Федеральное государственное бюджетное учреждение
12 апреля, 2017 Качество дистиллированной воды. Анализ и контроль показателей
Из методов получения воды очищенной распространенным является метод дистилляции (перегонки). Перегонка воды должна проводиться в специально оборудованном для этого помещении (дистилляционные).
Постоянный контроль дистиллированной воды очень важен.
Это обусловлено тем, что именно дистиллированная вода используется как основной растворитель в тех лабораториях, которые занимаются любыми методами лабораторных исследований. Дистиллированная вода необходима при приготовлении реактивов, экстрагента, разбавителя исследуемых проб.
Дистиллированная вода по всем своим физико-химическим свойствам должна соответствовать требованиям, которые предъявляет к ней ГОСТ 6709-72. Полный химический анализ дистиллированной воды необходимо производить ежеквартально в контрольно-аналитических лабораториях.
ГОСТ 6709-72 контроль дистиллированной воды определяется через количество органических веществ в ней, способных восстанавливать марганцовокислый калий.
Качественная дистиллированная вода должна не иметь вкуса или металлического послевкусия, запаха и цвета, должна быть прозрачной, иметь рН от 5,0 до 6,8.
В отдел биохимических исследований поступает вода и в тех случаях, когда необходимо оценить работу нового дистиллятора или прибора после ремонта. Конечным результатом работы аквадистиллятора должна быть вода, не содержащая хлоридов, солей кальция, тяжелых металлов, сульфатов, нитратов, нитритов и углерода диоксида.
Кроме того, дистиллированную воду необходимо хранить в герметичном сосуде, поскольку она быстро поглощает из воздуха активный кислород, углекислоту и другие газообразные вещества. В дальнейшем такая вода становится непригодной для проведения чувствительных химических и микробиологических реакций, которые требуют высокой степени чистоты всех используемых веществ. Срок хранения дистиллированной воды в лаборатории составляет не более трех суток. Как правило, при исследованиях используют свежеполученную воду, поскольку только на выходе из дистиллятора она имеет максимальную степень чистоты. При длительном хранении жидкость неизбежно загрязняется и требует вторичной перегонки или очистки специальными реактивами.
По всем вопросам обращайтесь по адресу:
ФГБУ «Саратовская межобластная ветеринарная лаборатория», ул. им. Ф.А. Блинова, д. 13; тел. (8452) 744-726.
Свойства дистиллята
Очень важно отслеживать воздействие жидкости, прошедшей дистилляцию, на человеческий организм. Как мы уже говорили, дистиллят чаще всего используется для лечения человека
Именно поэтому в каждой аптеке должен вестись журнал анализа дистиллированной воды. Однако, несмотря на лечебные свойства такой жидкости, бесконтрольный приём её противопоказан, поскольку состав может оказывать негативное влияние на человеческий организм.
Если вы решите использовать дистиллированную воду вместо обычной питьевой, то рискуете нанести серьёзный вред своему здоровью, а именно:
- Дистиллят способен очень быстро выводить из человеческого организма соединения хлоридов, что приведёт к стойкому дефициту этого микроэлемента.
- Такая вода может приводить к нарушению объёмного и количественного равновесия меду жидкостными объёмами в теле человека.
- Вода, прошедшая дистилляцию, плохо утоляет жажду, поэтому вы будете больше пить.
- Данная жидкость вызывает учащённое мочеиспускание, что влечёт за собой потерю элементов калия, натрия и соединений хлоридов, и их нехватку в теле.
- Концентрация гормонов, отвечающих за водно-солевой баланс, нарушается.
Описание
Принцип действия рН-метра основан на измерении потенциала рН-чувствительного датчика и преобразование его в значение рН. Это общий принцип для всех ион-избирательных систем, где измерение концентрации ионов водорода (рН) является частным случаем использования ион-избирательной технологии.
pH-метр состоит из датчика погружного типа и вторичного преобразователя. В качестве датчиков используются PH10 DolpHin, ORPIO DolpHin, PH12, 871PH, 871A, серия EP462 (EP462A, EP462B, EP462C, EP462D) с вторичными преобразователями 875PH, 876PH и датчик PH10-*S DolpHin с вторичным преобразователем 876РН^.
