Природная вода всегда содержит различные примеси, от характера и концентрации которых зависит ее пригодность для тех или иных целей.

Питьевая вода, подаваемая централизованными хозяйственно-питьевыми системами водоснабжения и водопроводами, по ГОСТ 2874-73, может иметь общую жесткость до 10,0 мг-экв/л, а сухой остаток до 1500 мг/л.

Естественно, что подобная вода непригодна для приготовления титрованных растворов, для выполнения различных исследований в водной среде, для многих препаративных работ, связанных с применением водных растворов, для ополаскивания лабораторной посуды после мытья и т. п.

Дистиллированная вода

Метод деминерализации воды дистилляцией (перегонкой) основан на разности давлений паров воды и растворенных в ней солей. При не очень высокой температуре можно принять, что соли практически нелетучи и деминерализованная вода может быть получена испарением воды и последующей конденсацией ее паров. Этот конденсат принято называть дистиллированной водой.

Вода, очищенная методом дистилляции в перегонных аппаратах, используется в химических лабораториях в количествах больших, чем другие вещества.

По ГОСТ 6709-72, вода дистиллированная - прозрачная, бесцветная жидкость, не имеющая запаха, с pH = 5,44-6,6 и содержанием сухого остатка не более 5 мг/л.

По Государственной фармакопее, сухой остаток в дистиллированной воде не должен превышать 1,0 мг/л, а pH = 5,0 4-6,8. Вообще требования к чистоте дистиллированной воды по Государственной фармакопее выше, чем по ГОСТ 6709-72. Так, фармакопея допускает содержание растворенного аммиака не более 0,00002%, ГОСТ не более 0,00005%.

Дистиллированная вода не должна содержать восстанавливающих веществ (органические вещества и восстановители неорганической природы).

Наиболее четкий показатель чистоты воды - ее электропроводимость. По литературным данным, удельная электрическая проводимость идеально чистой воды при 18°С равна 4,4*10 в минус 10 См*м-1,

При небольшой потребности в дистиллированной воде перегонку воды молено осуществить при атмосферном давлении в обычных установках из стекла.

Однократно перегнанная вода обычно загрязнена СO2, NH3 и органическими веществами. Если требуется вода с очень низкой проводимостью, то необходимо полностью удалить СO2. Для этого через воду при 80-90 °С в течение 20-30 ч пропускают сильную струю очищенного от СO2 воздуха и затем воду перегоняют при очень медленном токе воздуха.

Для этой цели рекомендуется применять сжатый воздух из баллона или засасывать его извне, поскольку в химической лаборатории он весьма загрязнен. Воздух до подачи в воду пропускают сначала через промывную склянку с конц. H2SO4, затем через две промывные склянки с конц. КОН и, наконец, через склянку с дистиллированной водой. При этом следует избегать применения длинных резиновых трубок.

Большую часть СO2 и органических веществ можно удалить, если к 1 л перегоняемой воды добавлять около 3 г NaOH и 0,5 г KMnO4 и отбрасывать некоторое количество конденсата в начале перегонки. Кубовый остаток должен составлять не менее 10-15% загрузки. Если конденсат подвергнуть вторичной перегонке с добавлением 3 г KHSO4, 5 мл 20% Н3РО4 и 0,1-0,2 г KMnO4 на литр, то это гарантирует полное удаление NH3 и органических загрязнений.

Продолжительное хранение дистиллированной воды в стеклянной посуде всегда приводит к ее загрязнению продуктами выщелачивания стекла. Поэтому дистиллированную воду долго хранить нельзя.

Металлические дистилляторы

Дистилляторы с электронагревом. На рис. 59 изображен дистиллятор Д-4 (модель 737). Производительность 4 ±0,3 л/ч, потребляемая мощность 3,6 кВт, расход охлаждающей воды до 160 л/ч. Масса аппарата без воды 13,5 кг.

В камере испарения 1 вода нагревается электронагревателями 3 до кипения. Образующийся пар через патрубок 5 поступает в конденсационную камеру 7, вмонтированную в камеру 6, через которую непрерывно протекает водопроводная вода. Из конденсатора 8 дистиллят вытекает через ниппель 13.

В начале работы водопроводная вода, непрерывно поступающая через ниппель 12, заполняет водяную камеру 6 и по сливной трубке 9 через уравнитель 11 заполняет камеру испарения до установленного уровня.

В дальнейшем, по мере выкипания, вода будет поступать в камеру испарения только частично; основная же часть, проходя через конденсатор, точнее через его водяную камеру 6, будет сливаться по сливной трубке в уравнитель и далее через ниппель 10 в канализацию. Вытекающая горячая вода может быть использована для хозяйственных нужд.

Аппарат снабжен датчиком уровня 4, предохраняющим электронагреватели от перегорания в случае понижения уровня воды ниже допустимого.

Избыток пара из камеры испарения выходит через трубку, вмонтированную в стенку конденсатора.

Аппарат устанавливают на ровной горизонтальной поверхности и посредством болта заземления 14 присоединяют к общему контуру заземления, к которому также присоединяют электрощит.

При первоначальном пуске аппарата пользоваться дистиллированной водой по прямому назначению можно только после 48-часовой работы аппарата.

Периодически необходимо механически очищать от накипи электронагреватели и поплавок датчика уровня.

Аналогично устроен дистиллятор Д-25 (модель 784), производительность которого 25 ±1,5 л/ч, потребляемая мощность 18 кВт.

В этом аппарате девять электронагревателей - три группы по три нагревателя. Для нормальной и длительной работы аппарата достаточно, чтобы одновременно включались шесть нагревателей. Но для этого требуется периодически, в зависимости от жесткости питающей воды, производить механическую очистку от накипи трубки, по которой вода поступает в камеру испарения.

При первоначальном пуске дистиллятора Д-25 пользоваться дистиллированной водой по прямому назначению рекомендуется после 8-10 ч работы аппарата.

Значительный интерес представляет аппарат для получения апирогенной воды для инъекций А-10 (рис. 60). Производительность 10 ±0,5 л/ч, потребляемая мощность 7,8 кВт, расход охлаждающей воды 100-180 л/ч.

В этом аппарате в камеру испарения вместе с перегоняемой водой поступают реагенты для ее умягчения (алюмокалиевые квасцы Al2(SO4)3-K2SO4-24H2O) и для удаления NH3 и органических загрязнений (KMnO4 и Na2HPO4).

Раствор квасцов заливают в один стеклянный сосуд дозирующего устройства, а растворы KMnO4 и Na2HPO4 - в другой - из расчета на 1 л апирогенной воды квасцов 0,228 г, KMnO4 0,152 г, Na2НРO4 0,228 г.

При первоначальном пуске или при пуске аппарата после длительной консервации использовать получаемую апирогенную воду для лабораторных нужд можно только через 48 ч работы аппарата.

Перед эксплуатацией металлических дистилляторов с электронагревом следует проверить правильность включения всех проводов и наличие заземления. Категорически запрещается включать эти аппараты в электросеть, не заземлив. При любой неисправности дистилляторы должны быть отключены от сети.

Качество дистиллированной воды в известной степени зависит от длительности работы аппарата. Так, при пользовании старыми дистилляторами в воде могут содержаться хлорид-ионы.

Приемники должны быть из нейтрального стекла и, во избежание попадания СO2, соединены с атмосферой через хлоркальциевые трубки, наполненные гранулами натронной извести (смесь NaOH и Са(ОН)2).

Огневой дистиллятор. Дистиллятор ДТ-10 со встроенной топкой рассчитан на эксплуатацию в условиях отсутствия водопровода и электроэнергии и позволяет за 1 ч получать до 10 л дистиллированной воды. Представляет собой цилиндрической формы конструкцию из нержавеющей стали высотой около 1200 мм, смонтированную на основании длиной 670 мм и шириной 540 мм.

Дистиллятор состоит из встроенной топки с топочной фурнитурой, камеры испарения на 7,5 л, камеры охлаждения на 50 л и сборника дистиллированной воды на 40 л.

Вода в камеры испарения и охлаждения заливается вручную. По мере расхода воды в камере испарения она автоматически пополняется из камеры охлаждения.

Получение бидистиллята

Однократно перегнанная вода в металлических дистилляторах всегда содержит небольшие количества посторонних веществ. Для особо точных работ пользуются повторно перегнанной водой - бидистиллятом. Промышленность серийно выпускает аппараты для бидистилляции воды БД-2 и БД-4 производительностью 1,5-2,0 и 4-5 л/ч соответственно.

Первичная перегонка происходит в первой секции аппарата (рис. 61). В полученный дистиллят добавляют KMnO4 для разрушения органических примесей и переводят его во вторую колбу, где происходит вторичная перегонка, и бидистиллят собирают в приемную колбу. Нагревание осуществляется с помощью электрических нагревателей; стеклянные водяные холодильники охлаждаются водопроводной водой. Все стеклянные детали изготовляются из стекла пирекс.

Определение качественных показателей дистиллированной воды

Определение pH. Это испытание производят потенциометрическим методом со стеклянным электродом или - при отсутствии рН-метра - колориметрическим методом.

Пользуясь штативом для колориметрирования (штатив для пробирок, снабженный экраном), в четыре занумерованные одинаковые пробирки диаметром около 20 мм и вместимостью 25-30 мл, чистые, сухие, из бесцветного стекла помещают: в пробирки № 1 и 2 - по 10 мл испытуемой воды, в пробирку № 3 - 10 мл буферной смеси, отвечающей pH = 5,4, а в № 4 - 10 мл буферной смеси, отвечающей pH = 6,6. Затем в пробирки № 1 и 3 прибавляют по 0,1 мл 0,04% водноспиртового раствора метилового красного и перемешивают. В пробирки № 2 и 4 прибавляют по 0,1 мл 0,04% водноспиртового раствора бромтимолового синего и перемешивают. Воду считают соответствующей стандарту, если содержимое пробирки № 1 не краснее содержимого пробирки № 3 (pH = 5,4), а содержимое пробирки № 2 не синее содержимого пробирки № 4 (pH = 6,6).

Определение сухого остатка. В предварительно прокаленной и взвешенной платиновой чашке выпаривают на водяной бане досуха 500 мл испытуемой воды. Воду прибавляют в чашку порциями по мере испарения, а чашку защищают от загрязнения предохранительным колпачком. Затем чашку с сухим остатком выдерживают 1 ч в сушильном шкафу при 105-110 °С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.

Воду считают соответствующей ГОСТ 6709-72, если масса сухого остатка будет не более 2,5 мг.

Определения содержания аммиака и аммонийных солей. В одну пробирку с притертой стеклянной пробкой вместимостью около 25 мл наливают 10 мл испытуемой воды, а в другую - 10 мл эталонного раствора, приготовленного следующим образом: 200 мл дистиллированной воды помещают в коническую колбу на 250-300 мл, прибавляют 3 мл 10% раствора NaOH и кипятят 30 мин, после чего раствор охлаждают. В пробирку с эталонным раствором прибавляют 0,5 мл раствора, содержащего 0,0005 мг NH4+. Затем в обе пробирки одновременно прибавляют по 1 мл реактива на аммиак (см. приложение 2) и перемешивают. Воду считают соответствующей стандарту, если наблюдаемая через 10 мин окраска содержимого пробирки будет не интенсивнее окраски эталонного раствора. Сравнение окраски производят по оси пробирок на белом фоне.

