Основные физические свойства дистиллированной воды
Ниже приведены важнейшие физические свойства чистой воды:
| Молекулярная масса | 18,01 |
| Радиус молекул, нм | 0,138 |
| Плотность, кг/м 3 : при t = 0°С при t = 3,98°С при t = 20°С | 999,841 999,973 998,203 |
| Плотность льда (при t = 0°С), кг/м 3 | 916,8 |
| Плотность насыщенного пара (при t = 100°С), кг/м 3 | 0,598 |
| Удельная теплоемкость воды, кДж/кг·К: при t = 0 °С при t = 20 °С | 4,218 4,182 |
| Удельная теплоемкость льда при t = 0°С, кДж/кг·К | 2,04 |
| Удельная теплоемкость водяного пара при t = 100°С, кДж/кг·К | 2,14 |
| Удельная теплота плавления льда (при нормальных условиях), кДж/кг·К | 317,6 |
| Удельная теплота парообразования воды при атмосферном давлении и t = 100°С, кДж/кг·К | 2250,8 |
| Теплопроводность воды, ккал/м·ч·°С: при t = 0 °С при t = 20 °С при t = 100 °С | 0,47 0,52 0,59 |
| Теплопроводность льда при t = 0°С, ккал/м·ч·°С | 1,94 |
| Теплопроводность водяного пара при атмосферном давлении и t = 100°С, ккал/м·ч·°С | 0,02 |
| Поверхностное натяжение на границе с воздухом, мН/м: при t = 0°С при t = 20°С при/ = 100°С | 74,6 72,7 58,9 |
| Динамическая вязкость, мПа·с: при t = 0 °С при t = 20 °С при t = 100 °С | 1,79 1,00 0,28 |
| Динамическая вязкость насыщенного водяного пара при t = 100 °С, мП·с | 0,012 |
| Удельная электропроводность абсолютно чистой воды, См/м | 1,5 · 10 -6 |
| Диэлектрическая проницаемость, Ф/м | 81 |
Максимальное содержание примесей в дистиллированной воде устанавливается ГОСТ-6709-72.
Технические требования к воде дистиллированной (ГОСТ-6709-72 «Вода дистиллированная. Технические условия»
ГОСТ-6709-72 «Вода дистиллированная. Технические условия» устанавливает следующее содержание примесей, которое допустимо в дистиллированной воде:
| Наименование показателя | Норма |
| 1. Массовая концентрация остатка после выпаривания, мг/дм 3 , не более | 5 |
| 2. Массовая концентрация аммиака и аммонийных солей (NH4), мг/дм 3 , не более | 0,02 |
| 3. Массовая концентрация нитратов (КО3), мг/дм 3 , не более | 0,2 |
| 4. Массовая концентрация сульфатов (SO4), мг/дм 3 , не более | 0,5 |
| 5. Массовая концентрация хлоридов (Сl), мг/дм 3 , не более | 0,02 |
| 6. Массовая концентрация алюминия (Аl), мг/дм 3 , не более | 0,05 |
| 7. Массовая концентрация железа (Fe), мг/дм 3 , не более | 0,05 |
| 8. Массовая концентрация кальция (Сa), мг/дм 3 , не более | 0,8 |
| 9. Массовая концентрация меди (Сu), мг/дм 3 , не более | 0,02 |
| 10. Массовая концентрация свинца (Рb), %, не более | 0,05 |
| 11. Массовая концентрация цинка (Zn), мг/дм 3 , не более | 0,2 |
| 12. Массовая концентрация веществ, восстанавливающих КМnО4(O), мг/дм 3 , не более | 0,08 |
| 13. рН воды | 5,4…6,6 |
| 14. Удельная электрическая проводимость при 20 °С, См/м, не более | 5·10 -4 |
Об электрическом сопротивлении дистиллированной воды
Как видим, в дистиллированной воде допускается незначительное наличие примесей. Несмотря на то, что ее, вроде бы, принято именовать диэлектриком, все же она имеет не слишком высокое электрическое сопротивление (равное всего 2000 Ом*м). Т.е. это, по сути, неполноценный диэлектрик.
В самом деле, электрическое сопротивление даже низкокачественных твердых и жидких диэлектриков лежит в интервале 10 6 …10 8 Ом*м. Это, например, дерево, мрамор. Тогда как у хороших диэлектриков его величина гораздо выше и составляет 10 14 …10 18 Ом*м. К ним относятся такие известные диэлектрики, как полиэтилен, фарфор и т.д. Электрическое сопротивление неионизированных газов еще выше и составляет 10 17 …10 18 Ом*м.
Отметим, что столь низкое электрическое сопротивление воды (даже дистиллированной, не говоря уже о химически чистой) по сравнению с «настоящими» диэлектриками вызвано не столько тем фактом, что она является жидкостью (при комнатной температуре и атмосферном давлении), сколько тем, что ее молекулы характеризуются полярностью. Если взять неполярные жидкости, к примеру, трансформаторное масло или бензин, то их электрическое сопротивление будет лежать в пределах 10 10 …10 13 Ом*м, т.е. почти как у качественных твердых диэлектриков.
