Дистиллированная вода — это вода , которая была подвергнута кипячению и снова конденсирована в жидкость в отдельной емкости. Примеси в исходной воде, температура кипения которых не превышает температуру кипения воды или близкую к ней, остаются в оригинальном контейнере. Таким образом, дистиллированная вода является разновидностью очищенной воды .
Питьевую воду дистиллируют из морской воды , по крайней мере, примерно с 200 г. н.э., когда этот процесс был четко описан Александром Афродисиасом . [1] Его история предшествует этому, поскольку отрывок из «Метеорологии» Аристотеля относится к дистилляции воды. [2] Капитан Исраэль Уильямс из «Дружбы» (1797 г.) импровизировал способ дистилляции воды, который он описал в своем дневнике. [3]
В химических и биологических лабораториях, а также в промышленности в некоторых приборах вместо дистиллированной воды можно использовать деионизированную воду или воду обратного осмоса в качестве более дешевой альтернативы. Если требуется вода исключительно высокой чистоты, используют бидистиллированную воду .
В общем, неочищенная вода может вызывать или мешать химическим реакциям, а также оставлять минеральные отложения после выкипания. Одним из методов удаления примесей из воды и других жидкостей является дистилляция .
Например, ионы , обычно встречающиеся в водопроводной воде, могут резко сократить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов , используемых в легковых и грузовых автомобилях. Эти ионы неприемлемы в автомобильных системах охлаждения, поскольку они разъедают внутренние компоненты двигателя и истощают типичные антикоррозионные присадки в антифризе . [4]
Любые нелетучие или минеральные компоненты в воде остаются, когда вода испаряется или выкипает. Вода, выходящая в виде пара, например, из котла отопительной системы или парового двигателя, оставляет после себя растворенные вещества, приводящие к образованию минеральных отложений, известных как котловая накипь .
В увлажнителях небольшого объема, таких как хьюмидоры для сигар , можно использовать дистиллированную воду, чтобы избежать минеральных отложений. [5]
Некоторые биологические применения требуют контролируемых примесей, особенно в экспериментах. Например, дистиллированная вода, добавляемая в аквариум , удалит известные и неизвестные нелетучие загрязнения. Живым существам необходимы определенные минералы; добавление дистиллированной воды в экосистему, например в аквариум, снизит концентрацию этих минералов. Следует ожидать, что рыбы и другие живые существа, которые эволюционировали, чтобы выжить в озерах и океанах, будут процветать в минеральных ареалах, обнаруженных в их первоначальной среде обитания. [6]
Контролируемые примеси, а также надежность оборудования имеют решающее значение в медицинских целях, где, например, дистиллированная вода используется в аппаратах постоянного положительного давления в дыхательных путях (CPAP) для увлажнения воздуха для дыхания. Дистиллированная вода не оставляет после себя загрязнений, когда увлажнитель аппарата CPAP испаряет воду. [7] [8]
Пивовары также могут смешивать дистиллированную воду с жесткой, чтобы имитировать мягкую воду Пльзеня . [9]
Другое применение заключалось в увеличении плотности воздуха для помощи реактивным двигателям ранних самолетов во время взлета в «жарких и высоких» атмосферных условиях, как это использовалось на раннем Боинге 707 . [10]
Дистиллированную воду можно использовать в паровых утюгах для глажки одежды, чтобы свести к минимуму образование известкового налета в зонах с жесткой водой, что сокращает срок службы паровых утюгов. Некоторые паровые утюги оснащены встроенными фильтрами для удаления минералов из воды, поэтому можно использовать обычную водопроводную воду.
До Второй мировой войны дистилляция морской воды для получения пресной воды была трудоемкой и дорогостоящей в плане топлива. Поговорка гласила: «Для производства одного галлона пресной воды требуется один галлон топлива». [ нужна цитата ] Незадолго до войны доктор Р. В. Кляйншмидт разработал компрессионный аппарат, который стал известен как аппарат Кляйншмидта, для извлечения пресной воды из морской или загрязненной воды. Путем сжатия пара, образующегося при кипячении воды, из морской воды можно было извлечь 175 галлонов США (660 л; 146 имп галлонов) пресной воды на каждый галлон (3,8 л; 0,83 имп галлона) использованного топлива. Во время Второй мировой войны это оборудование стало стандартным для кораблей союзников и армейских прицепов. Этот метод широко использовался на кораблях и портативных установках для перегонки воды [11] во второй половине столетия. Современные суда теперь используют испарители мгновенного типа для кипячения морской воды, нагревания воды до температуры от 70 до 80 ° C (от 158 до 176 ° F) и испарения воды в вакууме; затем он собирается в виде конденсата перед хранением.
Солнечные дистилляторы можно относительно просто спроектировать и изготовить из очень дешевых материалов. [12]
Дистиллирование воды с помощью коммерческого оборудования почти полностью удалит все растворенные минералы, такие как кальций, магний, натрий, фторид, калий, железо и цинк, оставляя TDS <1 ppm, и снизит ее электропроводность до <2 мкСм/см. Типичная водопроводная вода имеет электропроводность в диапазоне 200–800 мкСм/см. pH дистиллированной воды всегда немного ниже 7 (нейтральный) из-за того, что дистиллированная вода поглощает небольшое количество углекислого газа из атмосферы, который образует следы угольной кислоты и снижает pH дистиллированной воды примерно до 5,8 pH. очень слабокислая). [13]
Дистиллированную воду в бутылках обычно можно найти в супермаркетах или аптеках, также доступны домашние дистилляторы. Очистка воды, например дистилляция, особенно важна в регионах, где водные ресурсы или водопроводная вода непригодны для употребления в пищу без кипячения или химической обработки.
Муниципальные системы водоснабжения почти всегда содержат микроэлементы в количествах, безопасных для потребления. [14] Некоторые другие компоненты, такие как следы алюминия, могут возникнуть в результате процесса обработки. Фторид и другие ионы не удаляются обычными фильтрами для воды. Однако дистилляция удаляет большинство примесей. [15]
Дистиллированная вода также используется в качестве питьевой воды в засушливых приморских районах, где не хватает пресной воды, путем опреснения морской воды. [16]
Дистилляция удаляет из воды все минералы. В результате получается деминерализованная вода, которая, как доказано, полезнее питьевой воды. Всемирная организация здравоохранения исследовала влияние деминерализованной воды на здоровье в 1982 году, и ее эксперименты на людях показали, что деминерализованная вода увеличивает диурез и выведение электролитов при снижении концентрации калия в сыворотке. [ нужна цитата ] Магний , кальций и другие питательные вещества в воде могут помочь защитить от дефицита питательных веществ. Рекомендации по магнию составляют минимум 10 мг/л и оптимальный уровень 20–30 мг/л; для кальция минимум 20 мг/л и оптимум 40–80 мг/л, а общая жесткость воды (с добавлением магния и кальция) 2–4 ммоль/л . При жесткости воды выше 5 ммоль/л отмечается более высокая заболеваемость камнями в желчном пузыре , почках , мочевых камнях , артрозах и артропатиях . [ нужна ссылка ] Для фторида концентрация, рекомендуемая для здоровья зубов, составляет 0,5–1,0 мг/л, с максимальным рекомендуемым значением 1,5 мг/л, чтобы избежать флюороза зубов . [17]
Устройства для фильтрации и дистилляции воды становятся все более распространенными в домашних хозяйствах. В муниципальную воду часто добавляются минералы или следы примесей в количествах, которые регулируются как безопасные для потребления. Большая часть этих дополнительных примесей, таких как летучие органические соединения , фторид и, по оценкам, >75 000 других химических соединений [18], не удаляются посредством обычной фильтрации; однако дистилляция и обратный осмос удаляют почти все эти примеси.
Употребление дистиллированной воды в качестве замены питьевой воды одновременно пропагандировалось и не поощрялось по соображениям здоровья. В дистиллированной воде отсутствуют минералы и ионы, такие как кальций, которые играют ключевую роль в биологических функциях, таких как гомеостаз нервной системы , и обычно содержатся в питьевой воде. Отсутствие природных минералов в дистиллированной воде вызывает некоторую обеспокоенность. Журнал General Internal Medicine опубликовал исследование минерального содержания различных вод, доступных в США. Исследование показало, что «источники питьевой воды, доступные жителям Северной Америки, могут содержать высокие уровни кальция , магния и натрия и могут обеспечивать клинически важную часть рекомендуемого потребления этих минералов с пищей». Он призвал людей «проверять содержание минералов в питьевой воде, будь то водопроводная или бутилированная, и выбирать воду, наиболее подходящую для их нужд». Поскольку дистиллированная вода лишена минералов, для поддержания хорошего здоровья необходимо потребление минералов с пищей. [19]
Потребление «жесткой» воды (воды с минералами) связано с благотворным воздействием на сердечно-сосудистую систему. Как отмечается в Американском журнале эпидемиологии , потребление жесткой питьевой воды отрицательно коррелирует с атеросклеротическим заболеванием сердца . [20]
Нехватка пресной воды вызывает тревогу - Изобретение капитана Уильямса сделать соленую воду пресной - Его «перегонный аппарат», описанный им