Проба на восстанавливающие вещества. 100 мл испытуемой воды доводят до кипения, прибавляют 1 мл 0,01 н. раствора KMnO4 и 2 мл разбавленной (1:5) H2SO4 и кипятят 10 мин. Розовая окраска испытуемой воды должна при этом сохраняться.

Деминерализация пресной воды ионообменным методом

При деионизации воды последовательно осуществляются процессы Н+ катионирования и ОН- анионирования, т. е. замещения содержащихся в воде катионов на ионы Н+ и анионов на ионы ОН-. Взаимодействуя друг с другом, ионы Н+ и ОН- образуют молекулу H2O.

Метод деионизации позволяет получать воду с более низким содержанием солей, чем обычная дистилляция, но при этом не удаляются неэлектролиты (органические загрязнения).

Выбор между дистилляцией и деионизацией зависит от жесткости исходной воды и расходов, связанных с ее очисткой. В отличие от дистилляции воды, при деионизации расход энергии пропорционален содержанию солей в очищаемой воде. Поэтому при высокой концентрации солей в исходной воде целесообразно вначале применять метод дистилляции, а затем доочистку осуществить деионизацией.

Иониты - твердые, практически нерастворимые в воде и органических растворителях вещества минерального или органического происхождения, природные и синтетические. Для целей деминерализации воды практическое значение имеют синтетические полимерные иониты - ионообменные смолы, отличающиеся высокой поглотительной способностью, механической прочностью и химической устойчивостью.

Деминерализацию воды можно осуществлять последовательным пропусканием водопроводной воды через колонку катионита в Н+ форме, затем через колонку анионита в ОН- форме. Фильтрат с катионита содержит при этом кислоты, соответствующие солям в исходной воде. Полнота удаления этих кислот анионитами зависит от их основности. Сильноосновные аниониты удаляют все кислоты почти полностью, слабоосновные не удаляют таких слабых кислот, как угольная, кремневая и борная.

Если эти кислотные группы допустимы в деминерализованной воде или их соли отсутствуют в исходной воде, то лучше применять слабоосновные аниониты, так как их последующая регенерация легче и дешевле, чем регенерация сильноосновных анионитов.

Для деминерализации воды в лабораторных условиях часто применяют катиониты марок КУ-1, КУ-2, КУ-2-8чС и аниониты марок ЭДЭ-10П, АН-1 и др. Иониты, поставляемые в сухом виде, измельчают и отсеивают зерна размером 0,2-0,4 мм при помощи набора сит. Затем их промывают дистиллированной водой декантацией, пока промывные воды не станут совершенно прозрачны. После этого иониты переносят в стеклянные колонки различных конструкций.

На рис. 62 изображена малогабаритная колонка для деминерализации воды. В нижнюю часть колонки помещают стеклянные бусы и поверх них стеклянную вату. Чтобы между зернами ионитов не попали пузырьки воздуха, колонку заполняют смесью ионита с водой. Воду по мере ее накопления спускают, но не ниже уровня ионита. Сверху иониты покрывают слоем стеклянной ваты и бусами и оставляют под слоем воды на 12-24 ч. Спустив воду с катионита, колонку заполняют 2 н. раствором HCl, оставляют на 12-24 ч, спускают HCl и катионит промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции по метиловому оранжевому. Катионит, переведенный в Н+ форму, сохраняют под слоем воды. Аналогично переводят анионит в ОН- форму, выдерживая его в колонке после набухания в 1 н. растворе NaOH. Промывку анионита дистиллированной водой проводят до нейтральной реакции по фенолфталеину.

Деминерализация относительно больших объемов воды с раздельным применением ионитных фильтров может быть осуществлена в более крупной установке. Материалом для двух колонок высотой 700 и диаметром 50 мм может служить стекло, кварц, прозрачный пластик. В колонки помещают по 550 г подготовленного ионита: в одну - катионит в Н+ форме, в другую анионит - в ОН- форме. Водопроводная вода со скоростью 400-450 мл/мин поступает в колонку с катионитом, а затем проходит через колонку с анионитом.

Поскольку иониты постепенно насыщаются, необходимо контролировать работу установки. В первых порциях фильтрата, прошедшего через катионит, определяют кислотность титрованием щелочью по фенолфталеину. После того, как через установку пропустят около 100 л воды, или она проработает непрерывно 3,5 ч, следует взять вновь пробу воды из катионитной колонки и определить кислотность фильтрата. Если наблюдается резкое уменьшение кислотности, пропускание воды следует прекратить и провести регенерацию ионитов.

Катионит высыпают из колонки в большую банку с 5% раствором HCl и оставляют на ночь. Затем кислоту сливают, катионит переносят на воронку Бюхнера и промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции на ион Cl- с AgNO3. Промытый катионит снова вводят в колонку.

Анионит регенерируют 5% раствором NaOH, промывают водой до отрицательной реакции по фенолфталеину, после чего вновь заполняют им колонку.

В настоящее время деминерализацию воды большей частью осуществляют методом смешанного слоя. Исходную воду пропускают через смесь катионита в Н+ форме и сильно- или слабоосновного анионита в ОН- форме. Этот метод обеспечивает получение воды высокой степени чистоты, но последующая регенерация ионитов требует больших затрат труда.

Для деионизации воды с применением смешанных ионитных фильтров смесь катионита КУ-2-8чС и анионита ЭДЭ-10П в объемном соотношении 1,25:1 загружают в колонку диаметром 50 мм и высотой 600-700 мм. В качестве материала для колонки предпочтителен плексиглас, а для подводящей и сточной трубок - полиэтилен.

Один килограмм смеси ионита может очистить до 1000 л однократно перегнанной воды.

Регенерацию отработанных смешанных ионитов производят раздельно. Смесь ионитов из колонки переносят на воронку Бюхнера и отсасывают до получения воздушно-сухой массы. Затем иониты помещают в делительную воронку такой вместимости, чтобы смесь ионитов занимала 1/4 ее объема. После этого в воронку добавляют до 3/4 объема 30% раствор NaOH и энергично перемешивают. При этом смесь ионитов благодаря их разной плотности (катионит 1,1, анионит 1,4) разделяется на слои. После этого катионит и анионит отмывают водой и регенерируют как указано выше.

В лабораториях, где потребность в глубоко обессоленной воде превышает 500-600 л/сутки, может быть использован серийно выпускаемый аппарат Ц 1913. Расчетная производительность 200 л/ч. Пропускная способность деионизатора за межрегенерационный период 4000 л. Масса комплекта 275 кг.

Деминерализатор снабжен системой автоматического отключения подачи водопроводной воды при понижении ее электрического сопротивления ниже допустимого значения и поплавковыми клапанами, позволяющими автоматически удалять воздух из колонок. Регенерация ионообменных смол производится путем обработки их непосредственно в колонках раствором NaOH или HCl.

Предназначена прежде всего для нормальной и экономичной работы систем и установок, использующих особо чистую воду. Деминерализованная вода -это вода из которой удалены практически все соли. Обессоленная вода широко используется в промышленности, медицине, при эксплуатации различных приборов, устройств и оборудования, для хозяйственно-бытовых нужд и других целей.

Цены на воду приведены с учётом стоимости ее доставки в Екатеринбурге.
При первом заказе воды дополнительно выкупается многооборотная тара.

В ряде случаев присутствующие в воде соли даже в небольших количествах могут создавать определённые проблемы при использовании воды в производстве или быту. Целью получения деминерализованной, т.е.обессоленной воды является максимально возможное при разумных затратах извлечение из исходной воды, содержащихся в ней минеральных веществ.

Широкое распространение получили способы уменьшения содержания в воде солей жёсткости с помощью ионообменных установок и снижения общего солесодержания методом дистилляции. Умягчённая вода в первом случае и дистиллированная - во втором широко применяются в частности в теплоэнергетике и медицине. Первый способ относительно дёшев и производителен,но убирая соли кальция и магния он оставляет остальные и даже увеличивает их концентрацию. Дистиллированная вода очень чистая, практически обессоленная,но дорогая.Высокая трудоёмкость и себестоимость ограничивают её широкое использование.

Деминерализованная вода может быть получена также путем многостадийной глубокой очистки. Это достигается путем использования на заключительных её этапах наиболее эффективных мембранных установок обратного осмоса. Суммарное содержание минеральных веществ при этом снижается по сравнению с исходным в сотни раз. В этой связи очистка воды методом обратного осмоса может оказаться наиболее рентабельным способом её деминерализации, лишённым к тому же недостатков как ионнообменных, так и дистилляционных технологий.

Деминерализованная посредством обратного осмоса (обратноосмотическая) вода «Кристальная-деминерализованная» производится компанией ООО «Питьевая вода» в соответствии с утверждёнными техническими условиями (ТУ 0132-003-44640835-10) путём глубокой доочистки на промышленных обратноосмотических мембранных установках предварительно подготовленной воды из подземного источника (скв. 1р Института геофизики УрО РАН). Подготовка воды включает её предварительную механическую очистку (фильтрацию) и ультрафиолетовую бактерицидную обработку (обеззараживание).

Вода «Кристальная-деминерализованная» по физико-химическим показателям должна соответствовать приведенным в таблице требованиям, установленным ТУ 0132-003-44640835-10

Вследствие крайне низкого солесодержания вода «Кристальная-деминерализованная» не пригодна для употребления в питьевых целях. Она предназначена прежде всего для нормальной и экономичной работы систем и установок, связанных с нагревом и испарением воды и использующих особо чистую воду.

Наибольшее применение деминерализованная вода находит в различных технических, медицинских и других установках, а также в хозяйственно-бытовых целях. Деминерализованная (обессоленная) вода рекомендуется для офисных и домашних увлажнителей воздуха, парогенераторов и утюгов, пароконвекторов, пароварок, кофемашин и прочих установок и устройств. Она используется для разбавления теплоносителей в системах отопления, при приготовлении незамерзающих, охлаждающих и других жидкостей,для заливки в аккумуляторы и пр.

Вследствие высокой растворяющей способности эта вода применяется при чистовой мойке стекол и стеклопакетов, зеркал, ювелирных и иных изделий, подготовки металлических и других поверхностей при порошковом окрашивании. Деминерализованная вода используется в парфюмерии и медицине при приготовлении различных гелей и растворов, во многих установках для смазывания и охлаждения трущихся деталей и частей (в частности, стоматологических),при паровой стерилизации инструментов в автоклавах, в приборах ультразвуковой терапии (например, ингаляторах.

В ряде производств деминерализованная вода используется для охлаждения и отмывки изделий (производства литьевых изделий - дроби, гальванические производства, цеха нанесения покрытий),для заполнения охлаждающих и промывных контуров обессоленной водой и поддержания заданного качества циркулируемой воды с помощью подпитки (т.е.добавления) новых порций деминерализованной воды.

Деминерализованная вода применяется при восстановлении струйных картриджей, когда возникают неприятные случаи сгорания контактных групп и печатающего элемента. Одной их главных причин при этом является использования водопроводной или недостаточно очищенной воды для промывки внутренностей струйного картриджа и печатающей головки.

Вода с солями, является хорошим проводником, что не очень хорошо для контактных групп струйного картриджа. С другой стороны,как отмечают специалисты, примеси металлов содержащиеся в обычной воде вступают в реакцию с танталовыми спиралями печатающей головки, тем самым возрастает вероятность выхода из строя самого печатающего элемента в целом. При изготовлении стеклопакетов, если стёкла перед упаковкой отмывать обычной водой, на стекле после высыхания воды остаются разводы соли,которые после упаковки в пакет никак не убрать. Поэтому необходимо отмывать стекло с помощью горячей деминерализованной воды. Обессоленная вода не оставляет соли после высыхания на стекле. Соответственно, в результате в пакете стеклопакет будет прозрачным и без солевых потёков.

Конкретный минерально- солевой состав любой воды (натуральной, в т.ч. артезианской и родниковой, очищенной, водопроводной, кондиционированной различными искусственными добавками,например, йодом и фтором и т.д.) в известной степени определяет вкус и послевкусие приготовленных на этих видах воды пищи и напитков. В то же время содержание солей и других примесей, определяющих вкус и другие потребительские свойства природной и водопроводной воды, непрерывно изменяется в пространстве и времени. Это обстоятельство затрудняет управление качеством и сравнительную оценку производимой из этой воды пищи и напитков.Необходимость поддержания стабильного состава и вкуса многих напитков (и не только дорогого алкоголя или дешёвого пива!) вынуждает их производителей максимально снижать минерализацию исходной питьевой воды.

Именно поэтому обессоленная деминерализованная вода, обладающая к тому же высокой экстрагирующей способностью, может использоваться в кулинарии при приготовлении высококачественных и диетических блюд, для заваривания элитных сортов чая и кофе, приготовления настоев и отваров целебных трав с целью подчёркивания и сохранения их индивидуального природного аромата и полезных свойств.

При кипячении жесткой воды на ее поверхности образуется пленка, а сама вода приобретает характерный привкус. При заваривании чая или кофе в такой воде может выпадать бурый осадок. К тому же диетологами установлено, что в жесткой воде хуже разваривается мясо. Связано это с тем, что соли жесткости вступают в реакцию с животными белками, образуя нерастворимые соединения. Это приводит к снижению усвояемости белков. Замечено, что пища, приготовленная на деминерализованной воде выглядит аппетитнее, не теряет своей привлекательной формы, отличается более насыщенным и богатым вкусом. При приготовлении напитков и блюд из концентратов требуется меньшее (до 20%) количество сухого концентрата для получения готового продукта.

Деминерализованная вода, обладая повышенной проницаемостью, отлично удаляет грязевые, жировые пятна на тканях, посуде, ваннах, раковинах, позволяет экономить значительный объем моющих, чистящих средств (до 90%), время стирки и уборки квартиры снижается (до 15%), срок жизни белья увеличивается (на 15%).

Отложение накипи является причиной до 90% аварий водонагревателей. Накипь откладываясь на стенках водонагревательных устройств (бойлеров, колонок и т.п.), а также на стенках труб линии горячего водоснабжения, нарушает процесс теплообмена. Соответственно нагревательные элементы перегреваются, идет перерасход электроэнергии и газа.Исследования показали, что при использовании деминерализованной воды экономия на электрических водонагревателях или газовом оборудовании составляет 25-29%.

Вода, содержащая железо, при непродолжительном контакте с кислородом приобретает желтовато-бурую окраску, а при содержании железа выше 0,3 мг/л вызывает появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При использовании деминерализованной воды сантехника остаётся чистой. Деминерализованная вода не зашлаковывает водопроводные коммуникации, противостоит коррозии и, растворяя солевой налет, вымывает его, продлевая жизнь сантехнике почти вдвое.

Условия хранения:

Хранить в затемнённом месте при температуре от +5 о С до +20 о С и относительной влажности воздуха не более 75%.

Срок годности : 18 месяцев с даты розлива.

Изготовитель : ООО «Питьевая вода», Екатеринбург.

Деминерализованная вода – это жидкость, в составе которой отсутствуют практически все виды солей. Чаще всего она применяется для обеспечения эффективной и нормальной работы различных установок и систем.

Любая вода, независимо от происхождения её источника – поверхностного или подземного – содержит в своём составе минеральные примеси.

Для некоторых технологических процессов, которые применяются в различных видах производства, требуется деминерализованная вода.

Что это такое и что она собой представляет? Её получают в результате деминерализации, суть которой в удалении солей магния и кальция.

Деминерализованная вода в последнее время всё чаще используется вместо дистиллированной. Объясняется это тем, что электрические дистилляторы подвержены частым поломкам. Большое количество солей в первоначальной жидкости приводит к тому, что на стенках испарителя образуется накипь, существенно ухудшающая качество воды.

Чтобы обессолить воду, используют разные устройства. Суть их работы состоит в нейтрализации солей, которые проходят сквозь ионно-обменные смолы. Главной деталью любого устройства такого вида считаются колонки, внутри которых находятся аниониты и катиониты.

Активность вторых зависит от наличия сульфоновой или карбоксильной групп, которые могут совершать обмен ионов Н+ на ионы щелочноземельных, а также щелочных металлов. Что касается анионитов, то в обмен на гидроксильные группы ОН они получают анионы. Конструкция установок имеет специальные резервуары для кислотных и щелочных растворов, а также дистиллированной воды.

Виды деминерализации

Результатом использования жесткой воды очень часто являются накипь, которую можно обнаружить на поверхности нагревательных элементов, и известковый налёт в местах непосредственного контакта. Это приводит к тому, что сантехника изнашивается очень быстро, а трубы, водонагреватели и их детали в короткие сроки приходят в негодность. Для обессоливания воды можно использовать следующие методы:

1. Выпаривание воды, после которого осуществляется концентрация пара. Эта технология считается достаточно энергоёмкой. Помимо этого, во время работы на испарителе происходит образование накипи.
2. Суть электродиализа в способности перемещения ионов в воде под действием напряжения, создаваемого электрическим полем. При этом сквозь ионоселективные мембраны проходят анионы или катионы. Помимо этого, в пространстве, которое ограничивают эти мембраны, концентрация солей снижается.
3. Для профессионального очищения предпочтительнее всего считается использование обратного осмоса. Раньше при помощи этого метода проводилось опреснение морское воды. В сочетании с ионным обменом и фильтрацией такой способ намного увеличивает возможности очищения воды. Суть процесса в том, что при помощи тонкоплёночной полупроницаемой мембраны с мельчайшими порами, размеры которых практически такие же, как и у молекулы воды, под давлением жидкость, а также углекислый газ и водород просачиваются внутрь. При этом примеси, которые остаются на мембране, попадают в дренаж.

