Уделим внимание одному из интересных, но малоизвестных видов жидкостей. Посмотрим, что такое деионизированная вода (DM water, DI): чем отличается от обычной, какой бывает, какими свойствами обладает, как ее получить, где применять и так далее. В результате вы поймете, в каких случаях ее использовать.
Сразу отметим, что в природе ее не существует – она производится в промышленных условиях и масштабах. Это объясняется ключевой ее особенностью – отсутствием примесей. В естественной среде любая H2O – даже если она кристально прозрачная, не пахнет и не обладает посторонним привкусом – представляет собой минеральный раствор: с большей или меньшей концентрацией солей, с каким-то количеством микроорганизмов и так далее. У нас же несколько другой случай.
Деионизированная вода: что это такое
Она является жидкостью, из которой искусственным путем удалили все заряженные частицы примесей. Она – не просто остаток, а самое чистое из известных науке соединений водорода и кислорода: состоит из молекул H2O на 99,99999991%.
Из-за специфики технологии получения (которую мы подробно рассмотрим ниже) это также обессоленный и деминерализованный раствор, что несколько ограничивает области его применения. Хотя правильнее считать, что конкретизирует, потому что каждый случай его использования достаточно важен сам по себе.
Важный момент в отсутствии вредных микроорганизмов: да, DI очищена от бактерий, но это не значит, что ее стоит пить. Вопрос целесообразности ее регулярного употребления мы тоже рассмотрим отдельно – ниже и более подробно.
Деионизированная вода: свойства
Ключевые особенности:
- высокое удельное сопротивление – достигает 18 МОм/см и является характерным показателем степени удаления примесей;
- крайне низкая электропроводность, обусловленная тем, что концентрация солей в DI стремится к нулю;
- максимальная степень очистки – уже упомянутые 99,9… процентов, плавно вытекающие из двух предыдущих параметров;
- впечатляющая химическая активность (из-за которой DM water даже нужно держать во фторопластовой таре) – впитывает в себя заряженные частицы содержащихся в воздухе газов, кислотных остатков, металлов;
- универсальная растворимость – поглощает все только что перечисленное (таким образом загрязняясь).
Применение деионизированной воды
Такой уникальный набор свойств позволяет использовать DI в электронике – для промывки микросхем, полупроводников, печатных плат, так как в этой сфере особенно важно изолировать рабочие поверхности и убрать с них частицы солей. В быту она тоже востребована – для удаления отложений с ТЭНов и других нагревательных элементов (что существенно продлевает срок службы приборов), а также со стекол и металлов. По сути, является идеальным моющим средством.
Она помогает быстро и без лишних денежных трат очищать окна торговых центров и многоэтажных офисов. Ее преимущество в том, что с этой задачей она справляется сама, не требуя мыла или геля (образующего пену, которую после тоже придется смывать). И никаких пятен или разводов!
Особенно полезным оказывается ее совершенно потрясающий эффект впитывания – ее поток вбирает в себя грязь, пыль, соли кальция и магния.
Отдельный случай – автомобильные системы, в которых с помощью рассматриваемой нами вариации H2O:
- подготавливают технические жидкости;
- разбавляют антифриз до нужной концентрации;
- производят электролиты для аккумуляторов.
Но и это еще не все сферы, где используется деионизованная вода: свойства DI крайне востребованы в трех областях, каждая из которых настолько объемна и важна, что заслуживает более детального рассмотрения.
В промышленности
Пользу такой жидкости при производстве чипов, схем, электрорадиоэлементов сложно переоценить, но она помогает обеспечить чистоту проведения всех химических процессов (в которых только могут быть задействованы растворители).
Также ею обрабатывают металлические и пластиковые поверхности под покраску – чтобы гарантировать устойчивую связь основного материала с ЛКМ и исключить вероятность скорого отслаивания декоративного слоя.
И, наконец, ее свойства позволяют постепенно улучшать структуру жидкостей, что обуславливает ее использование в таких сферах как:
- сельское хозяйство;
- экология и охрана природы.
В этих случаях DI добавляют в пруды, озера и другие загрязненные водоемы (естественно, в точно рассчитанном объеме). DM water начинает активно вбирать в себя нежелательные примеси и таким образом очищать ту среду, в которой она оказалась. Метод максимально прост и достаточно эффективен, так как дает возможность восстановить флору с фауной, пусть и частично. Главное – не переборщить с ее концентрацией.
В косметологии
Для приготовления масок, кремов, гелей не подходит даже родниковая вода, так как она все равно содержит в себе ионы тяжелых металлов, соли, микроорганизмы. Фармацевтике нужна сверхочищенная жидкость, которая сможет ускорять механизмы клеточного деления. Ею и стала DI: она способствует заживлению гнойничков, следов от прыщей, ранок, замедлению процессов старения и образования морщин, не оказывая при этом негативного бактериологического влияния.
Также она помогает запускать процессы омоложения кожи и в целом улучшать ее состояние, поэтому и входит в состав всевозможных пилингов и скрабов. Отдельный ее плюс в том, что она продлевает срок хранения косметических средств.
