дистиллированной воды

Вода является жизненно важным веществом для человека и для жизни на планете в целом. Ведь она считается универсальным растворителем и используется широко во всех сферах человеческой деятельности. Однако для своего использования вода должна обладать определенным уровнем качества. Процесс дистилляции является одним из способов улучшения качества воды.

Чаще всего дистиллированная вода используется в следующих процессах:

• Непосредственное потребление человеком. Полезные свойства дистиллированной воды заключаются в том, что она не содержит различных вредных примесей в своем составе. В жаркое время года люди пьют эту воду с кубиками льда. Поскольку она не содержит примесей, то температура ее замерзания точно соответствует 0 °C. Отметим, что физико-химические свойства дистиллированной воды после заморозки и последующей ее разморозки сохраняются.
• Химия. Дистиллированную воду используют для работы с различными реактивами в лабораторных условиях.
• Индустрия. Чистая вода используется при производстве охлаждающих напитков, а также в котлах, избегая тем самым образования в них накипи.
• Практически во всех медицинских процессах.

  

Возможные проблемы при употреблении дистиллированной воды

Дистиллированная вода не содержит примесей, которые присутствуют в обычной воде. Некоторые из этих примесей могут быть полезными, например, анионы фтора, которые специально добавляют в жидкость с целью профилактики кариеса. Поэтому постоянное употребление дистиллированной воды может значительно увеличить риск его образования.

Ионы кальция и магния являются полезными для здоровья человека, поэтому рекомендуется компенсировать их отсутствие в дистиллированной воде употреблением других продуктов питания.

Обычная вода содержит множество различных примесей: органические вещества и неорганические составляющие. Среди них много полезных элементов, необходимых для нормального функционирования организма. Но есть еще дистиллированная вода, или «мертвая», как назвали бы ее наши предки, очищенная от примесей и посторонних включений. В некоторых случаях целесообразно использовать именно ее.

Как получают

Дистиллированная вода – это продукт перегонки обычной воды, прошедшей предварительную подготовку (различные виды очищения).

Для дистилляции жидкость помещается в дистиллятор, где она сначала переходит в парообразное состояние, а после охлаждения конденсируется. Перед этим вода должна пройти специальную подготовку, которая может включать несколько этапов. Необходимость каждого из них определяется состоянием воды в конкретной местности и наличием в ней тех или иных примесей. Для того чтобы подготовить воду к дистилляции, нужно очистить ее от таких составляющих:

• взвешенные частицы (удаляются с помощью фильтров с наполнителем из активированного угля или кварцевого песка);
• растворенные газы (для их испарения воду необходимо нагреть почти до температуры кипения);
• соли (для обессоливания используются разные методы – химический, электрохимический, магнитный, ионообменный).

Для очищения воды может применяться также метод коагуляции.

Только должным образом подготовленная и подвергнутая затем перегонке в специальных аппаратах вода может считаться по-настоящему очищенной.

Состав и свойства

Дистиллированная вода не содержит микроорганизмов, а неорганические вещества могут присутствовать в ней в небольших количествах. Состав дистиллированной воды должен соответствовать требованиям ГОСТ 6709-72.

Допустимое количество примесей

Содержание примесей регламентируется ГОСТом и не должно превышать указанных в нем значений. Например, количество нитратов может составлять не больше 0,2 мг/л, железа – не больше 0,05 мг/л, сульфатов – не больше 0,5 мг/л.

Чтобы дистиллированная вода не теряла своих свойств, ее нужно хранить в герметически закрытой стеклянной таре или полиэтиленовых (фторопластовых) емкостях, согласно требованиям ГОСТ 6709-72.

Физико-химические параметры

Свойства дистиллированной воды определяются ее составом. Некоторые из них такие же, как у обычной воды. Например, она также не имеет цвета и запаха. Однако показатель pH дистиллированной воды равен 5,4-6,6, что соответствует слабокислой среде. В ней нет примесей, но растворен углекислый газ, образующий углекислоту. У обычной же воды за счет большого количества примесей щелочной состав, поэтому ее pH выше 7 (нейтрального).

Как известно, обычная вода замерзает при 0 ºC. А при какой температуре замерзает дистиллированная вода, становится ясно, если вспомнить физику процесса. Кристаллы льда начинают образовываться в первую очередь на твердых частицах, а в очищенной воде практически нет примесей и полностью отсутствуют взвеси. Так что для нее этот показатель на несколько градусов ниже.

А вот на температуру кипения отсутствие примесей существенно не влияет. Температура кипения дистиллированной воды, как и обычной, составляет 100 ºC.

Электропроводность воды зависит от количества содержащихся в ней ионов. Различные химические соединения при растворении в воде распадаются на ионы с отрицательным или положительным зарядом. Если вода очищена от примесей, количество ионов в ней незначительно. Это и дает ответ на вопрос, проводит ли дистиллированная вода электрический ток: из-за небольшого содержания заряженных частиц она является очень слабым электролитом.

Плотность воды определяется количеством растворенных в ней солей и других примесей. Чем выше их процентное содержание, тем выше плотность. Этот показатель меняется с изменением температуры и достигает максимального значения при 4 ºC. У очищенной воды он ниже, чем у обычной. Плотность дистиллированной воды при 20 ºC составляет 998,203 кг/м3.

Где применяется

Благодаря своим особенным свойствам дистиллированная вода находит применение в медицине, фармакологии, промышленности и быту.

Многих интересует, чем отличается дистиллированная вода от обычной. Главное отличие в том, что она не содержит химически активных примесей и пирогенных веществ. Очищенная вода необходима при производстве медикаментов и косметических средств, применяется для разбавления концентрированных веществ, антифризов и электролитов, а также для разведения лекарственных препаратов.

Стоит сказать и о том, для чего нужна дистиллированная вода в быту.

Такая вода не образует твердых отложений (накипи), поэтому ее целесообразно использовать в отопительных системах, а также в современных утюгах с функцией подачи пара. Кроме того, ею заполняют аквариумы и разбавляют электролит в автомобильных аккумуляторах.

Срок годности дистиллированной воды, которая используется в фармацевтической отрасли, 3 суток. В остальных случаях он не ограничен.

Приготовление в домашних условиях

Чтобы получить очищенную воду для питья в домашних условиях, можно прибегнуть к такому способу, как замораживание. Для этого нужно налить обычную воду (желательно отстоянную или очищенную с помощью фильтров) в емкость и поместить ее в морозильную камеру. Быстрее замерзнет жидкость с наименьшим содержанием примесей – это примерно две трети объема. Остальное нужно слить. Растопив лед, получим дистиллированную воду.

Пригодится также информация о том, чем еще можно заменить лабораторную дистиллированную воду. Дистиллятом, полученным в результате выпаривания в домашних условиях.

Для дистилляции предварительно отстоянной воды нужно надеть на носик кипящего чайника литровую банку и подставить под нее сосуд, куда будет стекать конденсат.

А самый простой способ – собрать чистую дождевую воду. Она является дистиллированной.

Дистиллированная вода польза или вред: Видео

У многих из нас время от времени возникает необходимость в дистиллированной воде. Автомобилисту она нужна для обслуживания аккумуляторов, домохозяйке — для заливки в утюг с отпаривателем, фармацевту — для производства лекарств, и т.д. О том, что такое дистиллированная вода, как она производится, какими стандартами регулируется и как применяется, читайте в этой статье.

Что такое дистиллированная вода

Дистиллированной называется вода, очищенная от любых посторонних примесей, солей, органических и иных веществ. До недавнего времени дистиллированной называли воду, которая очищалась путем дистилляции, или перегонки, однако в последние годы такую же по параметрам воду получают и другими методами, исключающими классический процесс дистилляции. Но независимо от методов получения эту воду, если она соответствует требованиям, называют дистиллированной.

Дистиллированная вода, будучи практически лишена солей и прочих примесей, всегда содержащихся в обычной воде, имеет специфические свойства:

• Является лучшим растворителем, нежели простая неочищенная вода;
• Оказывает минимальное воздействие на ход химических реакций;
• При смешивании с другими веществами не изменяет их основных свойств;
• При нагревании и испарении она не оставляет осадка (накипи).

Именно поэтому дистиллированную воду активно применяют в промышленности, в автомобилях и в быту, о чем будет сказано ниже.

Здесь интересно будет отметить, что дистиллированная вода хотя и является очищенной, но в ней все равно содержатся различные примеси. Количество этих примесей на порядки ниже, чем в неочищенной воде, но они все равно есть и дают о себе знать. Поэтому нужно отличать дистиллированную воду от химически чистой воды, в которой концентрация примесей сведена к возможному минимуму.

С другой стороны, дождевая вода, которая считается наиболее чистой, обычно имеет больше загрязнений, чем дистиллированная, поэтому ее использовать можно лишь в крайних случаях.

Назначение и применение дистиллированной воды

У дистиллированной воды очень широкий круг применения, она используется в самых разных областях промышленности (главным образом — химической), сельского хозяйства, в фармацевтике, в косметологии, парфюмерии, медицине и т.д. Также дистиллированная вода очень широко используется для проведения лабораторных и разнообразных научных исследований.