Сфера использования деминерализованной воды

На сегодняшний день глубоко обессоленная вода нашла свое широкое применение. Очень часто её стали использовать в тепло- и электроэнергетике. Также полностью деминерализованную воду постоянно используют предприятия, занимающиеся металлообработкой.

Многие промышленные нефтегазовые объединения осуществляют свою деятельность исключительно с применением воды, которую предварительно подвергают обессоливанию. Глубокая водоочистка от солей осуществляется также для медицинских целей, в фармацевтической и пищевой промышленности: с ее использованием производятся различные лекарственные препараты, инъекционная вода, безалкогольные напитки и многие качественные продукты питания.

Жесткость воды и деминерализация: Видео

Дистиллированную (деминерализованную) воду в хими­ческих лабораториях применяют для многих целей: для приготовления растворов, споласкивания посуды после мытья и т. д.

Получение дистиллированной воды

Дистиллированной называют воду, почти не содержа­щую неорганических и органических веществ, получае­мую путем перегонки водопроводной воды, т. е. воду пре­вращают в пар и конденсируют.

Для получения дистиллированной воды существуют перегонные кубы различной величины и производитель­ности.

Перегнанную воду собирают в стеклянные бутыли, причем трубку (конец холодильника) вставляют в горло бутыли, уплотняя ватой. Это предохраняет воду от попа­дания в нее пыли.

Для лабораторий, расходующих сравнительно неболь­шое количество дистиллированной воды, очень удобен авто­матически действующий электрический перегонный куб ПК-2. Схема этого аппарата показана на рис. 8. Перегон­ный куб состоит из камеры испарения 11, с вмонтирован­ным в ее дно электронагревателем 15, конденсатора пара / и устройства для автоматического наполнения камеры водой или уравнителя, 10. Избыток воды выливается через резиновую трубку, надетую на ниппель 17. Эту теплую во­ду можно использовать для мытья посуды.

Через ниппель 3 по резиновой трубке вода из водопро­вода непрерывно поступает в рубашку конденсатора /, г де она подогревается, а затем через уравнитель попадает

в камеру 11. Пары воды через патрубок 5 поступают в кон­денсатор /, и образующийся конденсат стекает через нип­пель 4 по резиновой трубке в приемник для дистиллирован­ной воды. Чтобы предотвратить повышение давления пара в конденсаторе, в корпусе последнего сделано отверстие 2 для выхода избыточного пара.

Прибор включают в электрическую сеть с помощью провода, выходящего через втулку 14 кожуха 12. На пос­леднем имеется клемма заземления 13.

Электронагреватель необходимо периодически очищать механическим путем от накипи. Чем больше жесткость во­допроводной воды, тем чаще следует проводить очистку. Производительность перегонного куба ПК-2 достигает 4-5 л[ч\ мощность электронагревателя 3,5-4 кет.

В настоящее время промышленность выпускает более усовершенствованные перегонные аппараты Д-1 (рис. 9). Аппарат Д-1 отличается от описанного выше конструкци­ей нагревательного элемента и уравнителя. Производи­тельность аппарата - около 5 л[ч.

Дистиллированная вода всегда содержит незначитель­ные примеси посторонних веществ, попадающих в нее или из воздуха в виде пыли, или вследствие выщелачивания стекла посуды, в которой хранится вода, или в виде следов металла трубки холодильника.

Кроме того, вместе с парами воды в приемник попадают растворенные в воде газы (аммиак, двуокись углерода), а также некоторые летучие органические соединения, кото­рые могут присутствовать в воде, и, наконец, соли, кото­рые попадают в дистиллят вместе с мельчайшими капель­ками воды, уносимыми паром.

Для некоторых аналитических работ недопустимо при­сутствие в дистиллированной воде следов металлов. Для удаления их предложен способ * обработки дистиллиро­ванной воды активированным углем. На 1 л дистиллиро­ванной воды прибавляют 1 каплю 2,5%-ного очищенного раствора аммиака и 0,4-0,5 г активированного угля БАУ, измельченного до зерен диаметром 0,15-0,20 мм. Воду встряхивают с углем, затем дают отстояться и несколько раз снова встряхивают, дают постоять не больше 5 мин,

* Медннкоиская Е. II., Да л м а т о в а Т. В., Су­ворова Е. Р., Бюлл, научн.-техи. информации МГ и ОН СССР, № .5 (1957).. .

После чего отфильтровывают через беззольный фильтр. Перв ые 200-250 мл фильтрата отбрасывают. Полученный фильтрат проверяют на тот ион, который будут определять.

Рис. 8. Принципиальная схема

перегонного куба ПК-2 для

получения дистиллированной

/ - конденсатор; 2 - отверстие для выхода избыточного пара; 3 - нип­пель для соединения с линией во­допровода; 4 - ниппель для спус­ка дистиллированной воды; 5 - па­трубок, через который пар посту­пает в конденсатор; 6 - гайка; Г - фланец; 8 - сливная труба; 9 -воронка уравнителя; 10 - урав­нитель; 11 - камера испарения; 12 - металлический кожух; 13 - Клемма заземления; 14 - втулка для ввода провода; 15 - электронагре­ватель; 16 - кран для выпуска воды из камеры испарения; 17 - ниппель для спуска воды из урав­нителя; 18 - крестовина уравни­теля.

Однако и такую воду полезно дополнительно очистить обработкой ее раствором дитизона. Для этого в большую делительную воронку до половины ее наливают дистилли-

рованную воду, добавляют в среднем около 10% от объе­ма взятой воды 0,001 %-ного раствора дитизона в четырех -хлористом углероде и, плотно закрыв воронку, хорошо встряхивают ее в течение нескольких минут. Дают жидкос­ти отстояться, сливают окрашенный раствор дитизона, добавляют такое же количество свежего раствора его, снова встряхивают и повторяют экстракцию до тех пор, пока раствор дитизона не перестанет изменять свой цвет, т. е. будет оставаться зеленым. Когда это будет достигну-

Рис. 10. Аппарат АА-1 для получения

апирогенной воды: 1 - конденсатор; 2 - камера для воды; 3 - конденсационная камера; 4 - вентиль; 5 - ниппель; 6 - предохранительная щель; 7 - паровая труба; S - уловитель; 9 - ко­жух; 10 - камера испарения; // - электро­нагреватель; 12 - дно; 13 - спускной кран; 14 - болт заземления; 15 - сливная труб­ка; 16 - виит дозатора; 17 - контргайка; 18 - дозатор; 19 -кронштейн; 20 - коль­цо резиновое; 21 - фильтр; 22 - сосуд стеклянный; 23 - зажим; 24 - капельница; 25 - сборник-уравнитель; 26 - штуцер; 27 - водоуказательное стекло.

то, к воде добавляют чистый четырех хлористый углерод и основательно встряхивают для удаления из воды раство­рившегося в ней дитизона.

Чтобы очистить дистиллированную воду от органичес­ких веществ, ее подвергают вторичной перегонке, добавляя в воду немного (~0,1 г/л) марганцевокислого калия и нес­колько капель серной кислоты. Такую воду, не содержа­щую следов органических веществ, называют апирогенной. Для получения ее применяют аппарат АА-1 (модель 795). Этот аппарат мощностью - 8 кет рассчитан на напря­жение 220 в и имеет производительность 10 л/ч (рис. 10). Другой такой же дистиллятор *, но мощностью 18 кет имеет производительность 20 л/ч.

* Оба прибора выпускает Ленинградское производственное объединение «Красногвардеец» (Ленинград, П-22, Инструменталь­ная ул., д. 3).

Получаемая при помощи этих аппаратов вода отвечает требованиям Государственной фармакопеи. В качестве химических реагентов для очистки воды используются: марганцевокислыи калий х. ч., алюмокалиевые квасцы х. ч. и Na 2 HP0 4 фармакопейный или ч. д. а. Растворы этих реактивов автоматически поступают в перегоняемую воду строго по расчету, приведенному в описании, которое при­лагается к аппаратам.

Для задержания солей перегонный аппарат следует снаб­дить насадкой Кьельдаля или так называемой «чешской» насадкой, которая надежнее насадки Кьельдаля.

Когда нужна очень чистая вода, принимают особые меры, предупреждающие попадание в воду каких-либо примесей, например используют серебряный или кварце­вый холодильник. Приемник (также кварцевый или посере­бренный, или из специальных сортов стекла, не подвергаю­щихся выщелачиванию) закрывают хлоркальциевой труб­кой, наполненной соответствующим поглотителем, чтобы воспрепятствовать попаданию в перегнанную воду амми­ака, двуокиси углерода, сероводорода и других примесей. Приемник можно также закрыть клапаном Бунзена (см. стр. 65), что является вполне достаточной мерой предосто­рожности от попадания из воздуха примесей во время пере­гонки. Само собой понятно, что примеси, летучие с водя­ным паром, должны быть предварительно удалены из воды (газы - кипячением, органические вещества - окисле­нием и т. д.).

Очень удобен также самодействующий аппарат с кача­ющимся держателем (по Штадлеру) для получения дистил­лированной воды (рис 11). Он состоит из колбы емкостью 1,5 л с встроенным распределителем и холодильника. Аппарат укреплен на штативе, снабженном качающимся держателем. Вода подается в холодильник, подогревается в нем и поступает в распределитель. Когда колба в резуль­тате испарения воды становится легче, аппарат автомати­чески поворачивает ее таким образом, что нагретая вода из распределителя поступает в колбу и восстанавливает там прежний уровень. Избыток воды спускается в сток. Откры­тая трубка в верхней части распределителя служит только для выравнивания давления внутри колбы с атмосферным. На нижнем конце холодильника находится защитная во­ронка, предохраняющая от попадания загрязнений в при­емник для дистиЛ!йВОБ2ННОИ_воды

бидистиллята: 1 - колба для перегоняемой водопро­водной воды; 2 - холодильник; 3 - во­ронка; 4 - колба для испарения ди­стиллята; 5 - защитные воронки.

Для получения бидистиллята применяют специальные установки, обеспечивающие высокое качество получаемой воды. Одна из таких установок показана на рис. 12. Колбу 1 емкостью 1,5 л нагревают или при помощи электричест­ва, или газовой горелкой. Вода в колбу поступает непрерыв-

но из рубашки холодильника 2. Подачу воды следует отре­гулировать так, чтобы компенсировать испарившуюся во­ду. Колба при этом должна быть заполнена приблизитель­но на две трети. Сконденсированная вода из холодильника стекает через воронку 3 в колбу 4. Для предупреждения попадания загрязнений над воронкой 3 укрепляют защит­ную воронку 5, имеющую несколько больший диаметр, чем воронка 3.

Когда в колбе 4 накопится около 1 л дистиллированной воды, начинают обогрев этой колбы и собирают бидистил-лят в специальный приемник. Нужно заботиться, чтобы в него не попадала пыль, для чего в приемник для бидистил­лята вставляют через ватную или другую пробку воронку небольшого размера, а над ней-защитную воронку 5.

Чтобы предупредить поглощение бидистиллятом двуо­киси углерода, аммиака и других растворимых в воде лету­чих примесей из воздуха, приемник для бидистиллята мож­но оборудовать специальными поглотительными прибора­ми (типа хлоркальциевых трубок). Внутреннюю поверх­ность приемника необходимо покрыть тонким слоем пара­фина или иного инертного покрытия.

Все приспособление укрепляют на железном штативе, соответствующим образом оборудованном. Крепление кол­бы и холодильника.показано на рис. 12 справа.

Нужно помнить, что дважды перегнанная дистиллиро­ванная вода (так называемый бидистиллят) нужна не всег­да, а только для особо точных работ. В огромном боль­шинстве случаев в лаборатории применяют обычную дистил­лированную воду, вполне удовлетворяющую требованиям по чистоте.

Качество каждой вновь поступающей в лабораторию партии дистиллированной воды (а также стоявшей дли­тельное время в лаборатории) следует контролировать, определяя рН и солевой состав.

Для определения рН воды около 25 мл ее наливают в чистый стакан и добавляют несколько капель метилового оранжевого. Чистая вода нейтральна, и поэтому окраска индикатора в ней должна быть желтой; прибавление одной капли 0,04 н. раствора серной или соляной кислоты долж­но вызвать появление розового оттенка.

Для испытания на примеси небольшое количество воды (достаточно 5-10 капель) выпаривают на платиновой пла­стинке, в крайнем же случае - на чистом часовом стекле.

Чистая вода после выпаривания не должна давать остатка, в противном случае на пластинке остается небольшой на­лет.

О качестве дистиллированной или деминерализованной воды судят также по электропроводности. Удельное сопро­тивление хорошей дистиллированной воды должно быть не меньше 5-Ю 5 ом~ 1 -см~ 1 .

Нужно взять за правило не закрывать бутыли с запа­сом дистиллированной воды необработанными корковыми

Рис. 13. Бутыль, оборудован- Рис. 14. Бутыль с тубусом
ная для хранения дистиллиро- для хранения дистиллиро­
ванной воды. ванной воды.

или резиновыми пробками (см. стр. 179); лучше всего та- (кие бутыли закрывать стеклянными притертыми проб­ками.

Очень удобно также пользоваться бутылью с тубусом! около дна (рис. 14). Тубус прочно закрывают резиновой пробкой, в середине которой просверлено отверстие для коленчатой трубки. При заполнении бутыли водой колен­чатая трубка должна быть в вертикальном положении. Чтобы взять воду, коленчатую трубку наклоняют в сторо­ну ее открытого конца, а затем снова приводят в исходное

положение. Это приспособление дает возможность рабо­тать аккуратно и предохраняет воду от загрязнения.

Продолжительное хранение дистиллированной воды в стеклянной посуде, даже из хорошего химически стойко­го стекла, всегда приводит к ее загрязнению продуктами выщелачивания стекла. Поэтому дистиллированную воду долго хранить нельзя и лучше держать ее в старых буты­лях, уже не один раз использовавшихся для этой цели и достаточно выщелоченных. Для особо ответственных ра­бот (например, приготовление цветных стандартов, титро­ванных растворов, проведение некоторых колориметри­ческих определений и т. д.) следует брать только свежепе-регнанную воду или даже бидистиллят. Например, для приготовления раствора серноватисто кисло го натрия нель­зя применять воду, получаемую из перегонного аппарата с медным нелуженым холодильником. Такую воду нужно перегнать еще раз, избегая попадания даже следов меди, так как медь может каталитически ускорить разложение соли.

При приготовлении растворов щелочей стремятся осво­бодить воду от С0 2 . Для этого или пропускают через воду в течение нескольких часов воздух, освобожденный от С0 2 , или же воду кипятят. В последнем случае еще горячую воду переливают в сосуд, в котором будут готовить рас­твор, и закрывают его пробкой, снабженной хлоркальцие-вой трубкой, чтобы избежать попадания С0 2 из воздуха. Для хранения дистиллированной воды так, чтобы она не поглощала С0 2 из воздуха, можно использовать колбу, оборудованную, как показано на рис. 15. В резиновую пробку с двумя отверстиями вставляют в одно отверстие хлоркальциевую трубку, заполненную аскаритом, во вто­рую - сливную трубку, загнутую П-образно. На наруж­ный конец сливной трубки насаживают резиновую трубку с пружинным зажимом. Дистиллированную или деминера­лизованную воду нужвд предварительно прокипятить в этой же колбе не менее 30 мин. После окончания кипяче­ния закрывают колбу обычной пробкой, дают воде немно­го остыть и затем плотно закрывают колбу с еще теплой во­дой резиновой пробкой, оборудованной так, как описано выше. Открыв зажим, через хлоркальциевую трубку вду­вают в колбу воздух до тех пор, пока из сливной трубки не начнет вытекать вода. Тогда вдувание воздуха прекра­щают и опускают зажим Мора. Сливная трубка будет дей-

ствовать как сифон. Чтобы взять воду, достаточно лишь открыть зажим.

Если воду нужно освободить от растворенного в ней кислорода, поступают следующим образом. Во­ду нагревают до 75-85° С и опу­скают в нее кусочки сплава Ву-да. Когда последний расплавится, воду взбалтывают и перегоняют в условиях, предотвращающих попа­дание воздуха. Приемник можно обо­рудовать V-образной предохрани--тельной трубкой, наполненной или щелочным раствором пирогаллола, или другим поглотителем кислорода, например очень тонкими палочками желтого фосфора. В последнем слу­чае предохранительную трубку сле­дует обернуть черной бумагой, чтобы защитить фосфор от действия света. Поглощение кислорода фосфором идет только при температуре не ниже 16-18° С.

Похожая информация.