Дистиллированная вода - это электролит или нет

По способности проводить электричество (по электропроводности) все химические вещества делят на два больших класса:

• электролиты с разной степенью проводимости тока;
• неэлектролиты, не способные проводить электроток.

Рассмотрим, как проводит ток дистиллированная вода, относится ли дистиллированная вода к электролитам, она проводит ток или нет, в каких случаях дистиллированная вода может проводить ток.

Разница между электролитами и неэлектролитами

В воде и водных растворах некоторые вещества, растворяясь, распадаются на ионы - на минусовые (отрицательно-заряженные) и плюсовые (положительно-заряженные) частички: на катионы и анионы, между которыми устанавливается сильная полярная связь. При распаде и последующем анионо-катионном взаимодействии возникают общие электронные пары, которые принадлежат сразу нескольким атомам. Они отдают и принимают электроны, участвуют в передаче электрических импульсов, благодаря чему вода становится хорошим проводником электричества. Несложно сделать вывод: недистиллированная вода может быть электролитом, ведь она содержит много разных примесей.

Процесс распада ионов называется электролитической диссоциацией. По степени распада вещества делят на сильные и слабые. К сильным электролитам относят соли, кислоты и основания: HCl, NaOH. Если в водном растворе много минералов, если вода сильно кислая или сильно щелочная, она становится активным проводником. Слабые кислоты (HNO₂), нерастворимые основания, гидроксид аммония (NH₄OH), малорастворимые и нерастворимые соли относят к слабым электролитам.

Неэлектролиты - вещества со слабой (неполярной либо слабо-полярной) ковалентной связью. Они не распадаются на ионы, плохо проводят либо вообще не способны проводить электричество. К неэлектролитам относят многие простые вещества, оксиды, газы (водород, кислород), бензол, спирты, эфиры, сахара и другие органические соединения.

Электропроводность недистиллированной воды, ее способность проводить электрический ток с разной интенсивностью напрямую зависит от общего состава воды и концентрации отдельных токопроводящих веществ.

Особенности дистиллированной воды

Понятие о том, что такое дистиллированная вода, дает ГОСТ Р 58144-2018: это бесцветная прозрачная жидкость, очищенная от всех примесей, ее характеристики отвечают требованиям стандарта.

В документе приведена таблица допустимых физико-химических показателей дистиллированной воды, включая ее электропроводность (удельную электрическую проводимость).

Один из важнейших показателей - PH=5-7 единиц. Это означает, что дистиллят нейтрален, он не кислый и не щелочной, в нем нет солей и оснований - нет сторонних веществ, способных проводить электроток. Суммарно допустимое количество примесей в дистилляте (сухой остаток) не более 5 мг/л.

Чем отличается электролит от дистиллированной воды

Электропроводность электролитов зависит от концентрации токопроводящих примесей: солей, щелочей, кислот. Чем выше степень насыщенности раствора, тем интенсивнее он проводит электричество. Электропроводимость электролитов порядка 50-10000 мкСм/см (микросименс на сантиметр). Электропроводность морской воды 30000 мкСм/см или 3 См/м (сименс на метр).

Помимо концентрации, вторым значимым фактором электропроводимости служит температура. При низкой температуре химические процессы замедляются. При возрастании количества плюсовых градусов снижается вязкость раствора, ионы становятся подвижными, из-за их высокой активности ускоряются реакции взаимодействия веществ, поэтому возрастает электропроводность. При увеличении температуры на 20 градусов токопроводимость повышается на 50%.

К другим влиятельным факторам относят особенности химических веществ, состав примесей, давление, влияние магнитных полей.

Что такое электропроводность дистиллированной воды - это способность либо неспособность исходного водного раствора, очищенного от всех сторонних примесей, быть проводником электрического тока. Теоретически, если при дистилляции водный раствор теряет соли, кислоты, основания, он становится не способен проводить электричество, ведь в нем нет токопроводящих частиц.

На самом деле даже в дистилляте происходит самоионизация воды, в ней образуется:

• гидроксил ион;
• ион гидроксония.

Их концентрация незначительна: 2 ppb (две части на миллиард) - то есть, два иона на миллиард молекул Н₂О.

Практически, дистиллят может быть слабым электролитом, если в него попадут загрязняющие вещества из воздуха или со стенок посуды. В воздухе всегда есть углекислый газ, который при растворении в воде образует угольную кислоту.

При смешивании электролита с дистиллированной водой его концентрация снижается прямо пропорционально соотношению электролитического раствора и дистиллята. Этот фактор учитывают автовладельцы: при испарении воды из аккумуляторов они снижают концентрацию серной кислоты, добавляя в нее дистиллированную воду. Такой безопасной водой разбавляют антифризы и другие рабочие жидкости, ее заливают в бытовые приборы: парогенераторы, экстракторы, утюги.

Электропроводность дистиллированной воды - норма по ГОСТ

Один из важных показателей, которые регламентирует ГОСТ - удельная электропроводность дистиллированной воды - это ее способность проводить электрический ток под действием электрического поля. Параметр зависит от молярной электропроводности ионов и их концентрации. Это величина, обратная сопротивлению.

k=1000∙∑_i^(все ионы)  C_i∙λ_i ,

где:

• k - удельная электропроводность, См/см;
• Cj - концентрация ионов, моль/л;
• λj - молярная электропроводность, См·см2/моль.

Величина удельной электрической проводимости дистиллированной воды указана в ГОСТ. В таблице допустимых показателей (см. выше) приведены два значения электропроводности дистиллята при разной температуре:

• при 20°С - 4,3·10-4 См/м (сименс на метр - величина, обратная сопротивлению);
• при 25°С - 5,1·10-4 См/м.

Для сравнения:

• электропроводность воды с примесями может достигать 10000 мкСм/см (это 1 См/м),
• а у дистиллята по нормативам всего лишь 0,00043 и 0,00051 См/м.

Проанализировав цифры, несложно сделать вывод: может ли проводить электричество дистиллированная вода.  Нет. При таких малых величинах электропроводимости она становится диэлектриком, превращается в неэлектролит. Отсутствие токопроводящих веществ в очищенном водном растворе дает ответ на вопрос: почему дистиллированная вода не проводит ток. Вода высокой очистки не может быть токопроводником.

Исследование дистиллированной воды на электропроводность легко провести, применяя измерительные приборы: ЕС-метр, кондуктометр, мультиметр, pH-метр. Измерения производят в агротехнике, аквакультурах, пресноводных системах для контроля удельной проводимости, для проверки содержания солей и иных нежелательных примесей.

Как получить дистиллированную воду (неэлектролит)

Дистилляция - это перегонка воды: кипение, испарение, конденсация. Сначала жидкость переводят в газообразное состояние (в пар), затем вновь в жидкое. Во время процесса капли воды испаряются, но при этом имеющиеся в воде тяжелые примеси не могут испариться, они остаются на дне нагреваемой емкости. Пар быстро охлаждают, воздействуя холодом, чтобы в него не попали сторонние частицы.

Способы получения дистиллированной воды с низкими электрическими свойствами:

1. Дистилляция - метод применяют в быту и промышленности. Дома можно придумать приспособления для получения дистиллята, но все «домашние» способы трудоемкие, отнимают много времени: нужно следить за процессом, доливать воду по мере ее выкипания, применять лед для получения конденсата. Промышленность выпускает бытовые приборы для производства дистиллированной воды в любых объемах, для превращения электролита в неэлектролит.

Можно получить дистиллят, применяя:

• автоклавы,
• сухопарники,
• дистилляторы,
• аппараты самогоноварения.

В промышленности используют дистилляционные установки разной мощности, в которых есть водонагреватель, испаритель, пароприемник, холодильник, накопитель и прочие комплектующие.

Для получения более качественного дистиллятора используют двойную перегонку в бидистилляторах - первичный дистиллят подвергают повторной дистилляции, получают бидистиллированную воду, которая не может проводить электричество: через нее не способен проходить электрический ток.

2. Электродеионизация - метод извлечения ионов (ЭДИ) под воздействием электрического тока. При деионизации на электроустановках из воды удаляют ионы, за счет которых вода обладает электропроводимостью. Эта технология глубокой очистки снижает электропроводность воды, приближая ее состав к чистейшему дистилляту. Деионизированную воду применяют в НИИ, лабораториях, фармакопее, медицине, электронике и электротехнике, в других отраслях промышленности, где требуется сверхчистая рабочая жидкость для растворов, инъекций, технологических процессов, заправки приборов, промывки оборудования.

Что выбрать для производства дистиллированной воды, электропроводность которой равна нормативам ГОСТ

Воду, близкую к дистиллированной с полным отсутствием электрической проводимости дают еще два типа установок:

1. Обратноосмотические - их работа основана на технологии обратного осмоса. Под осмотическим давлением производят глубокую очистку за счет селективных мембран. Чистота воды на выходе превышает 99,5%;
2. MicroCell - эффективное оборудование производит многоступенчатую очистку, извлекая из воды все примеси. На входе получается практически дистиллированная вода, которая не будет проводить электрический ток.

Некоторые технологические методы не имеют прямого отношения к дистилляции: в них нет дистилляционных процессов испарения-конденсации. Но состав воды после очистки близок к чистейшему дистилляту и бидистилляту, либо даже превосходит их по чистоте и качеству. Такую воду можно применять там, где требуется жидкость сверхчистой очистки.

Сотрудники ООО НПК «Диасел» подберут установки водоочистки, дающие на выходе жидкость без примесей с качествами дистиллированной воды без свойств электропроводности.