معرفی الکترودیالیز
- در فرآیندهای مختلف، آب با میزان مختلفی از املاح و یون مورد استفاده میشود
- برای تهیه آب بدون یون، راهکارهای مختلفی موجود است
- یکی از راه های اصلی آن، پکیج الکترودیالیز است
- الکترودیونیزاسیون روشی نو است که استفاده از آن هر روز بیشتر میشود
فرآیند الکترودیونیزاسیون در الکترودیالیز
- یک چمبر از سلول های رزینی در دستگاه تعبیه شده
- قطب های مثبت و منفی در سلولها قرار دارند
- میدان الکتریکی، قطب های مثبت و منفی ایجاد می کند
- با اعمال میدان الکتریکی به آب، می توان یون ها را از آن جدا کرد
- بدینوسیله آب با EC کم بدست می آید
پکیج الکترودیالیز کجا کاربرد دارد
- پتروشیمی ها و پالایشگاه ها
- کارخانه های فولاد و مس
- نیروگاه ها
- داروسازی ها
- آزمایشگاهها
- صنایع آبکاری
بازده الکترودیالیز
- عامل جداسازی یونها در الکترودیالیز، جریان الکتریسیته DC یا مستقیم است.
- هر چه فاصله سل ها کمتر باشد، مقاومت الکتریکی کمتر شده و برق کمتری مصرف میشود.
- هر چه فاصله سل ها کمتر باشد، به تعداد سل های بیشتری نیاز خواهد شد.
ویژگیهای غشاهای سیستم های الکترودیالیز به قرار زیر است:
الف) غیر قابل نفوذ بودن در برابر آب تحت فشار
ب) قابلیت عبور یکی از یونهای مثبت یا منفی
ج) هدایت جریان الکتریسته
د) غیر قابل حلی بودن در اب
ه) سهولت حمل و نقل
و) مقاوم در دمای بالاتر از ۴۵ درجه سانتی گراد
ز) پایدار در برابر فشار اسمزی
ح) مقاوم در برابر رسوبات و لجن ها
اجزای سیستم الکترودیالیز
- غشا Membrane که باردار و کاتیونی آنیونی هستند
- الکترود مثبت و منفی Electrodes معمولا از جنس فلزاتی چون تیتانیوم کوت دار هستند
- مش Spacer که غشا ها را از هم جدا میکند
- پمپ Pump معمولا از پمپ های انتقال استفاده میشود
- سل Cell مجموعه ای است از یک غشای آنیونی، یک غشای کاتیونی، و مش بین آنها
- الکترودیالیز با علامت مخففED نشان داده می شود
- یک فرآیند جداسازی غشایی می باشد که در آن از اختلاف پتانسیل الکتریکی به عنوان نیروی محرکه جهت انتقال یون ها استفاده می گردد
- بیشترین کاربرد این روش در تهیه آب آشامیدنی یا آب صنعتی از آب هایی با TDS کمتر از 5000PPm می باشد
اگر آند به یک منبع برق مستقیم وصل شود
، اختلاف ولتاژ آند و کاتد باعث می شود که کاتیون ها به طرف کاتد و آنیون ها به سمت آند حرکت کنند . فضای شامل دو غشاء ( ممبرین – ممبران ) غیر همنام (آنیونی و کاتیونی) را یک سل می نامند.
اگر سل شامل غشاء ( ممبرین – ممبران ) های (۱)و(۲) را در نظر بگیریم ،کاتیون باید به سمت راست حرکت کند در طرف راست این سل غشاء ( ممبرین – ممبران ) آنیونی است که یون مثبت نمی تواند از آن عبور کند . بنابراین کاتیون ها در سل باقی می مانند . از طرفی آنیون های این سل باید به طرف آند حرکت کنند ولی در طرف چپ با غشاء ( ممبرین – ممبران ) کاتیونی بر خورد می کنند که به آنیون ها اجازه عبور نمی دهد بنابراین از یون های آب خام ورودی به این سل نه فقط هیچ یونی کم نمی شود بلکه آنیون های سل مجاور ،یعنی سل شامل غشاء ( ممبرین – ممبران ) های (۲) و (۳) وارد سل مورد نظر می شود.
اگر سل شامل غشاء
( ممبرین – ممبران ) های (۲) و (۳) را در نظر گرفته ،مشاهده می شود که آنیون های آب داخل این سل به طرف سمت چپ حرکت می کنند و چون غشاء ( ممبرین – ممبران ) (۲) آنیونی است و بالطبع آنیون ها را از خود عبور می دهد پس آنیون ها وارد محلول سل مجاور می شوند و به همین صورت کاتیون های این سل به سمت راست حرکت کرده و با غشاء ( ممبرین – ممبران ) کاتیونی برخورد می کنند که می توانند از آن غشاء ( ممبرین – ممبران ) عبور کرده و وارد محلول سل مجاور شوند .