Т.е., вода дистиллированная (не говоря уже, скажем, о водопроводной) является диэлектриком весьма условно. На самом деле, по величине удельного электрического сопротивления ее можно было бы отнести, скорее, к классу полупроводников.
В самом деле, рассмотрим удельное сопротивление типичных полупроводников:
- Йод: 2·10 5 Ом*м,
- Антимонит: 2·10 5 Ом*м,
- Селен: 5·10 3 Ом*м,
- Пятиокись ванадия: 10 1 …10 2 Ом*м.
Как видим, эти цифры и в самом деле сравнимые с удельным электрическим сопротивлением дистиллированной воды. Поэтому считать ее диэлектриком можно лишь условно.
Источник
Интересно о дистиллированной воде
Дистиллированная вода практически полностью очищена от минеральных и иных примесей. В промышленных масштабах дистиллят получают методом перегонки обычной воды в специальных аппаратах, а затем хранят в особых условиях.
Дистиллированная вода применяется и в быту, и в производстве. В последнее время ведется немало споров относительно целесообразности употребления такой воды в пищу, однако для использования дома она порой незаменима.
Немного истории
История получения дистиллированной воды начинается более двух тысяч лет назад. Древние мореплаватели в то время научились бороться с острой нехваткой пресной воды, выпаривая морскую и собирая образовавшийся пар специальными губками. Далее губки охлаждались, а полученный конденсат, представлявший собой очищенную от солей воду, отжимался в емкости. О дистилляции как таковой речь тогда не шла: но основы технологии перегонки жидкостей были заложены.
Изложенные древнегреческими историками Плинием и Аристотелем идеи опреснения воды продолжили развиваться. Леонардо да Винчи утверждал, что без труда может получить пресную воду из морской в своем перегонном кубе, а к концу 16 итальянский физик Джованни де ля Порта представил свой вариант опреснителя в виде перегонной емкости с конденсаторными трубками.
С развитием машиностроения с конца 18 века появлялись новые методики очистки воды, а в начале 19 века был представлен вакуумный очиститель, который впервые был применен на заводе по переработке сахарного тростника в США.
С начала 20 века активно развивающаяся химическая и автомобильная промышленность вышли на новый уровень: и механизмы, и оборудование стали тоньше и сложнее, поэтому любые примеси в используемой для охлаждения или в качестве материала для реактивов воде оказалось недопустимым. Именно в то время и появились настоящие дистилляторы, обеспечивающие полную очистку воды.
Государственные требования
Нормы качества дистиллированной воды регламентируются ГОСТ 6709-72. Согласно установленным стандартам, к продукту предъявляются следующие требования:
• Полная прозрачность, отсутствие цвета, запаха и вкуса;
• Концентрация остатка после проведения выпаривания не должна превышать 5 мг/дм3;
• Нитраты – не более 0,2 мг/дм3;
• Сульфаты – не более 0,5 мг/дм3;
• Хлориды – не более 0,02 мг/дм3;
• Кальций – не более 0,8 мг/дм3;
• Железо – не более 0,05 мг/дм3;
• Медь – не более 0,02 мг/дм3.
Очевидно, что в очищенной воде допускается минимальная концентрация примесей, однако для различной техники столь ничтожное содержание микроэлементов роли не играет.
Применение
Самая распространенная область применения дистиллированной воды – автомобили. В первую очередь это касается автомобильных аккумуляторных батарей. Они состоят из двух погруженных в электролит пластин. По мере испарения воды пластины, оказавшиеся выше уровня жидкости, могут окислиться, поэтому разбавлять электролит в аккумуляторе дистиллированной водой обязательно. Она также служит разбавкой для антифриза и добавляется в жидкость для стеклоомывателей.
Кроме того, дистиллированная вода применяется в следующих областях:
• Для бытовой техники (парогенераторов, утюгов, увлажнителей воздуха);
• Для очистки измерительных приборов;
• Уход за производственной оптикой;
• Косметология – для приготовления мицеллярной воды.
• Медицина – для приготовления лекарственных растворов для инъекций, ингаляций и полосканий, в автоклавах и при очистке контактных линз.
Пить или не пить
Мнения насчет возможности употребления дистиллированной воды в пищу довольно противоречивы. Сторонники употребления очищенной воды приводят следующие доводы:
• Дистиллированнная вода не содержит ни вредных примесей, ни губительных микроорганизмов, а потому — абсолютно безвредна.
• По составу очищенная вода близка к талой и дождевой, поэтому отличается исключительной мягкостью и благотворно влияет на организм.
• Растворенные в воде минералы практически не усваиваются организмом, поэтому ее роль – участие в клеточных процессах и утоление жажды, и дистиллированная вода лучше всего для этого подходит.
• Очищенная вода не способствует отложению лишних солей в организме и образованию солей в почках.
Противники дистиллированной воды уверены, что данная жидкость не годится для питья, поскольку по их мнению:
• Очищенная вода вымывает необходимые человеческому организму кальций, калий и магний.
• Дистиллированная вода не содержит никаких полезных веществ, поэтому является лишним элементом в метаболизме.
• Низкий кислотно-щелочной баланс дистиллированной воды может привести к нарушениям в организме.
• Человечество издревле употребляло неочищенную воду, поэтому менять данную заложенную тысячелетиями привычку нецелесообразно и опасно.
Несмотря на то, что дистиллированная вода используется как средство лечения некоторых заболеваний в альтеративной медицине, ученые однозначно склоняются к мнению, что ее употребление не несет никакой пользы организму, поскольку создавалась исключительно для технических целей. Что касается вреда, то мнения здесь так же неоднозначны. Однако стоит учесть, что очищенная вода далеко не дешева, и ее покупка может оказаться неоправданной.
Получение
В промышленный условиях дистиллированную воду получают в специальных перегонных аппаратах. Устройства устанавливаются в больших замкнутых помещениях и полностью изолируются от пыли и вредных воздействий.
Перегонные аппараты состоят из нескольких частей: камеры испарения (котла или куба), отдела, отводящего пар (трубок), холодильника и приемника. Существует два типа устройств: периодического действия, когда процесс перегонки останавливается для наполнения камеры, и непрерывного или циркуляционного действия.
Перегонка осуществляется следующим образом: кипящая в котле вода испаряется, примеси остаются в котле, пар оседает в трубках, и, понемногу конденсируясь, попадает в холодильник, где превращается в уже очищенную жидкость. В процессе перегонки первые порции дистиллированной воды уходят в брак, поскольку могут содержать летучие примеси. Последующие порции охлажденного конденсата собираются в приемник до наполнения. Если после перегонки в камере остается вода, ее обязательно сливают, а котел и холодильник – промывают очищенной водой.
Если дистиллированная вода требуется регулярно, получить ее можно и в домашних условиях. Первый вариант – приобрести электрический домашний дистиллятор, работающий примерно по тому же принципу, что и промышленный устройства. За час он вырабатывает примерно 700 мл воды, однако при этом отличается крайне высокой энергоемкостью. Для дачи и туристических поездок подойдет паровой дистиллятор, состоящий из трех резервуаров, соединенных трубками. Его производительность несколько выше, чем у электрического: за час он производит до 3 литров дистиллированной воды.
Если требуется очистить немного воды (для утюга или увлажнителя), можно попробовать использовать подручные средства: вскипятить кастрюлю с водой, опустить в нее металлическую миску, положить на крышку кастрюли лед, и ждать, пока конденсат с крышки стечет в миску. Еще один вариант: скрепить между собой 2 стеклянных бутылки, одна из которых наполнена водой, опустить в кипящую воду, слегка наклонив, и ждать, пока в пустой бутылке соберется конденсат. Эти способы достаточно трудоемки, к тому же абсолютную чистоту воды в данном случае гарантировать сложно.
Покупать или делать самостоятельно?
Приобрести дистиллированную воду можно:
• В магазинах автозапчастей;
• В лабораториях;
• В центрах обслуживания бытовых приборов;
• В аптеке.
Если очищенная вода необходима для питья, приобретать ее в технических магазинах ни в коем случае нельзя. Для употребления подойдет лишь продукт, купленный в аптеке.
Тем не менее, при покупке дистиллированной воды риск того, что вместо нее в бутыли или канистре находится вода обычная, достаточно высок. Единственные вариант проверить качество очистки: попробовать подключить через нее электрическую цепь или замерить сопротивление омметром (у дистиллированной воды должно получится значение, близкое к нулю).
Гарантированный способ получить очищенную воду – использование домашнего дистиллятора. Если тратиться на покупку прибора нет желания, рекомендуется приобретать ее только в солидных и надежных торговых точках, а при покупке – спрашивать у продавца сертификат на товар.
Интересные факты
В заключение хотелось привести несколько занимательных фактов о дистиллированной воде:
• Полностью очищенная вода является диэлектриком (не проводит электрический ток), поскольку в ней полностью отсутствуют минеральные примеси, обеспечивающие токопроводящие свойства.
• Нагревать дистиллированную воду довольно опасно: ее температура способна превысить точку кипения, после чего произойдет взрыв.
• Замерзание дистиллированной воды происходит при температуре примерно -10-11С.
• Очищенная вода особенно полезна для жителей морских побережий, где перенасыщение организма солями – не редкость.
• Дистиллированная вода отражает всего 2% солнечной энергии (обычная имеет показатель на уровне 5%).
• Для научных опытов применяют бидистиллированную воду
• Первая в России дистилляционная установка для промышленных целей была введена в эксплуатацию в Красноводске на побережье Каспийского моря. Ее производительность составляла 67 м3 в сутки.
• Для разбавления граппы – крепкого алкогольного напитка – использую только дистиллированную воду, так как считается, что только она не влияет на его вкусовые качества.
• Патент на отечественный дистиллятор зарегистрирован в Бюро Патентов СССР 6 июля 1993 года. Его изобретателем стал Борис Николаевич Сертаков.
Интересный опыт по получению дистиллированной воды можно увидеть здесь
Источник