Датчик состоит из измерительного электрода, расположенного в одном корпусе вместе с электродом сравнения. Датчик погружают в рабочий раствор. Измерительный электрод создает электрический потенциал, пропорциональный логарифму активности ионов водорода. Электрод сравнения образует электролитическую цепь, обеспечивая опорный потенциал для измерительного электрода. Измерительный электрод и электрод сравнения составляют гальванический элемент с милливольтовым выходом, пропорциональным значению pH анализируемого раствора. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) определяется как логарифм отношения окислительной активности к восстановительной активности. Водородный показатель pH равен десятичному логарифму активности ионов водорода, взятому с обратным знаком.
В качестве измерительных элементов применяются датчики 87№Н и 871A в стеклянном и металлическом корпусе, стеклянные датчики PН10 и ORP10 серии DolpHin, датчик PH12 из полиэфирэфиркетона (PEEK) или боросиликатного стекла, и датчики серии EP462 из химически стойкого стекла и полимерных материалов. Все датчики имеют встроенное термосопротивление для измерения температуры анализируемой среды и компенсации измерений рН по температуре. Компенсация измерений ОВП по температуре не производится.
Вторичные преобразователи 875PH и 876PH обеспечивают измерение и отображение на жидкокристаллическом дисплее значений рН, ОВП, а также формирование выходного аналогового сигнала (от 4 до 20) мА, управление работой прибора, осуществление диагностики преобразователя и датчиков в реальном времени. Преобразователи 875PH и 876PH допускают одновременное измерение рН и ОВП. Преобразователи 875PH и 876PH также допускают использование датчиков других производителей.
Модификация преобразователя 876PH-S предназначена для использования только с датчиком РН10-*S DolpHin, реализующим так называемую смарт-технологию. Аналоговоцифровое преобразование измеряемого сигнала производится непосредственно в датчике, а информация передается в преобразователь в цифровом виде по протоколу LIN.
Вторичные преобразователи для использования внутри помещений монтируются на щите (щитовое исполнение) или для использования в полевых условиях монтируются на вертикальную поверхность или на трубу с помощью кронштейна (полевое исполнение).
Программное обеспечение анализаторов предусматривает диагностику состояния прибора в режиме реального времени.
1а)
1б)
место
нанесе
ния
знака
утвер
ждения
типа
Рисунок 4а.) Датчики 871РН Рисунок 4б) Датчики 871А
Рисун°к 4д) Д^тчи^Ш0-^ Do1- Рисунок 4е) Датчики РН12
pHin
Таблица 1
Идентификационные данные |
Значение |
||
Идентификационное наименование ПО |
875PH |
876PH |
876PH-S |
Номер версии (идентификационный номер) ПО |
не ниже 1.13 |
не ниже 1.005.000 |
не ниже 1.001.034 |
Цифровой идентификатор ПО |
– |
– |
– |
Алгоритм вычисления идентификатора ПО |
CRC |
CRC |
CRC |
рН-метры имеют встроенное программное обеспечение. Программное обеспечение идентифицируется по запросу пользователя через сервисное меню путем вывода на экран версии программного обеспечения.
Конструктивно рН-метры имеют полную защиту программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений, реализованную изготовителем на этапе производства путем установки системы защиты микроконтроллера от чтения и записи. Уровень защиты программного обеспечения рН-метров от непреднамеренных и преднамеренных изменений «средний» по Р 50.2.077-2014.
Контрольная сумма не может быть модифицирована или удалена пользователем. Пользователь имеет доступ только к общим параметрам настройки через меню на дисплее, а также к считыванию измеряемых или индицируемых значений, обрабатываемых только метрологически значимым ПО. Доступ к сервисным функциям, выполняемым с помощью микроконтроллера, защищен сервисным паролем, который известен только инженеру по сервису.
Влияние программного обеспечения рН-метров учтено при нормировании метрологических характеристик.
Роль pH в химии и биологии.
Кислотность среды имеет важное значение для большинства химических процессов, и возможность протекания либо результат той или иной реакции зачастую зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований либо на производстве применяют буферные растворы, позволяющие сохранять почти постоянное значение pH при разбавлении либо при добавлении в раствор маленьких количеств кислоты либо щёлочи
Водородный показатель pH часто применяют для характеристики кислотно-основных свойств разных биологических сред.
Для биохимических реакций сильное значение имеет кислотность реакционной среды, протекающих в живых системах
Концентрация в растворе ионов водорода зачастую оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-основного гомеостаза является задачей исключительной важности. Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается под действием буферных систем организма
В человеческом организме в разных органах водородный показатель оказывается разным.
Методы определения значения pH .
Существует несколько методов определения значения pH растворов. Водородный показатель приблизительно оценивают при помощи индикаторов, точно измерять при помощи pH-метра либо определять аналитическим путём, проводя кислотно-основное титрование.
- Для грубой оценки концентрации водородных ионов часто используют кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. Самые популярные индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и др. Индикаторы могут быть в 2х по-разному окрашенных формах — или в кислотной, или в основной. Изменение цвета всех индикаторов происходит в своём интервале кислотности, зачастую составляющем 1–2 единицы.
- Для увеличения рабочего интервала измерения pH применяют универсальный индикатор, который является смесью из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно изменяет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным способом затруднено для мутных либо окрашенных растворов.
- Применение специального прибора — pH-метра — дает возможность измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем при помощи индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, которая включает стеклянный электрод, потенциал которого зависим от концентрации ионов H+ в окружающем растворе. Способ обладает высокой точностью и удобством, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН, что дает измерять pH непрозрачных и цветных растворов и поэтому часто применяется.
- Аналитический объёмный метод — кислотно-основное титрование — тоже даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) каплями добавляют к раствору, который исследуется. При их смешивании происходит химическая реакция. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, для полного завершения реакции, — фиксируется при помощи индикатора. После этого, если известна концентрация и объём добавленного раствора титранта, определяется кислотность раствора.
- Влияние температуры на значения pH:
0,001 моль/Л HCl при 20 °C имеет pH=3, при 30 °C pH=3,
0,001 моль/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11,73, при 30 °C pH=10,83,
Влияние температуры на значения pH объясняют разчной диссоциацией ионов водорода (H+) и не есть ошибкой эксперимента. Температурный эффект нельзя компенсировать за счет электроники pH-метра.
Приготовление в домашних условиях
Существует несколько способов дистилляции воды. Ее можно приготовить
методом возгонки, замораживания, путем сбора. Теперь подробно о каждом из
методов.
Возгонка
Дистиллированную воду готовят в специальных дистилляторах,
самогонных аппаратах. Емкость заправляют водой, пар из кипяченой воды
возгоняется, оседает в воздушном или водяном холодильнике. Конденсат (очищенная
вода) вытекает из носика, под него устанавливают емкость для сбора дистиллята.
Если бытовых устройств для производства дистиллированной
воды нет, обычную воду можно кипятить в чайнике. Отводят пар по трубке в
отдельную охлаждаемую емкость: банку, миску, поставленную на лед или что-то
холодное. При конденсации пара образуется чистый дистиллят.
Замораживание
Пошаговая инструкция, как получить дистиллированную воду в
домашних условиях:
- Берут емкость, которая не лопнет на морозе, заполняют
ее отстоявшейся водой на 2/3 объема. - Помещают в морозильную камеру до частичного замерзания.
- Когда вода наполовину заледенеет, жидкость из центра
емкости сливают. В ней сосредоточены вредные примеси, минеральные соли. - При растапливании льда образуется дистиллированная
вода. В герметичной емкости без доступа воздуха ее хранят в холодильнике до
недели.
Употребляя очищенную от солей влагу для оздоровительных
целей, нужно соблюдать меру, чтобы не навредить себе.
Самоочистка
Природный процесс испарения воды – способ самоочистки. В
облаках и тучах скапливаются пары дистиллята. Они выпадают на землю в виде
дождя, снега, града. Собирая осадки в чистые емкости, можно создать запас
природного дистиллята.
Один из способов пополнения водных запасов организма –
употребление дистиллята. Нельзя пить техническую дистиллированную воду, лучше
приготовить ее самостоятельно. В больших количествах такая жидкость вредна –
нарушается электролитный баланс организма.
Состав и свойства
Дистиллированная вода не содержит микроорганизмов, а неорганические вещества могут присутствовать в ней в небольших количествах. Состав дистиллированной воды должен соответствовать требованиям ГОСТ 6709-72.
Допустимое количество примесей
Содержание примесей регламентируется ГОСТом и не должно превышать указанных в нем значений. Например, количество нитратов может составлять не больше 0,2 мг/л, железа – не больше 0,05 мг/л, сульфатов – не больше 0,5 мг/л.
Чтобы дистиллированная вода не теряла своих свойств, ее нужно хранить в герметически закрытой стеклянной таре или полиэтиленовых (фторопластовых) емкостях, согласно требованиям ГОСТ 6709-72.
Физико-химические параметры
Свойства дистиллированной воды определяются ее составом. Некоторые из них такие же, как у обычной воды. Например, она также не имеет цвета и запаха. Однако показатель pH дистиллированной воды равен 5,4-6,6, что соответствует слабокислой среде. В ней нет примесей, но растворен углекислый газ, образующий углекислоту. У обычной же воды за счет большого количества примесей щелочной состав, поэтому ее pH выше 7 (нейтрального).
Как известно, обычная вода замерзает при 0 ºC. А при какой температуре замерзает дистиллированная вода, становится ясно, если вспомнить физику процесса. Кристаллы льда начинают образовываться в первую очередь на твердых частицах, а в очищенной воде практически нет примесей и полностью отсутствуют взвеси. Так что для нее этот показатель на несколько градусов ниже.
А вот на температуру кипения отсутствие примесей существенно не влияет. Температура кипения дистиллированной воды, как и обычной, составляет 100 ºC.
Электропроводность воды зависит от количества содержащихся в ней ионов. Различные химические соединения при растворении в воде распадаются на ионы с отрицательным или положительным зарядом. Если вода очищена от примесей, количество ионов в ней незначительно. Это и дает ответ на вопрос, проводит ли дистиллированная вода электрический ток: из-за небольшого содержания заряженных частиц она является очень слабым электролитом.
Плотность воды определяется количеством растворенных в ней солей и других примесей. Чем выше их процентное содержание, тем выше плотность. Этот показатель меняется с изменением температуры и достигает максимального значения при 4 ºC. У очищенной воды он ниже, чем у обычной. Плотность дистиллированной воды при 20 ºC составляет 998,203 кг/м3.
9.2 Ход анализа
Анализируемую воду нейтрализуют до pH = 7, и, если появится
осадок или муть, фильтруют через мембранный фильтр № 1 (разбавление учитывают
при расчете результата определения).
В коническую колбу вместимостью 100 см3 помещают
50 см3 анализируемой воды (или фильтрата после отделения осадка, или
меньший объем, но разбавленный до 50 см3 дистиллированной водой). В
отобранном объеме должно содержаться не более 60 мкг NО2. Прибавляют
1,0 см3 раствора сульфаниловой кислоты (п. ) и тщательно перемешивают. Дают постоять 5 мин,
затем приливают 1,0 см3 раствора α-нафтиламина (п. ) и 1,0 см3 ацетата
натрия (п. ) (раствор ацетата
натрия добавляется лишь в том случае, если раствор α-нафтиламина готовят с
добавлением соляной кислоты) или добавляют 2,0 см3 готового
реактива Грисса, смесь перемешивают. Через 40 минут определяют оптическую
плотность при λ = 520 нм.
Одновременно проводят холостой опыт с 50 см3
дистиллированной воды и полученный в холостом опыте раствор используют в
качестве сравнительного раствора при измерении оптической плотности. Результат
определения находят по градуировочному графику.
10 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Массовую концентрацию
нитрит-ионов, X (мг/дм3) рассчитывают по формуле:
(2) |
где: С – массовая
концентрация нитрит-ионов, найденная по графику, мг/дм3;
50 – объем, до которого разбавлена проба, см3;
V – объем пробы, взятой для определения, см3.
При необходимости за результат
измерений Хср принимают среднее арифметическое значение двух
параллельных определений Х1 и Х2
(3) |
для которых выполняется следующее условие:
|Х1 – |
(4) |
где r
– предел повторяемости, значения которого приведены в Таблице 3.
Таблица 3 – Значения предела повторяемости при вероятности Р
= 0,95
Диапазон |
Предел |
От 0,02 до 0,1 включ. |
17 |
Св. 0,1 до 3 включ. |
14 |
При невыполнении условия () могут быть использованы методы проверки
приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного
результата согласно раздела 5 ГОСТ
Р ИСО 5725-6-2002.
11
ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Результат измерений в документах, предусматривающих его
использование, может быть представлен в виде: X ± = 0,01∙U∙X,
мг/дм3, где X – результат измерений массовой концентрации,
установленный по п. ,
мг/дм3;
U – значение показателя точности измерений
(расширенная неопределенность измерений с коэффициентом охвата 2).
Значение U приведено в таблице .
