Введение

Вода, из которой удалено большинство примесей посредством дистилляции. Дистиллированная вода – это вода, которая была доведена до состояния пара и затем сконденсирована обратно в жидкость в отдельной ёмкости. Примеси в исходной воде, которые не испаряются при или ниже температуры кипения воды, остаются в исходной ёмкости. Таким образом, дистиллированная вода является разновидностью очищенной воды.

История

Питьевая вода дистиллировалась из морской воды уже по крайней мере с 200 года н.э., когда этот процесс был подробно описан Александром Афродизийским. Однако история дистилляции воды уходит корнями в более ранние времена, о чем свидетельствует упоминание о дистилляции воды в труде Аристотеля «Метеорологика». Капитан Израиль Уильямс с корабля «Дружба» (1797) разработал импровизированный способ дистилляции воды, который он зафиксировал в своем журнале.

Приложения

В химических и биологических лабораториях, а также в промышленности, в некоторых приборах вместо дистиллированной воды в качестве более дешевой альтернативы может использоваться деионизированная вода или вода, полученная обратным осмосом. Если требуется вода исключительно высокой чистоты, используется двойная дистилляция. В общем случае, неочищенная вода может вызывать или мешать химическим реакциям, а также оставлять минеральные отложения после выпаривания. Один из способов удаления примесей из воды и других жидкостей – дистилляция. Например, ионы, обычно содержащиеся в водопроводной воде, могут значительно сократить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов, используемых в автомобилях и грузовиках. Эти ионы недопустимы в автомобильных системах охлаждения, поскольку они вызывают коррозию внутренних компонентов двигателя и истощают типичные антикоррозионные присадки к антифризу. Любые нелетучие или минеральные компоненты в воде остаются после испарения или кипения. Вода, выходящая в виде пара, например, из котла системы отопления или паровой машины, оставляет за собой растворенные вещества, приводящие к образованию минеральных отложений, известных как накипь. Увлажнители небольшого объема, такие как увлажнители для сигар, могут использовать дистиллированную воду, чтобы избежать образования минеральных отложений. Некоторые биологические применения требуют контролируемого содержания примесей, особенно в экспериментах. Например, дистилляция воды, предназначенной для добавления в аквариум, удалит известные и неизвестные нелетучие загрязнители. Живым организмам необходимы определенные минералы; добавление дистиллированной воды в экосистему, такую как аквариум, снизит концентрацию этих минералов. Рыбы и другие живые существа, эволюционировавшие для выживания в озерах и океанах, должны успешно развиваться при содержании минералов, характерном для их естественной среды обитания. Контролируемое содержание примесей, а также надежность оборудования критически важны в медицинских применениях, где, например, дистиллированная вода используется в аппаратах СИПАП (непрерывная положительная давление в дыхательных путях) для увлажнения воздуха для дыхания. Дистиллированная вода не оставляет после себя загрязнений при испарении воды в увлажнителе аппарата СИПАП. Пивовары также могут смешивать дистиллированную воду с жесткой водой, чтобы имитировать мягкую воду Пльзеня. Другим применением было увеличение плотности воздуха для помощи ранним авиационным реактивным двигателям при взлете в "жарких и высокогорных" атмосферных условиях, как это использовалось на ранних Boeing 707.

Использование в паровых утюгах

Дистиллированная вода может использоваться в паровых утюгах для глажки одежды, чтобы минимизировать образование накипи в районах с жесткой водой и продлить срок службы утюга. В некоторых паровых утюгах предусмотрены встроенные фильтры для удаления минералов из воды, что позволяет использовать обычную водопроводную воду.

Оборудование для дистилляции воды

До Второй мировой войны дистилляция морской воды для получения пресной была трудоемкой и требовала больших затрат топлива. Существовала поговорка: "На один галлон пресной воды требуется один галлон топлива". Незадолго до войны доктор Р. В. Клейншмидт разработал компрессионный дистиллятор, получивший название дистиллятор Клейншмидта, для извлечения пресной воды из морской или загрязненной воды. За счет сжатия пара, образующегося при кипячении воды, можно было извлечь из одного галлона морской воды больше одного галлона пресной воды, используя один галлон топлива. Во время Второй мировой войны это оборудование стало стандартным на кораблях союзников и в мобильных установках для армий. Этот метод широко использовался на кораблях и в портативных установках для дистилляции воды во второй половине века. Современные суда используют испарители с мгновенным выпариванием для кипячения морской воды, нагревая ее до определенной температуры и испаряя в вакууме; затем пар конденсируется и собирается для хранения. Солнечные дистилляторы могут быть относительно простыми в проектировании и изготовлении, с использованием недорогих материалов. Дистилляция воды с использованием коммерческого оборудования практически полностью удаляет все растворенные минералы, такие как кальций, магний, натрий, фторид, калий, железо и цинк, оставляя общее количество растворенных веществ (TDS) менее 1 PPM и снижая электропроводность до менее 2 мкС/см. Типичная водопроводная вода имеет электропроводность в диапазоне 200–800 мкС/см. pH дистиллированной воды всегда немного ниже 7 (нейтрального), поскольку дистиллированная вода поглощает небольшое количество углекислого газа из атмосферы, который образует следы угольной кислоты и снижает pH дистиллированной воды примерно до 5,8 (очень слабокислая).

Питьевая дистиллированная вода

Бутилированную дистиллированную воду обычно можно найти в супермаркетах или аптеках, а также существуют бытовые дистилляторы. Очистка воды, в частности дистилляция, особенно важна в регионах, где водные ресурсы или водопроводная вода непригодны для питья без кипячения или химической обработки. В централизованных системах водоснабжения почти всегда содержатся микрокомпоненты в концентрациях, которые регулируются для обеспечения безопасности потребления. Некоторые другие компоненты, такие как следовые количества алюминия, могут образовываться в процессе очистки. Фториды и другие ионы не удаляются при использовании обычных фильтров для воды. Однако дистилляция удаляет большинство примесей. Дистиллированная вода также используется в качестве питьевой воды в засушливых прибрежных районах с недостатком пресной воды, посредством опреснения морской воды.

Влияние на здоровье

Дестилляция удаляет все минералы из воды. В результате получается деминерализованная вода, которая не доказана быть полезнее питьевой. Всемирная организация здравоохранения исследовала влияние деминерализованной воды на здоровье в 1982 году, и в ходе экспериментов на людях было установлено, что деминерализованная вода увеличивает диурез и выведение электролитов, а также снижает концентрацию калия в сыворотке крови. Магний, кальций и другие питательные вещества в воде могут помочь защититься от дефицита питательных веществ. Рекомендации по содержанию магния составляют не менее 10 мг/л, оптимально – 20–30 мг/л; по кальцию – не менее 20 мг/л, оптимально – 40–80 мг/л, а общая жесткость воды (суммарное содержание магния и кальция) – 2–4 ммоль/л. При жесткости воды выше 5 ммоль/л наблюдается повышенная частота возникновения желчных камней, почечных камней, камней в мочевыводящих путях, артроза и артропатий. Для фтора рекомендуемая концентрация для здоровья зубов составляет 0,5–1,0 мг/л, при этом максимальное допустимое значение – 1,5 мг/л для предотвращения флюороза зубов. Устройства для фильтрации и дистилляции воды становятся все более распространенными в быту. В муниципальных системах водоснабжения часто добавляют минералы или содержатся следовые примеси, уровни которых регулируются для обеспечения безопасности потребления. Многие из этих дополнительных примесей, такие как летучие органические соединения, фтор и, по оценкам, более 75 000 других химических соединений, не удаляются при обычной фильтрации; однако дистилляция и обратный осмос устраняют почти все эти примеси. Применение дистиллированной воды вместо питьевой воды как рекомендовалось, так и не рекомендовалось по соображениям здоровья. Дистиллированная вода лишена минералов и ионов, таких как кальций, которые играют важную роль в биологических функциях, например, в поддержании гомеостаза нервной системы, и обычно содержатся в питьевой воде. Отсутствие природных минералов в дистиллированной воде вызывает определенные опасения. Журнал общей внутренней медицины опубликовал исследование о минеральном составе различных вод, доступных в США. В исследовании было установлено, что "источники питьевой воды, доступные жителям Северной Америки, могут содержать высокие уровни кальция, магния и натрия и обеспечивать клинически значимую долю рекомендуемой суточной нормы этих минералов". В нем рекомендуется "проверять содержание минералов в питьевой воде, будь то водопроводная или бутилированная, и выбирать воду, наиболее подходящую для ваших потребностей". Поскольку дистиллированная вода не содержит минералов, для поддержания хорошего здоровья необходимо получать минералы с пищей. Употребление "жесткой" воды (воды, содержащей минералы) связано с благоприятным воздействием на сердечно-сосудистую систему. Как отмечается в American Journal of Epidemiology, употребление жесткой питьевой воды отрицательно коррелирует с атеросклеротической болезнью сердца.