المياه منزوعة الأيونات: الخصائص والاستخدامات وكيفية الحصول عليها - كيمياء - 2025

و الماء منزوع الأيونات خال من الأيونات الذائبة. أي بدون ذرات مشحونة كهربائيًا. يحتوي الماء عادةً على الكثير من الأيونات ؛ تلك التي يتم التخلص منها عندما تكون منزوعة الأيونات لها شحنة كهربائية موجبة أو كاتيونات ، وسالبة أو أنيونات. من بين الأيونات الموجبة التي يتم إزالتها عن طريق إزالة الأيونات من الماء الصوديوم والكالسيوم والحديد والنحاس.

من بين الأنيونات المستخرجة الكربونات والفلوريدات والكلوريدات وغيرها. تتم عملية إزالة الأيونات عن طريق تمرير ماء الصنبور أو الينابيع أو الماء المقطر من خلال راتنج مشحون كهربائيًا أو راتنج التبادل الأيوني. من الجدير بالذكر أن الماء منزوع الأيونات ليس بالضرورة مياه نقية.

لا يزيل الإزالة الجسيمات العضوية غير المشحونة (على سبيل المثال ، معظم البكتيريا والفيروسات) ، أو الملوثات العضوية. غالبًا ما يتم استخدام الماء منزوع الأيونات في المختبرات حيث قد يتداخل وجود الأيونات الذائبة مع التحليلات.

يمكن أن يكون في حالة سكر ولكن لا ينصح بذلك بانتظام. من ناحية أخرى ، لأن طعمها وفمها ليسا ممتعين تمامًا ؛ من ناحية أخرى ، لأنها تفتقر إلى المعادن. للكالسيوم والمغنيسيوم ، الموجودين عادة في الماء ، آثار صحية مفيدة.

الخصائص

الماء منزوع الأيونات أو ماء DI هو رد فعل ، لذلك تبدأ خصائصه في التغيير بمجرد تعرضه للهواء. تحتوي المياه منزوعة الأيونات على درجة حموضة 7 لأنها تترك المبادل الأيوني.

ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر في اتصال مع ثاني أكسيد الكربون في الهواء، و حلت CO ₂ يتفاعل لإنتاج H (+) وHCO ₃ (-)، الشركة الرائدة في الماء لتحمض مع وثيقة الرقم الهيدروجيني إلى 5.6.

هذا الانخفاض في الرقم الهيدروجيني يجعله مادة أكالة ، لذا فإن استخدامه غير مريح إذا لامست المعادن لفترة طويلة.

الموصلية منخفضة جدا. ترتبط الموصلية أو التوصيل النوعي للمادة بكمية المواد الصلبة الذائبة الكلية (STD). هذه المعلمة هي مقياس للقدرة على توصيل الكهرباء لمحلول إلكتروليت.

في عملية إزالة الأيونات ، تكون جودة المياه المعبر عنها بهذه المعلمة 5.5 ميكرو ثانية / م (ميكرو سيمنز لكل متر).

في مياه الشرب تتراوح من 5 إلى 50 ملي ثانية / م ، ومياه البحر لها توصيل محدد 5 S / م ، ما يقرب من مليون مرة أكثر من الماء منزوع الأيونات. غالبًا ما يكون الماء منزوع الأيونات مرادفًا للمياه منزوعة المعادن ، مياه DM.

التطبيقات

يتم استخدامه عندما يمكن أن تؤثر مياه الشرب والماء المقطر سلبًا على الاستخدام ، سواء أكان ميكانيكيًا أم بيولوجيًا ، الذي يُقصد به. بشكل عام ، هذه هي الحالات التي تتطلب أقل وجود ممكن للأملاح الذائبة في الماء.

أنظمة التبريد

بسبب الموصلية الكهربائية المنخفضة ، يعتبر الماء منزوع الأيونات مبردًا جيدًا للمعدات مثل الليزر عالي الطاقة.

يمنع ارتفاع درجة الحرارة ويستخدم في الأجهزة الطبية الأخرى للمساعدة في التحكم في مستوى درجة حرارة معينة. يتجنب استخدامه العوائق المحتملة بسبب تكوين الرواسب المعدنية.

التحاليل المخبرية

يستخدم في تحضير المذيبات في المعامل الكيميائية. يمكن أن يتسبب استخدام المياه العادية في أن تكون النتائج خاطئة بسبب الملوثات الموجودة. كما تستخدم المياه منزوعة الأيونات لتنظيف معدات المختبرات.

الآلات الصناعية

يعتبر التنظيف المنتظم للآلات الصناعية جزءًا من الصيانة الأساسية للحفاظ على عمرها الإنتاجي. يؤدي استخدام الماء منزوع الأيونات إلى إبطاء تكوين رواسب الأملاح الموجودة في الماء ، مما يقلل من التآكل.

محركات السيارات

تُستخدم المياه منزوعة الأيونات على نطاق واسع كأفضل بديل لزيادة عمر بطاريات الرصاص الحمضية ، فضلاً عن نظام تبريد المحرك.

تقلل الشوائب الموجودة في الماء العادي بشكل كبير من عمر البطاريات وتسبب التآكل في المحرك. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل الماء منزوع الأيونات على تخفيف التجمد المركز.

طفايات الحريق

الماء ليس أنسب مادة لإطفاء الحرائق التي تنشأ حول المعدات الكهربائية. بسبب الموصلية الكهربائية المنخفضة ، فإن الماء منزوع الأيونات سوف يطفئ الحريق ولن يسبب الكثير من الضرر للمعدات مثل الماء العادي.

أحواض السمك

يمكن أن تحتوي المياه العادية على الكثير من الشوائب التي تجعل من الممكن نمو الطحالب غير المرغوب فيها في أحواض الأسماك. لذلك ، غالبًا ما يفضل استخدام المياه منزوعة الأيونات ؛ يمكن أن تسهم جودتها أيضًا في الصحة العامة للأسماك.

تنظيف

إنها مناسبة لغسل ألواح النوافذ أو أنواع الزجاج الأخرى. يمنع الماء منزوع الأيونات المستخدم وقت الشطف ظهور البقع عند التجفيف بسبب ترسب الأملاح.

كما أنه مفيد في منظفات الضغط للسيارات والمباني بسبب عدم وجود رواسب معدنية عند التنظيف.

كيف يمكن الحصول عليها؟

يتم تمرير الماء المراد إزالته من خلال طبقة من راتنجات التبادل الأيوني ؛ يتم امتصاص الأيونات الموجودة في الماء على هذا الراتنج. تصنع الراتنجات من مادة اصطناعية ، وعادة ما تكون عبارة عن كرات بوليمر مثبت عليها أيون بشكل دائم.

هذا الأيون المثبت في الراتنج لا يمكن إزالته أو استبداله لأنه جزء من الهيكل. للحفاظ على التعادل الكهربائي للراتنج ، يتم تحييد هذه الأيونات الثابتة بواسطة أيون له شحنة معاكسة. هذا الأيون لديه القدرة على الخروج أو دخول الراتنج.

يحدث التبادل الأيوني عندما يمر الماء عبر الراتنج. خلال هذا ، يتم استبدال الأيونات المتنقلة بكمية مكافئة من الأيونات بنفس قطبية الماء. وهذا يعني أنه يتم تبادل الأيونات من نفس العلامة.

يتم تبادل أيونات الهيدرونيوم H ₃ O (+) للكاتيونات في الماء وأيونات الهيدروكسيل OH (-) للأنيونات الذائبة فيه.

وهكذا ، تبقى جميع الأيونات الموجودة في الماء في الراتينج ، وتتحد أيونات الهيدرونيوم والهيدروكسيل المتبادلة لتشكيل ماء منزوع الأيونات.

أنواع الراتنجات

يتم تصنيف الراتنجات إلى فئتين حسب طبيعة الأيونات التي سيتم تبادلها. إذا كان الأمر يتعلق بتبادل الكاتيونات ، فإننا نتحدث عن الراتنجات الموجبة ؛ إذا كانت الأنيونات هي التي يتم تبديلها ، فإنها تسمى راتينج أنيوني.

لا يمكن إنتاج راتينج يتبادل الكاتيونات والأنيونات ، لأن الكاتيونات الدائمة الموجودة في الراتينج ستلغي الأنيونات الدائمة ولن يكون التبادل مع الخارج ممكنًا.

لذلك ، يجب تصنيع راتنجات التبادل الكاتيوني وراتنجات التبادل الأنيوني وتشغيلها بشكل منفصل.

المراجع

1. كورليون ج. (2017). الحقيقة حول شرب الماء منزوع الأيونات. تم الاسترجاع في 4 يونيو 2018 في Livestrong.com.
2. دارديل إف (2017). L'echange d'ions. تم الاسترجاع في 4 يونيو 2018 على dardel.info.
3. الماء منزوع الأيونات مقابل الماء المقطر (2016). تم الاسترجاع في 4 يونيو 2018 على waterandmorehub.com.
4. Helmenstine AM (2018) الفرق بين الماء المقطر والماء منزوع الأيونات. تم الاسترجاع 4 يونيو ، 2018 في thinkco.com.
5. Helmenstine AM (2018) هل من الآمن شرب الماء منزوع الأيونات؟ تم الاسترجاع 4 يونيو ، 2018 في thinkco.com.
6. نال ر. (2017). لماذا نستخدم الماء منزوع الأيونات؟ تم الاسترجاع في 4 يونيو 2018 في Livestrong.com.
7. تنقية المياه (2018). تم الاسترجاع 4 يونيو ، 2018 في Wikipedia.org.
8. ستة استخدامات للمياه منزوعة الأيونات (2015). تم الاسترجاع في 4 يونيو 2018 في thedistilledwatercompany.com.