Допускается результат измерений в документах, выдаваемых
лабораторией, представлять в виде: X ± = 0,01Uл∙X,
мг/дм3, Р = 0,95, при условии Uл U,
где Uл – значение показателя точности измерений (расширенной
неопределенности с коэффициентом охвата 2), установленное при реализации
методики в лаборатории и обеспечиваемое контролем стабильности результатов
измерений.
Примечание.
При представлении результата
измерений в документах, выдаваемых лабораторией, указывают:
– количество результатов
параллельных определений, использованных для расчета результата измерений;
–
способ определения результата измерений (среднее арифметическое значение или
медиана результатов параллельных определений).
12
КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Использование
Существует несколько областей применения и использования дистиллированной воды:
- Аптеки. Для разбавления лекарств и приготовления растворов.
- В автомобилях. Для разбавления кислоты в аккумуляторах. Водопроводная вода вступая в реакцию с кислотой оставляет осадок на пластинах, что значительно сокращает срок службы аккумулятора. Поэтому дистиллированная вода из-за отсутствия в ней примесей разного рода просто незаменима.
- Парогенераторы и утюги. Для создания необходимого пара для глажки или чистки. Она не образует накипи на элементах внутри и на выпускных отверстиях.
- В системах отопления. Как уже говорилось, дистиллированная вода не образует накипи, благодаря чему не создается непроходимостей в трубах.
- Для лечения. Она способствует выведению шлаков из организма. Применяют ее строго по определенному курсу (только по назначению врача). Курс обычно составляет от полугода и более. Для лечения применяется дистиллированная вода после ее заморозки и размораживания (только в течение 5-8 часов после этого). Пить ее надо за полчаса до еды или же после через 2 – 2,5 часа по полстакана или по стакану.
Пить дистиллированную воду на постоянной основе не рекомендуется. Существует мнение, что она вымывает полезные минеральные вещества из организма человека.
Долговременное применение ее может повлечь за собой следующие негативные последствия:
- Стойкий дефицит хлоридов.
- Повышение жажды. Употребление воды возрастает на 20%.
- Повышенный диурез. Вместе с мочой выходят хлориды, натрий, калий.
- Изменение концентрации гормонов, которые отвечают за водно-солевой обмен.
- Соотношение жидкостных пространств по объему и составу нарушается.
Получение дистиллированной воды в домашних условиях
Для проведения процесса дистилляции в дома необходимы следующие элементы:
- Чайник.
- Кастрюля емкостью 3 л для сбора дистиллированной воды.
- Кастрюля емкостью 6 л для холодной воды. У нее должно быть идеально чистое дно.
- Чистая подготовленная вода.
Для начала необходимо подготовить обычную водопроводную воду к дистилляции. Ее необходимо отстоять сутки. После этого воду с самого дна (примерно треть) нужно откачать с помощью трубочки. Она содержит тяжелые металлы, и использовать ее не нужно.
Перейдем к процессу дистилляции:
1. Собираем на газовой плите следующую конструкцию:
- чайник, наполненный водой, ставится на горелку;
- рядом с носиком ставится кастрюля для сбора чистой воды;
- на нее ставится большая кастрюля с холодной водой;
- оставляется небольшой зазор между верхом маленькой кастрюли и дном большой кастрюли, чтобы в него проходил пар.
2. После закипания воды в чайнике, она попадает на поверхность большой кастрюли, которая охлаждается изнутри водой (ее нужно менять по мере нагревания). Конденсат капает в нижнюю маленькую кастрюлю. Это и есть дистиллированная вода.
Еще одним способом считается заморозка. Доказано, что чистая часть воды замерзает быстрее, чем часть с примесями. Для ее получения заморозьте в большой морозильной камере только треть или четверть содержимого емкости. Этот лед при размораживании и будет дистиллированной водой.
Из снега ее получать не рекомендуется, т.к. там будут дополнительные примиси, особенно если вы живете в городе.
На видео приведено простейшее сооружение для дистилляции и подробно показан сам процесс:
https://youtube.com/watch?v=2504zb3FyJc
Места продажи и цены
Места продажи обусловлены областями применения:
- Аптека.
- Автосалоны. Автомастерские.
- Магазины с бытовой техникой, химией.
Список источников
- www.calc.ru
- files.stroyinf.ru
- vseowode.ru
- all-pribors.ru
- www.vododelo.ru
- diktaturastore.ru
- VodaVoMne.ru