Woda demineralizowana, dejonizowana, destylowana, woda ultraczysta…

Czym jest woda o wysokiej czystości? Zacznijmy od najtrudniejszego – od terminologii. W powszechnym obiegu funkcjonują takie określenia, jak woda demineralizowana, dejonizowana, destylowana, woda ultraczysta. Brakuje jednak precyzyjnego zdefiniowania tych określeń.

Pod pojęciem wody ultraczystej rozumiemy najczęściej wodę o stopniu czystości pozwalającym na przeznaczenie jej do określonych zastosowań, np. w przemyśle farmaceutycznym, w produkcji półprzewodników lub dla celów laboratoryjnych. W pozostałych przypadkach nazewnictwo opiera się głównie na sposobie oczyszczania.

Woda destylowana

I tak – wodę destylowaną definiuje się jako pozbawioną soli mineralnych i większości zanieczyszczeń metodą destylacji. Destylacja polega na doprowadzeniu wody w destylatorze do wrzenia i odparowania, a następnie skondensowania w chłodnicy do postaci ciekłej. Wraz z parą wodną do kondensatu mogą przechodzić zanieczyszczenia lotne z parą wodną (np. alkohole lub inne lotne zanieczyszczenia organiczne). Destylat zawiera ponadto rozpuszczone gazy (głównie dwutlenek węgla, a także tlen i azot).

Z powodu obecności dwutlenku węgla w destylacie jego pH ~ 5,0. Woda destylowana znajduje zastosowanie np. w akumulatorach (jako rozcieńczalnik elektrolitu), w żelazkach parowych, w analizie chemicznej i wszędzie tam, gdzie wymagana jest wysoka czystość wody.

Woda dejonizowana

Pod pojęciem wody dejonizowanej lub demineralizowanej rozumie się najczęściej wodę pozbawioną soli mineralnych metodą wymiany jonowej. Wymiana jonowa jest procesem wykorzystującym zjawisko polegające na tym, że pewne substancje stałe w kontakcie z roztworem wykazują zdolność do odwracalnej zamiany jednych jonów na inne. Proces ten jest stechiometryczny i odwracalny. Substancje posiadające zdolność wymiany jonów nazywane są wymieniaczami jonowymi albo jonitami.

Jonity zdolne do wymiany kationów nazywa się kationitami. Jonity zdolne do wymiany anionów nazywa się anionitami.

W praktyce uzdatniania wody kontakt jonitu z roztworem zachodzi najczęściej w warunkach dynamicznych, gdy woda przepływa przez stacjonarne złoże jonitu, rzadziej w warunkach fluidalnych, gdy złoże jonitu jest zawieszone w przepływającym roztworze. Demineralizacja wody metodą wymiany jonowej przebiega dwuetapowo. Pierwszy etap stanowi dekationizacja polegająca na wymianie wszystkich kationów na jon wodorowy na silnie kwaśnym kationicie w formie wodorowej, np. [1]:

2RH + Ca(HCO3)2 <=> R2Ca + 2H2O + 2CO2

2RH + Mg(HCO3)2 <=> R2Mg + 2H2O + CO2

Woda demineralizowana

Natomiast demineralizacja jest kontynuacją dekationizacji polegającą na całkowitym usunięciu rozpuszczonych soli przez dodanie do dekationizacji następnego etapu polegającego na wymianie jonowej na silnie zasadowym anionicie w formie wodorotlenowej w celu usunięcia anionów:

ROH + H2CO3 <=> R2CO3 + 2H2O

Wymiana jonowa na silnie zasadowym anionicie pozwala ponadto na usunięcie z wody krzemionki, która w normalnym procesie jonowymiennym pozostałaby w roztworze. Dwutlenek węgla, który pozostaje w wodzie, usuwany jest – w razie potrzeby – w odgazowywaczu.

Woda ultraczysta

Osobną grupę metod oczyszczania stosowanych do produkcji wody ultraczystej są techniki membranowe. W procesach oczyszczania opartych na filtracji przez membrany oddzielanie usuwanych zanieczyszczeń przebiega w sposób czysto fizyczny, bez konieczności stosowania przemian chemicznych czy biologicznych [2]. Siłą napędową w tych procesach jest różnica ciśnień po obu stronach membrany. Zależnie od mechanizmu separacji, różnicy ciśnień i rodzaju zatrzymywanych substancji techniki te klasyfikuje się następująco [2]:

  • mikrofiltracja ΔP: < 0,3 MPa, zatrzymywane cząstki > 0,1 µm, niektóre bakterie,
  • ultrafiltracja ΔP: 0,1-1,0MPa, zatrzymywane cząstki od 2 nm do 0,1 µm, bakterie i wirusy,
  • nanofiltracja ΔP: 0,5-3,0 MPa, zatrzymywane jony wielowartościowe, cząstki < 2 nm,
  • odwrócona osmoza ΔP: 1-8 MPa, zatrzymywane jony jednowartościowe, związki organiczne.

Miarą zawartości jonów jest przewodność elektrolityczna wody. Wody o wysokiej czystości charakteryzują się przewodnictwem właściwym 0,1-0,0555 µS/cm.

dr Sławomir Biłozor

Literatura:

1. A. L. Kowal, M. Świderska-Bróż, „Oczyszczanie wody”, PWN, Warszawa-Wrocław 1997.

2. J. Nawrocki (red.), „Uzdatnianaie wody. Procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne”, PWN, Warszawa 2010.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij