WODA

Awatar użytkownika
kapa131986
Użytkownik
Posty: 132
Rejestracja: 04 lutego 2013, 10:08
Płeć: On
Lokalizacja: czestochowa

WODA

Post autor: kapa131986 »

Kilka słów o wodzie
Witam,
Często na forach akwarystycznych pojawia się pytanie: Jak zmiękczyć wodę? Odpowiedź jest z reguły w stylu: dodaj destylki, demineralki albo RO. Wszystko fajnie bo odpowiedź jest prawidłowa, ale większość osób nie zdaje sobie sprawy co te określenia znaczą. Faktem jest, że wszystkie metody dają w efekcie czyste H2O, ale zasada jego otrzymywania jest różna. Posiadają one zalety i wady, a dobór metody zależy od wiedzy i umiejętności, ale przede wszystkim od wygody użytkownika.

Czyli po kolei:

1. Najszybszy sposób, ale też najdroższy. Idziemy do marketu lub na stację benzynową i kupujemy oferowaną tam wodę. Z reguły będzie się ona nazywać WODA DEMINERALIZOWANA. Koszt pojedynczego litra jest niewielki, ale przy dużym zapotrzebowaniu kompletnie się nie opłaca, że o lataniu z baniakami nie wspomnę.

2. Woda destylowana

Zasada jej pozyskania polega na doprowadzeniu wody do wrzenia, a następnie jej skropleniu. Ze względu na relatywnie wysoką temperaturę wrzenia wody oraz jej duże ciepło parowania 2257 kJ/kg (dla porównanie dla etanolu 879 kJ/kg) otrzymanie wody destylowanej wymaga dużego nakładu energii i z tego względu jest wysoce nieekonomiczne. Dodatkowo woda taka najczęściej jest pozyskiwana w instalacjach wykonanych z miedzi i może zawierać kationy Cu2+, co dyskwalifikuje ją dla zastosowań w hodowli krewetek. Metoda te nie pozwala też usunąć z wody substancji lotnych, np. alkoholi czy chloroformu.

3. Woda demineralizowana

Otrzymuje się ją przy użyciu żywic jonowymiennych (inaczej nazywanych wymieniaczami jonowymi). Istnieją 2 rodzaje tych żywic: kationity (usuwające z wody kationy, głównie Mg2+ i Ca2+) oraz anionity odpowiedzialne za usuwanie anionów: siarczanów, chlorków, fosforanów, azotanów, wodorowęglanów. Wymieniacze jonowe są to nierozpuszczalne w wodzie związki wielkocząsteczkowe (polimery), które w swojej budowie chemicznej zawierają:
- polimerową makrocząsteczkę
- grupę funkcyjną o charakterze jonowym związaną w sposób trwały z makrocząsteczką
- ruchliwy jon o ładunku przeciwnym do ładunku grupy funkcyjnej
Dla lepszego zobrazowania na poniższym schemacie przedstawiam strukturę kationitu na bazie sulfonowanego polistyrenu. Na czarno część polimerowa, na niebiesko grupa funkcyjna o charakterze jonowym (w tym przypadku sulfonowa), a na czerwono ruchliwy jon (wodorowy).



Właśnie ten jon może zostać zastąpiony przez kation metalu, czyli związany z kationitem co skutkuje jego trwałym usunięciem z wody = jej zmiękczeniem. Aniony można usunąć stosując anionit, a kombinacja kationit + anionit może usunąć z wody wszystkie substancje jonowe. Po wyczerpaniu możliwości jonowymiennych żywicy, można ją łatwo zregenerować przy pomocy roztworu kwasu, np. solnego.
Jonity występują w postaci granulek o średnicy od części do kilku milimetrów.
Zaletą tej metody jest niski koszt zakupu i eksploatacji, wadą konieczność okresowej regeneracji jonitu i konieczność monitorowania parametrów otrzymywanej wody. W procesie tym zwykle nie są usuwane zanieczyszczenia organiczne, wirusy czy bakterie.
Ciekawy artykuł o chemii żywic jonowymiennych można znaleźć pod adresem: http://www.chem.univ.gda.pl/~tomek/kationit .


4. Woda RO (Reverse Osmosis) czyli woda otrzymana metodą odwróconej osmozy.

Odwrócona osmoza według definicji to wymuszona dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. W przeciwieństwie do osmozy spontanicznej, odwrócona osmoza zachodzi od roztworu o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o stężeniu niższym, czyli prowadzi do zwiększenia różnicy stężeń obu roztworów. A w tłumaczeniu z polskiego na nasze to przenikanie cząsteczek wody przez półprzepuszczalną, zwiniętą membranę wywołane ciśnieniem wody wodociągowej. Przez membranę nie mogą przenikać (lub przenikają w bardzo niewielkim stopniu) cząsteczki zanieczyszczeń takie jak jony, polimery, białka, bakterie, wirusy czy inne zanieczyszczenia organiczne. Spora część wody zawierająca zagęszczone zanieczyszczenia nie przenika przez membranę i usuwana jest do ścieków. Jest to główna wada tej metody: na 1 litr oczyszczonej wody przypada kilka litrów ścieku. Stosunek ten zależy od rodzaju membrany i ciśnienia wody na wejściu do filtra RO. Woda podawana na membranę musi być wstępnie oczyszczona z „grubszych ” zanieczyszczeń, co ma na celu zwiększenie jej żywotności. Stosuje się w tym celu prefiltry, najczęściej węglowy i mechaniczny (polipropylenowy).
Zaleta metody to praktycznie bezobsługowość – wystarczy odkręcić zawór i podstawić baniak na wodę. Wady to duże zużycie wody, duże koszty początkowe, konieczność okresowej wymiany prefiltrów, utrzymywanie wilgotności membrany.

________________________________________________________________________________​__________________

To teraz o tym jak obliczyć ilość wody RO i kranówki, żeby uzyskać założone parametry twardości. Korzystamy z tzw. metody krzyżowej. Już tłumacze jak to działa.
Zakładamy że nasza kranówa ma twardość ogólna np. 20, a my chcemy uzyskać np. 8 stopni niemieckich. Woda RO ma ten parametr zerowy.

20.............8_________(tyle części wody kranowej)
......\....../
.........8
....../......\
.0..............12________(tyle części wody RO)

Tworzymy taki oto diagram, w którym po lewej wpisujemy wartości roztworów które mieszamy, a po środku wartość docelową. Teraz bardzo skomplikowana operacja matematyczna: odejmowanie. Po skosie odejmujemy mniejszą wartość od większej: czyli 20-8=12 i 8-0=8.
Odpowiedź w naszym zadaniu brzmi: Aby otrzymać wodę o twardości ogólnej 8 należy zmieszać 8 litrów kranówki i 12 litrów RO.


Mam nadzieję że Was nie zanudziłem i pomogłem w zrozumieniu rozległego tematu nazywanego ogólnie chemią wody. Jeśli coś jest nadal niejasne to chętnie wytłumaczę dokładniej.
Malawi300l
Natura dałam nam dwoje oczu, dwoje uszu, ale tylko jeden język, po to abyśmy więcej patrzyli i słuchali, niż mówili.
Awatar użytkownika
Big daddy
Administrator
Posty: 5411
Rejestracja: 15 listopada 2012, 16:05
Płeć: On
Lokalizacja: Wyrazów

Re: WODA

Post autor: Big daddy »

Nie zanudzasz, wręcz przeciwnie kilka dni temu padły w którymś z postów pytania, na które właśnie udzieliłeś wyczeroującej wypowiedzi. Dobry artykuł prosimy o więcej :)
Taka sobie 112 tka
Obrazek

Jesteśmy dziećmi dopóki boimy się nocy.
Stajemy się dorośli kiedy zaczynamy obawiać się dnia...

507676023 Przemek
ODPOWIEDZ

Wróć do „Woda”