В медицине
DM water широко применяется в самых разных направлениях этой важнейшей для общества сферы, ее свойствами активно пользуется:
- хирургия;
- онкология;
- кардиология;
- эндокринология.
Она помогает бороться с опухолями сразу несколькими способами: во-первых, замедляет размножение раковых клеток, во-вторых, ускоряет восстановление ДНК-нитей, в-третьих, блокирует проведение сигналов через мембраны АТФ-молекул, что тоже позволяет приостанавливать или даже полностью прекращать процессы роста злокачественных новообразований.
Также деионизированная вода усиливает эффект от лекарств, что дает возможность назначать меньшие дозы средств с опасным побочным действием, например, гомеопатических препаратов. Внимание, она запоминает структуру тех молекул, которые растворяет: если добавить в нее тот же аспирин, она частично повторит его целебные свойства. Благодаря этому ею можно с пользой разбавлять физрастворы для последующих инъекций.
Уникальным свойствам DI продолжают искать еще более широкое применение: ее всесторонне исследуют. Например, к очень интересным результатам недавно пришли ученые, ставившие опыты над крысами (физиология этих грызунов достаточно похожа на человеческую). Специалисты выяснили, что DM water улучшает жизнестойкость клеток секреции, продуцирующих инсулин, а значит потенциально очень перспективна в борьбе с диабетом.
Получение деионизированной воды
Полностью осуществляется в лабораторных условиях. В общем случае процесс ее выделения является четырехэтапным:
1. Поток H2O из артезианской скважины (или другого природного источника) прогоняется через дистиллятор. Это так называемая первичная очистка, позволяющая убрать посторонние механические примеси, молекулы со сложными соединениями, бактерии.
2. Полученная жидкость подвергается предварительному обратному осмосу, то есть пропускается сквозь мембрану и комбинированные фильтры, и достигает состояния дистиллята.
3. Наступает основная стадия – прохождения через установку с загрузкой из смолы – либо катионитной R-H, либо анионитной R-OH. Это дает возможность удалить еще и посторонние заряженные частицы, причем полностью.
4. Выделенная DI заливается в тару из фторопласта, в которой и хранится до тех пор, пока не понадобится.
В результате получают DM water, состоящую из молекул H2O на 99,9(9)%. Естественно, она проходит проверку: в обязательном порядке выясняют, насколько ее коэффициент сопротивления и другие параметры соответствуют необходимым.
Классификация
На практике приготовление деионизированной воды зависит от того, какого класса чистоты нужно достичь. В случае с ОСТ 11.029.003-80 они так и поделены, на 3 категории – В, Б и А соответственно. И это едва ли не единственный комплексный показатель, по которому разделяют DI (включающий в себя ряд конкретных характеристик, таких как та же окисляемость).
Ультрачистая
Максимально обессоленная, в которой вообще не должно содержаться никаких примесей. Высшего класса – А, – и делают ее из предыдущей категории, Б, с помощью систем, включающих технологии стерилизации, микро- и ультрафильтрации, а также обратного осмоса.
Бывает двух уровней: с удельным сопротивлением 18 и 10 МОм/см и теплопроводностью в 0,0555 и 0,1 мкСим/см-1 соответственно.
Свою нишу нашла в таких областях как:
- особо точное приборостроение;
- выращивание кристаллов;
- атомная энергетика;
- медицина.
Можно смело сказать, что она применяется в самых сложных и ответственных случаях.
Чистая ДВ
В ее составе еще есть заряженные частицы (а также коллоидные и органические соединения), но их доля настолько мала, что жидкость вполне допустимо использовать даже для проведения сравнительно чувствительных анализов, например, таких как ААС (атомно-абсорбционная спектрометрия), или для определения следового количества компонентов. Ее получают, прогоняя поток класса В сквозь мембраны, улавливающие примеси до 2 мкм.
Нашла свою нишу в микроэлектронике, может быть трех уровней: с солесодержанием от 0 до 0,7 мг/л (наиболее «грязная»), с удельным сопротивлением 5, 1 и 0,5 МОм/см и теплопроводностью 0,2, 0,5 и 1 мкСим/см-1 соответственно.
Очищенная ДВ
Она обладает теми же характеристиками, что и обычная ионизированная дистиллированная вода, но она забирается из естественного источника и проходит первичную подготовку в централизованной системе с последующим отстаиванием. Она содержит заряженные частицы и некоторые виды кальциевых и магниевых соединений, но служит сырьем для получения DI более высоких классов, а также в полной мере отвечает требованиям и особенностям ГОСТа 6709-72.
Может быть 5 уровней (степеней): с солесодержанием от 3,5 до 35 мг/л, удельным сопротивлением от 0,2 до 0,02 МОм/см и теплопроводностью от 5 до 50 мкСим/см-1 соответственно.
Отдельно отметим, что совокупность физических и химических методов по превращению класса В в А полностью оправдана с практической, а значит и с экономической точки зрения. Востребованность DM water остается крайне высокой.
