Дистиллированная вода представляет собой химическое соединение, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула этого вещества химически обозначается формулой H2O. В результате процесса дистилляции из воды удаляются все примеси и ионы. Особые свойства дистиллированной воды рассматриваются в статье.

Важность воды для человека

В организме человека находится около 65 % воды. Это вещество является более важным для жизни человека, чем пища, поскольку без еды человек может поддерживать свои жизненно важные функции в течение нескольких недель, а без воды жизнь человека заканчивается через несколько дней.

Вода выполняет следующие функции в организме:

  • подвод питательных веществ к клеткам и вывод продуктов распада из них;
  • помощь в процессе пищеварения, которая заключается в образовании желудочного сока;
  • постоянное увлажнение кожи, глаз, рта, носоглотки и суставов;
  • регулирование температуры тела и метаболических процессов в организме.

Употребление достаточного количества воды в сутки способствует профилактике следующих состояний:

  • диабет;
  • гипогликемия;
  • артрит;
  • сухость кожи;
  • ожирение и некоторые другие.

Если человек потеряет 20 % воды своего организма, то наступает немедленная смерть.

Что такое дистиллированная вода, какими физическими свойствами она обладает

Дистиллированная вода представляет собой жидкое вещество, состоящее только из молекул H2O. Получается оно в результате процесса дистилляции, который состоит в разделении жидких компонент в смеси.

Физико-химические свойства дистиллированной воды отличаются от таковых для обычной воды, которую человек пьет ежедневно. Это отличие связано с высокой чистотой дистиллированной воды. Например, если говорить о таком физическом свойстве, как электропроводность, то она является практически нулевой. В дистиллированной воде нет носителей тока, которые в воде обычной представляют собой ионы хлора, кальция, магния и фтора.

Отметим, что сама молекула H2O является электрически нейтральной, поэтому не может участвовать в процессе образования электрического тока. Справедливости ради отметим, что ионное произведение воды, то есть произведение молярных концентраций ионов H + и OH – составляет 10 -14 , то есть в одном литре воды существует 10 -7 моль атомов каждого из этих ионов. Однако эта концентрация является слишком малой, чтобы создавать практически ощутимый электрический ток.

Следует отметить еще один феномен, который касается такого физического свойства дистиллированной воды, как кипение. Процесс связан с наличием в веществе примесей и различных макроскопических частиц. В случае дистиллированной воды таких частиц нет, поэтому жидкость можно нагреть гораздо выше 100 °C, и она не будет кипеть. Если в такую "перегретую" воду добавить соль или сахар, или же просто начать мешать воду, то она начнет кипеть взрывным образом.

Процесс дистилляции

Этот процесс для очистки воды используется с давних времен. Суть процесса дистилляции методом выпаривания заключается в том, что в герметично закрытом сосуде (дистилляторе) кипит вода, ее пары поднимаются и попадают в специальную емкость, которая называется конденсатором. Здесь вещество снова переходит из газообразной в жидкую фазу в результате охлаждения. Конечным результатом дистилляционного процесса оказывается очищенная от примесей вода в конденсаторе и оставшийся осадок в дистилляторе.

Читайте также:  Ремкомплект форсунок ваз 2110 16 клапанов

Полученная данным способом жидкость не обладает 100 % чистотой, поскольку в процессе испарения вместе с паром увлекается небольшое количество частиц примеси.

Отметим, что такой метод дистилляции воды будет бесполезен, если в исходной воде присутствуют примеси, которые также при кипении будут переходить в газообразное состояние, например, спирты.

Дистиллированная вода и ее pH

Если говорить о химических свойствах дистиллированной воды, то в первую очередь следует сказать о ее pH. Показатель кислотности pH, или водородный показатель, математически определяется, как отрицательный десятичный логарифм от молярной концентрации катионов водорода. Если значение pH>7, то говорят о щелочной среде, если pH H2O + H2CO3.

В растворе в действительности существуют катион аммония H3O + и анион гидрокарбоната HCO3 – . Процесс насыщения углекислым газом вновь полученной дистиллированной воды, которая имеет pH = 7, происходит за 1-2 часа.

Следует также отметить, что pH ультрачистой воды тяжело измерить, поскольку такое физико-химические свойство дистиллированной воды, как электропроводность, практически равно нулю, что сильно искажает результаты специальных приборов для измерения кислотности – pH-метров.

Бидистиллированная вода

Такая вода получается в результате двойного процесса дистилляции. Такую жидкость часто называют химически чистой. Если результаты измерений чистоты бидистиллированной воды являются неудовлетворительными, то к ней применяют еще раз процесс дистилляции.

Она используется главным образом в качестве растворителя медикаментов для их парентерального введения. Также она применяется для приготовления гипоосмолярных растворов для их внутривенного или внутримышечного введения.

Применение дистиллированной воды

Вода является жизненно важным веществом для человека и для жизни на планете в целом. Ведь она считается универсальным растворителем и используется широко во всех сферах человеческой деятельности. Однако для своего использования вода должна обладать определенным уровнем качества. Процесс дистилляции является одним из способов улучшения качества воды.

Чаще всего дистиллированная вода используется в следующих процессах:

  • Непосредственное потребление человеком. Полезные свойства дистиллированной воды заключаются в том, что она не содержит различных вредных примесей в своем составе. В жаркое время года люди пьют эту воду с кубиками льда. Поскольку она не содержит примесей, то температура ее замерзания точно соответствует 0 °C. Отметим, что физико-химические свойства дистиллированной воды после заморозки и последующей ее разморозки сохраняются.
  • Химия. Дистиллированную воду используют для работы с различными реактивами в лабораторных условиях.
  • Индустрия. Чистая вода используется при производстве охлаждающих напитков, а также в котлах, избегая тем самым образования в них накипи.
  • Практически во всех медицинских процессах.

Возможные проблемы при употреблении дистиллированной воды

Дистиллированная вода не содержит примесей, которые присутствуют в обычной воде. Некоторые из этих примесей могут быть полезными, например, анионы фтора, которые специально добавляют в жидкость с целью профилактики кариеса. Поэтому постоянное употребление дистиллированной воды может значительно увеличить риск его образования.

Ионы кальция и магния являются полезными для здоровья человека, поэтому рекомендуется компенсировать их отсутствие в дистиллированной воде употреблением других продуктов питания.

Определение и формула дистиллированной воды

Однако, вышеописанное не мешает быть растворенными в дистиллированной воде некоторым атмосферным газам (кислород, азот, аргон, углекислый газ и др.), которые делают среду данного растворителя слабокислой (рН 5,4 – 6,6).

Читайте также:  Замена масла мкпп рено логан

Химическая формула дистиллированной воды

Химическая формула воды – H2O. Она показывает, что в состав данной молекулы входят два атома водорода (Ar = 1 а.е.м.) и один атом кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу дистиллированной воды:

Mr(H2O) = 2×1 + 16 = 2 + 16 = 18.

Структурная (графическая) формула дистиллированной воды

Структурная (графическая) формула дистиллированной воды является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:

Рис. 1. Графическая формула дистиллированной воды.

Ионная формула

Дистиллированная вода – слабый электролит, который под действием электрического тока частично диссоциирует на ионы согласно следующему уравнению:

Электронная формула

Для дистиллированной воды можно указать и электронную формулу:

Примеры решения задач

Задание Элементарный состав вещества следующий: массовая доля элемента железа 0,7241 (или 72,41%), массовая доля кислорода 0,2759 (или 27,59%). Выведите химическую формулу.
Решение Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обозначим число атомов железа в молекуле через «х», число атомов кислорода через «у».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов железа и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Ar(Fe) = 56; Ar(O) = 16.

Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения:

x:y = 72,41/56 : 27,59/16;

Наименьшее число примем за единицу (т.е. все числа разделим на наименьшее число 1,29):

Следовательно, простейшая формула соединения железа с кислородом имеет вид Fe2O3.

Ответ Fe2O3
Задание При сжигании 24,6 г вещества образовалось 26,88 л углекислого газа (при н.у.), 9 г воды и 2,24 л азота (при н.у.). 1 литр паров этого вещества (н.у.) имеет массу 5,491 г. Установите молекулярную формулу органического вещества.
Решение Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у»и «z» соответственно:

Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м., Ar(N) = 14 а.е.м.

Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):

M(CO2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль;

M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль.

m(C) = [26,88 / 22,4]×12 = 14,4 г.

m(H) = [2×9 / 18]×1 = 1 г.

m(N) = 2×[2,24 / 22,4] = 1,28 г.

Определим химическую формулу соединения:

x:y:z:w = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(N)/Ar(N) : m(O)/Ar(O)

x:y:z:w= 14,4/12 : 1/1 : 1,28/14 : 6,4/16;

x:y:z:w= 1,2 : 1 : 0,09 : 0,4 = 13 : 11 : 1 : 4.

Значит простейшая формула соединения C13H11NO4и молярную массу 30 г/моль [M(C13H11NO4) = 13×Ar(C) + 11×Ar(H) +Ar(N) + 3× Ar(O) = 13×12 + 11×1 + 14 + 3×16 =156 + 11 + 14 + 48 = 229 г/моль].

Найдем истинную молярную массу органического вещества:

Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение истинной и полученной молярных масс:

Значит индексы атомов углерода, водорода и кислорода должны быть умножены на 0,5, т.е. формула вещества будет иметь вид C6H5NO2. Это нитробензол.

Дистиллиро́ванная вода́ — вода, почти очищенная от растворённых в ней минеральных солей, органических веществ и других примесей путём дистилляции [1] . Согласно российскому ГОСТ 6709-72, массовая концентрация остатка после выпаривания дистиллированной воды должна составлять не более 5 мг/дм 3 , pH иметь значение в диапазоне 5,4-6,6, удельная электрическая проводимость при 20 °С составлять не более 5·10 −4 См/м [2] (соответствует удельному электрическому сопротивлению 2 кОм⋅м).

Читайте также:  Рекуператоры для дома отзывы

Содержание

Характеристики [ править | править код ]

Дистиллированная вода в РФ нормируется на основании ГОСТ 6709-72 «Вода дистиллированная».

Физические свойства [ править | править код ]

Удельная электропроводность дистиллированной воды невелика (ГОСТ 6709-72 требует не более 0,5 мСм/м [3] ).

В дистиллированной воде растворены газы атмосферы: кислород, азот, аргон, углекислый газ и незначительное количество других. Из-за растворённой углекислоты дистиллированная вода имеет слабокислую среду и её pH составляет 5,4—6,6. Для получения полностью нейтральной воды её кипятят до полного удаления углекислого газа (в течение 30 минут) и хранят в герметичной таре.

Особенности [ править | править код ]

Будучи очень чистой, в отсутствие посторонних механических включений может быть перегрета выше точки кипения, или переохлаждена ниже точки замерзания без осуществления фазового перехода. Фазовый переход интенсивно происходит при введении механических примесей или взбалтывании.

Использование [ править | править код ]

Основное применение дистиллированной воды — химические лаборатории, где её используют для приготовления растворов, проведения анализов и ополаскивания химической посуды после мытья

Дистиллированная вода сама по себе пригодна для питья. Всемирная организация здравоохранения в 2011 году отметила, что не имеется достаточно данных для установления нижних (и верхних) пределов жёсткости воды [4] . Однако, поскольку питьевая вода может оказаться важным источником кальция и магния для некоторых категорий населения (у которых другие источники этих минералов ограничены), то при использовании деминерализованной воды в источниках водоснабжения рекомендовано добавлять соли кальция и магния до уровней, наблюдаемых в природной воде в данной местности [4] .

Применяют для корректировки плотности электролитов, безопасной эксплуатации аккумуляторов, промывки систем жидкостного охлаждения, разбавления концентратов различных жидкостей и для прочих бытовых нужд. Например, для добавления в паровые утюги (полностью исключают появление накипи), для корректировки температуры замерзания незамерзающей стеклоомывающей жидкости и при цветной фотопечати.

Вода, соответствующая требованиям к дистиллированной воде, может быть получена, кроме дистилляции, также методами ионного обмена, обратного осмоса, комбинацией этих способов, или некоторыми другими.

История [ править | править код ]

Питьевая вода была дистиллирована из морской воды, по крайней мере, приблизительно с 200 г. н. э., когда процесс был четко описан Александром Афродисийским. Аристотель в своем трактате Метеорология(II.3, 358b16) также говорит о дистилляции воды [5] .

Бидистиллированная вода [ править | править код ]

Бидистиллированная вода — дважды очищенная вода. Получают перегонкой дистиллированной воды в кварцевом аппарате — бидистилляторе. По свойствам близка к химически чистой воде. Из-за высокой степени очистки при хранении и применении нужно предпринимать особые методы предосторожности для исключения возможности загрязнения бидистиллированной воды. Используют при работе с веществами особой чистоты.

Дальнейшая очистка [ править | править код ]

Для дальнейшей очистки (от летучих органических примесей) бидистиллят облучают гамма-излучением. После облучения для удаления продуктов радиолиза (в первую очередь углекислого газа) воду продувают очищенным аргоном.

Прошу поделиться этой записью с друзьями:

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector