Замораживание и размораживание дистиллированной воды

Состояние и свойства химических веществ зависят от температуры - меры нагретости либо охлаждения. При небольшой плюсовой температуре и при слабом нагреве вода находится в жидком агрегатном состоянии.

Для жидкости Н₂О критическими служат две температурные точки:

• 100°С - температура кипения, при которой вода закипает, испаряется, становится паром - переходит в газообразную форму;
• 0°С - температура замерзания, при которой вода преобразуется в лед - переходит в твердую форму.

Рассмотрим, при какой минусовой температуре замерзает дистиллированная вода. Этот вопрос важен для многих водопотребителей: владельцам дач и загородной недвижимости нужно знать, при какой температуре замерзает дистиллированная вода в отоплении в неотапливаемых домах; автомобилистов интересуют, при какой температуре замерзает дистиллированная вода в машине - при какой температуре она замерзнет в двигателе, при скольки градусах дистиллированная вода замерзает в радиаторе.

Как и почему замерзает обычная вода

Природная жидкость содержит многочисленные примеси: в ней много минералов, частиц железа, марганца, тяжелых металлов, есть органические вещества и живые микроорганизмы. При снижении температуры, при прохождении критической точки 0°С вокруг невидимых твердых микрокроскопических частиц образуются ядро из ледяных кристаллов, которые быстро разрастаются, превращая пласты воды в лед.

Молекулы вещества выстаиваются вокруг ядра в упорядоченную кристаллическую структуру - происходит льдообразование. Скорость процесса зависит от температуры окружающей среды, от вида и концентрации примесей. Вода замерзает намного интенсивнее, если в ней есть белки, которые производят микроорганизмы (грибки и бактерии).

Есть еще одна важная критическая точка для воды: +4°С. При такой пониженной плюсовой температуре жидкость становится максимально плотной и тяжелой, опускается вниз, вытесняя более легкие слои на поверхность. Казалось бы, при дальнейшем снижении температуры плотность должна повышаться, но почему поверхность водоемов покрыта слоем льда, а подо льдом находится незамерзшая вода, в которой живут подводные обитатели, обеспечивая рыбакам удовольствие от подледной зимней рыбалки?

Это происходит из-за того, что при замерзании вода не сжимается, как другие вещества и тела, - она расширяется, становится разреженной (менее плотной). Ее вес уменьшается, поэтому лед поднимается на поверхность водоемов, заставляя более плотные слои воды опускаться вниз.

Горячая вода замерзнет гораздо быстрее, чем холодная. На процесс превращения воды в лед влияет не только температура, но и иные факторы, включая давление. На высоте 1-2 км жидкость замерзает при 2-3°С.
Рассмотрим, что такое дистиллированная вода, какова температура ее замерзания.

Как замерзает дистиллированная вода

Если причиной замерзания обычной воды служат сторонние примеси, то в дистилляте их почти нет. Это значит - нет центров кристаллизации, которые могли бы разрастаться и превратить весь раствор в лед. Напрашивается вывод, что дистиллят ни при каких условиях не способен замерзнуть.

Так ли это? Нет, не так, температура кристаллизации дистиллированной воды может быть намного ниже, но она тоже замерзает при определенных условиях.

ИИ утверждает, что температура замерзания дистиллированной воды - 42°С. Если нет таких сильных морозов, дистиллят можно хранить на улице, не опасаясь, что он замерзнет. Откуда взялись такие цифры и утверждения, что дистиллированная вода не замерзает на морозе? Они получены в результате лабораторных экспериментов с абсолютно стерильной жидкостью. В лаборатории зафиксирован случай, когда ультра-стерильная вода превратилась в лед лишь при снижении температуры до -70°С. Разница в том, что при экспериментах применяют только что полученный «свежий» бидистиллят, а в быту используют покупной состав, который готовили, разливали, закупоривали и долго хранили в разных условиях, не всегда идеально стерильных.

В автопроме началом кристаллизации считают -10 градусов мороза. При такой температуре может замерзнуть дистиллированная вода на улице зимой. Точка замерзания зависит от кислотности Н2О, от величины водородного показателя pH. Если он сдвигается в сторону кислотности, в воде есть растворенная углекислота, которая способствует ускорению заморозки.

Дистиллированная вода может замерзнуть при минус 1-2°С. При негерметичном хранении, при плохой укупорке, при неоднократном открытии емкости внутрь легко проникнут сторонние вещества, способные быстро вызвать кристаллизацию жидкости. Если в посуде есть сколы и микротрещины, они тоже служат центрами кристаллизации.

В отличие от обычной воды, скорость льдообразования дистиллированной воды намного медленнее, процесс идет снизу вверх (у обычной воды сверху вниз). Вода, залитая в аккумулятор и хранящаяся рядом с автомобилем в неотапливаемом гараже замерзнет по-разному: в автомобиле (в двигателе, аккумуляторе) при морозах она будет замерзать медленнее, чем снаружи.

Сам процесс замерзания дистиллированной воды отличается. Бутылка с дистиллятом может пролежать 2 часа в сильно охлажденной морозильной камере, но процесс льдообразования будет незаметен. Вода останется жидкой. Но, если бутылку с незамёрзшим дистиллятом сильно встряхнуть и ударить по донышку, моментально начнут образовываться кристаллы льда, буквально на глазах жидкость начнет замерзать.

Опыты подтверждают, что точка замерзания дистиллята зависит от чистоты Н₂О и иных факторов. Оптимальная температура хранения дистиллята от +5 до +25-30°С. Повышение или понижение температуры влияет на молекулярную структуру и потребительские свойства. На замораживание также оказывают влияние разные условия хранения и эксплуатации.

Исследуя поведение воды при различных температурах и в разных эксплуатационных условиях, можно сделать однозначный вывод: чем чище дистиллят, тем при более низкой температуре он может замерзнуть.

Как ведет себя дистиллированная вода после замерзания и размораживания

При замерзании дистиллята получается чистый лед, в котором нет примесей. Можно специально готовить такой дистиллированный лед для охлаждения напитков.

Как размораживать дистиллят? Так же как обычную воду: предпочтительно в естественных условиях при комнатной температуре. При медленном размораживании сохраняются все уникальные свойства, приобретенные за счет дистилляции. Нельзя допустить, чтобы на бутыль падали прямые солнечные лучи - ее состав меняется под воздействием ультрафиолета. Это условие обязательно нужно соблюдать при хранении дистиллята (в месте, защищенном от солнца, вдали от отопительных приборов).

Размороженную воду можно применять так же, как до заморозки - заливать:

• в паровую бытовую технику;
• в климатические приборы;
• в автомобильные аккумуляторы для понижения концентрации серной кислоты.

Почему не стоит принудительно ускорять процесс размораживания: например, нагреть дистиллированную воду, замерзшую на морозе. Для этого содержимое емкости нужно переложить в другую посуду, поставить на огонь. При нагревании в него попадут сторонние вещества (из воздуха, со стенок посуды, с инструментов помешивания жидкости). Дистиллят перестанет быть чистым. Не стоит его переливать в другую посуду и подвергать различным манипуляциям, при которых меняется структура и состав воды.

Если температура застывания дистиллированной воды, залитой в двигатель или аккумулятор, достигла критической точки, и жидкость замерзла, нужно дождаться естественного размораживания. Нельзя включать автомобиль и принудительно разогревать двигатель. Батарею можно занести в дом, а после оттаивания следует проверить целостность пластин, которые могут быть повреждены при заморозке жидкости.

При морозах дистиллят нужно заливать в прогретый, а не холодный аккумулятор, нежелательно разбавлять рабочие жидкости автомобиля. Если дистиллированная вода, добавленная в антифриз, замерзает, нужно дождаться ее разморозки. Намного безопаснее использовать специальные «незамерзайки», чтобы заливать их в омывающие бачки: если в дистиллят попадут примеси, он замерзнет в неподходящий момент, дворники перестанут работать.

Как самостоятельно получить качественную дистиллированную воду с низкой температурой замерзания

Для получения качественного высокочистого дистиллята разработаны разные технологии:

• Метод дистилляции основан на применении дистилляторов, внутри которых происходит нагрев и испарение исходной воды с последующим быстрым охлаждением и конденсацией пара.
• Метод электродеионизации позволяет получить ультрачистую воду, из которой удалены все ионы примесей за счет применения электрического тока для водоочистки.
• Эффективные установки MicroCell, которые производят многоступенчатую очистку воды, делают ее максимально приближенной к дистилляту по химическому составу.

Более подробно методы производства дистиллята описаны в нашей статье «Получение дистиллированной воды». Сотрудники ООО НПК «Диасел» подберут оборудование для предприятий, коммерческих компаний, частных лиц.