Можно ли пить деионизированную воду
Если вы, случайно или намеренно, примете целый ее стакан или даже пару литров, с вами ничего страшного не случится. Но вот от регулярного ее употребления лучше воздержаться – по следующим причинам:
- Она не содержит вредных примесей, но и полезных веществ в ней тоже нет, поэтому через некоторое время вы начнете испытывать нехватку тех минералов, которые раньше получали в результате питья, а это чревато развитием проблем со здоровьем.
- Так как она химически активна, то при попадании внутрь начинает вбирать в себя соли, а значит не только не дает нужной дозы кальция и магния, а даже постепенно вымывает уже существующие их запасы из организма.
- Способна повредить слизистые оболочки кишечника, вплоть до ожогов (хотя это наблюдается далеко не всегда, а лишь в случае повышенной чувствительности).
Если подытожить, то регулярное ее употребление может нарушить обмен веществ, поэтому использовать ее стоит в промышленных или бытовых, но никак не в пищевых целях.
Чем отличается дистиллированная вода от деионизированной
Как мы уже выяснили выше, чистотой и, что важно, способом получения. На практике это взаимосвязанные показатели. DI делают путем многоступенчатой фильтрации, а не выпаривания и конденсации или заморозки и размораживания. В результате из DM water удаляются заряженные частицы, а вот в ее альтернативе, с которой мы сейчас ее сравниваем, ионы остаются.
Почему? Потому что жидкость активно впитывает их прямо из воздуха. Да и охлаждающийся и оседающий на стенках сосуда пар тоже обладает газообразными примесями. Хотя в большинстве случаев итоговая степень очистки довольно высокая для решения многих бытовых и производственных задач.
Есть еще один момент, в котором отличаются деионизированная и дистиллированная вода: разница между ними в специфике изготовления. Если собрать конденсат и заморозить/отогреть несколько десятков литров без труда можно и в домашних условиях, то создание DI требует уже промышленных масштабов.
Необходимо использовать профессиональное и многоступенчатое фильтрующее оборудование, а оно нуждается в специализированном обслуживании, дорого стоит, занимает достаточно много места. Должную степень стерильность важно поддерживать как в процессе синтеза, так и при розливе в тару – чтобы DM water не начала забирать заряженные частицы из воздуха или со стенок емкостей, с которыми она контактирует.
Хранение деионизованной воды
С одной стороны, рассматриваемая нами разновидность H2O очень активна химически, с другой – она должна оставаться максимально чистой и не растворять в себе посторонние частицы. Отсюда вывод: содержать ее следует в резервуаре, выполненном из такого материала, который точно не вступит с нею в реакцию и при этом будет экологичным. Лучшим выбором в таких условиях становится фторопласт: он ко всему прочему еще и сравнительно доступен по стоимости.
Если в бытовых условиях DI не изготовить, то как же ее получить, если она вдруг понадобилась? Купить, и аптеки или химические лаборатории – вот те места, где взять деионизированную воду не составит труда. Заказать ее вы также можете у нас, более того, мы также поможем подобрать оборудование для очистки артезианских скважин, чтобы вы могли установить одну из таких систем у себя на участке (или фильтр дома) и использовать для приготовления пищи максимально подходящую для этого H2O. На производственной базе нашей компании осуществляется полный цикл изготовления технических средств очистки и обеззараживания воды собственной разработки и сборка устройств из комплектующих ведущих зарубежных производителей. Обращайтесь за помощью (консультацией, рекомендацией, чтобы задать любые интересующие вопросы) в организацию «Вода Отечества».
Требования к деионизированной воде
|
Показатель |
Марка |
||||||
|
ASTM D-5127-90, для США |
ОСТ 11.029.003-80, для РФ |
||||||
|
E-1 |
E-2 |
E-3 |
E-4 |
А |
Б |
В |
|
|
Удельное сопротивление, МОм/см, при 20 0С |
18 |
17,5 |
12 |
0,5 |
18 |
10 |
1 |
|
Общий органический углерод, не более мкг/л |
25 |
50 |
300 |
1000 |
|||
|
Окисляемость, не более, мг О2/л |
1 |
– |
1,5 |
||||
|
Содержание элемента, не более |
|||||||
|
кремниевая кислота (если пересчитывать на SiO3-2, мг/л |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
1,0 |
0,01 |
0,05 |
0,2 |
|
медь, мг/л |
0,001 |
– |
0,002 |
0,5 |
0,005 |
– |
|
|
железо, мг/л |
– |
0,015 |
0,02 |
0,03 |
|||
|
микрочастицы, шт/л |
не регламентируется |
20 |
50 |
– |
|||
|
микроорганизмы, колоний/мл |
2 |
8 |
– |
||||
|
фосфаты, мг/л |
1 |
– |
5 |
500 |
|||
|
нитраты, мг/л |
|||||||
|
сульфаты, мг/л |
|||||||
|
никель, мкг/л |
0,1 |
1 |
2 |
500 |
|||
|
цинк, мкг/л |
0,5 |
1 |
5 |
500 |
|||
|
натрий, мкг/л |
|||||||
|
калий, мкг/л |
2 |
– |
5 |
500 |
|||
|
хлориды, мкг/л |
1 |
– |
10 |
1000 |
|||