Конкретно можно выделить несколько сфер применения дистиллированной воды:

• Разбавление электролитов аккумуляторов для достижения необходимой плотности (разбавление электролитов неочищенной водой недопустимо, так как содержащиеся в ней соли и примеси могут вызвать непредсказуемую реакцию);
• Разбавление антифризов (как в системе охлаждения, так и в стеклоомывателе) для достижения необходимой температуры замерзания;
• Промывка систем жидкостного охлаждения;
• Использование в утюгах с отпаривателем (вода не образует накипи, сохраняя нагревательный элемент утюга, и не оставляет никаких следов на одежде);
• Для разбавления различных концентратов, требующих высокой степени чистоты;
• Использование для производства лекарственных препаратов, косметических средств и парфюмерии;
• Применение во многих типографских процессах и в фотопечати;
• Добавление в некоторые алкогольные и безалкогольные напитки для достижения определенных органолептических качеств;
• Применение на крупных предприятиях самого разного направления (в химической промышленности, в металлургии, для производства изделий микроэлектроники и т.д.).

То есть, там, где нужна чистота и минимум примесей, всегда используется дистиллированная вода. Без нее уже невозможны многие современные технологические процессы, в том числе и процессы производства автомобилей. Дистиллированная вода проникла уже и в наш быт, поэтому потребность в этом химическом веществе из года в год растет.

Что касается автомобилистов, то они, как уже было сказано, используют дистиллированную воду для обслуживания аккумуляторных батарей, системы охлаждения двигателя и стеклоомывателя. Большинство автовладельцев доверяют обслуживание своих машин специалистам сервисных центров, но водители «старой закалки», доверяющие только себе, всегда имеют запас дистиллированной воды. Хотя канистру с такой водой полезно иметь в запасе каждому владельцу авто — она может здорово выручить в непредвиденной ситуации.

Требования к дистиллированной воде

Дистиллированная вода давно стала важным химическим сырьем, поэтому ее производство осуществляется только согласно требованиям, прописанным в стандартах. На сегодняшний день в России действует ГОСТ 6709-72 «Вода дистиллированная. Технические условия», в котором прописаны допустимые параметры дистиллированной воды, правила приемки, методы анализа, а также требования по хранению.

Любое предприятие, выпускающее дистиллированную воду для продажи, должно неукоснительно следовать данному стандарту.

Согласно стандарту, дистиллированная вода не является абсолютно чистой — в ней могут содержаться различные соли и ионы, но в такой концентрации, которая оказывает минимальное влияние на химическую нейтральность воды. Чтобы понять чистоту дистиллированной воды, ее можно сравнить с обычной водой. Например, максимальная концентрация всех солей и иных примесей в дистиллированной воде не должна превышать 5 мг/л, дождевая вода обычно содержит не менее 10 мг/л (но обычно 20 и более) примесей, а самая чистая речная и озерная река содержит 100–200 мг/л солей и иных веществ.

Также в стандарте четко прописано, что храниться (а значит, и продаваться) дистиллированная вода может только в химически нейтральных емкостях из полиэтилена, фторопласта и иных пластмасс.

Виды дистиллированной воды

Казалось бы, дистиллированная вода — она и есть дистиллированная вода. Однако здесь не все так просто, и существует несколько видов воды:

• Обычная дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72;
• Деионизированная вода;
• Бидистиллированная вода (вода, прошедшая двойную дистилляцию);
• Химически чистая вода (бидистиллированная вода, прошедшая дополнительную многоступенчатую очистку от летучих органических и иных легких соединений с помощью радиоизотопов и иными способами).

Об обычной дистиллированной воде было уже сказано выше. Деионизированная вода — это дистиллированная вода, дополнительно очищенная от ионов с помощью ионообменных смол. Такая вода имеет очень низкую электропроводность и высокую степень чистоты, она используется при работе с веществами очень высокой химической чистоты. Бидистиллированная вода и химически чистая вода также находят применение там, где нужна высокая степень чистоты — это, в основном, научные исследования в химии, биологии, биохимии, микробиологии и других областях.

На рынке широко представлена только обычная дистиллированная вода, так как остальные виды чистой воды слишком дороги и нужны лишь в узкоспециализированных областях науки и промышленности.

Промышленные способы получения дистиллированной воды

Как понятно из названия, дистиллированную воду получают методом дистилляции, или перегонки. В общем случае этот метод сводится к выпариванию воды, сбору и дальнейшей конденсации образовавшегося пара. При выпаривании основная масса растворенных в воде солей и примесей остается в виде твердого осадка (так как они не могут испариться вместе с водой), чем и достигается нужная степень очистки.

Дистилляция известна человечеству почти две тысячи лет, но и сейчас именно этот метод остается одним из основных для промышленного получения дистиллированной воды (также, как известно, дистилляция используется для получения спирта и спиртных напитков).

Типичная промышленная дистилляционная установка состоит из герметичного бака, в который подается вода, нагревателей, и систем для сбора и конденсации пара. Сегодня чаще применяют многозвенные установки, состоящие из нескольких дистилляторов, постепенно повышающих уровень очистки воды. Нередко в дистилляторах используются так называемые паровые компрессоры, которые сжимают образовавшийся пар, обеспечивая более высокую производительность всей установки.

Для получения воды из пара его необходимо сконденсировать, что проще всего сделать с помощью принудительного охлаждения. Для этой цели используется проточная вода: змеевик с паром располагается внутри емкости, через которую постоянно прокачивается холодная вода, в результате чего пар конденсируется. Именно поэтому для получения дистиллированной воды необходимо использовать довольно большое количество воды на охлаждение — в среднем от 6 до 8 литров на литр дистиллированной воды.

Сегодня набирает популярность иной процесс получения дистиллированной воды — осмотический. Этот метод заложен в основу работы мембранных дистилляторов. В этих установках используются специальные мембраны, пронизанные тончайшими порами — величина этих пор такова, что через них могут проникнуть лишь молекулы воды, а более крупные молекулы примесей и ионы мембранной задерживаются. Этот метод хорош тем, что в нем минимизирован расход воды и электроэнергии (ведь нагрева и охлаждения здесь не требуется), но он имеет недостаток — не слишком высокую скорость очистки воды. Поэтому сегодня мембранные дистилляторы мало применяются в промышленности, но находят самое широкое лабораторное применение.

И в обоих случаях вода, перед отправкой в дистилляционный аппарат, сначала подвергается грубой и тонкой очистке, дехлорируется и обезжелезивается — все это производится с помощью фильтров и специальных очистных установок. И лишь после очистки вода поступает в дистилляционную установку.

Интересно, что дистиллированная вода образуется и в природе, и очень часто она выпадает нам на голову в виде осадков. Ведь процесс испарения воды с поверхности водоемов под воздействием солнечных лучей с последующей конденсацией пара в облака — это тот же процесс дистилляции. Однако природная вода не подвергается предварительной очистке, поэтому дождевая и талая вода, даже в случае сбора далеко за городом и при хранении в химически нейтральной таре, все равно менее чистая, чем дистиллированная вода, полученная промышленным путем.

Дистиллированная вода и здоровье человека

На протяжении многих лет идут споры по поводу того, можно ли человеку пить дистиллированную воду. Однако учеными эти споры давно завершены, так как было проведено множество исследований, которые доказали — человеку лучше отказаться от употребления дистиллированной волы. По крайне мере, в больших дозах. А причины тому очень простые.

Дистиллированная вода имеет несколько отрицательных свойств:

• Она обладает низкими органолептическими качествами, то есть, попросту говоря, невкусна. А точнее — у нее нет запаха и вкуса, характерного для обычной питьевой воды;
• Она не утоляет жажду;
• Она, будучи очищена от солей и минералов, не может восполнить их недостаток в организме.

Все дело заключатся как раз в отсутствии солей, минералов и ионов — именно они определяют и вкус воды, и ее полезные качества для организма. Мы чувствуем жажду не только потому, что организм потерял некоторое количество воды, но и потому, что в нем нарушился водно-солевой баланс (так как часть солей также выходит с потом, мочой и т.д.). И если выпить дистиллированной воды, то эффект достигнут не будет, жажда останется неутоленной.

Конечно, однократное употребление небольшого объема дистиллированной воды вряд ли вызовет негативные последствия, но если пить такую воду постоянно, то в организме произойдут негативные изменения. В частности, из-за нарушения водно-солевого баланса происходит сбой в обменных процессах, изменяется минеральный состав крови. Также происходят физиологические изменения в нервной системе (опять же из-за нарушения минерального состава), в некоторых отделах головного мозга и других органах.

Так что лучше не рисковать и не пить дистиллированную воду. Как это ни парадоксально, но даже самая простая вода из крана в мегаполисе гораздо полезнее и безопаснее для нашего организма, чем самая чистая дистиллированная.

Такая связь воды и здоровья неслучайна: на Земле нет абсолютно чистой воды, и всему живому приходится употреблять воду с той или иной степенью минерализации. Поэтому организм человека и животных, приспосабливаясь к внешним условиям, научился получать из воды нужные ему минералы, соли и микроэлементы. А слишком чистая вода оказывается вредной.