بنابراین دیده می شود که در الکترودیالیز،از یون های آب بعضی از سل ها کاسته شده و آب تصفیه می شود ولی در سل مجاور آن ،به یون ها آب خام افزوده می شود و محلول غلیظ از یون ها حاصل می شود نکات قابل توجه در الکترودیالیز عبارتند از :
- عامل تصفیه در الکترودیالیز جریان برق مستقیم است.
- هر چه فاصله سل کمتر باشد مقاومت الکتریکی کمتر می شود و در نتیجه در هزینه برق صرفه جویی می شود .
- هر چه فاصله سل ها کمتر باشد برای تصفیه مقدار معینی آب به تعداد سل های بیشتری نیاز است در عمل نیز یک دستگاه االکترودیالیز ممکن است تا حدود ۵۰۰ جفت سل داشته باشد.
- هر چه تعداد یون ها آب تصفیه شده کمتر باشد (آب خالص تر باشد)مقاومت الکتریکی بیشتر می شود و هزینه برق افزایش می یابد بنابراین تهیه آب کاملا خالص و بدون یون نا خالصی با الکترودیالیز عملا اقتصادی می باشد زیرا که مقاومت الکتریکی آب مقطر بسیار زیاد است .
- در الکترودیالیزفقط می توان یون های آب را کاهش داد. بنابراین ذرات معلق بدون بار و یا رنگ آب را نمی توان با الکترودیالیز بهبود بخشید.
- شدت جریان لازم در الکترودیالیز مستقیمأ بستگی به تعداد یون هایی دارد که از غشاء ( ممبرین – ممبران ) ها عبور می کند .
- باید توجه داشت که مقاومت یک جفت سل بستگی به غلظت یون های آب خام و آب تصفیه شده دارد . هر چه تعدا یون های آب تصفیه شده کمتر باشد مقاومت ،بیشتر می شود و مقدار مقاومت الکتریکی هر جفت سل برای آبهای معمولی حدود ۵-۵۰۰ اهم سانتیمتر مربع است.
اساس فرآیند الکترودیالیز
اساس دستگاه الکترو دیالیز در شکل نشان داده شده است در این سیستم از غشاهای پلیمری حاوی رزین های تبادل یونی استفاده می گردد. این رزین ها بر روی پارچه های پلیمری مانند پلی اتیلن پوشش داده شده اند. پرده های کاتیونی نسبت به کاتیون ها تراوا می باشند و آنیون ها فقط می توانند از غشاهای آنیونی عبور نمایند.
اجزای تشکیل دهنده یک سیستم الکترودیالیز
- – غشاء (Membrane): غشاهای سیستم الکترودیالیز از نظر جنس، مشابه رزین های تعویض یون هستند و از انواع کاتیونی و آنیونی می باشند
- – الکترودها (Electrodes): الکترودها از تیتانیم(Ti) با روپوشی از پالادیوم (pd) یا پلاتین (pt) ساخته می شوند تا در برابر محیط های اسیدی، قلیایی و ولتاژ اعمال شده مقاوم باشند
- – تورهای پلیمری (spacers): غشاها توسط جدا کننده های پلیمری از یکدیگر مجزا می شوند. به طور معمول ضخامت این توری ها در بین فضای بین غشاها نیم میلی متر و در کنار الکترودها یک میلی متر می باشد
- – پمپ ها (pumps): پمپ های مورد استفاده در دستگاه های الکترو دیالیز فشار پایین هستند و از انواع معمولی می باشند
- الکترودیالیز با علامت مخففED نشان داده می شود
- یک فرآیند جداسازی غشایی می باشد که در آن از اختلاف پتانسیل الکتریکی به عنوان نیروی محرکه جهت انتقال یون ها استفاده می گردد
- بیشترین کاربرد این روش در تهیه آب آشامیدنی یا آب صنعتی از آب هایی با TDS کمتر از 5000PPm می باشد
اگر آند به یک منبع برق مستقیم وصل شوند ، اختلاف ولتاژ آند و کاتد باعث می شود که کاتیون ها به طرف کاتد و آنیون ها به سمت آند حرکت کنند . فضای شامل دو غشاء ( ممبرین – ممبران ) غیر همنام (آنیونی و کاتیونی) را یک سل می نامند.
اگر سل شامل غشاء ( ممبرین – ممبران ) های (۱)و(۲) را در نظر بگیریم ،کاتیون باید به سمت راست حرکت کند در طرف راست این سل غشاء ( ممبرین – ممبران ) آنیونی است که یون مثبت نمی تواند از آن عبور کند . بنابراین کاتیون ها در سل باقی می مانند . از طرفی آنیون های این سل باید به طرف آند حرکت کنند ولی در طرف چپ با غشاء ( ممبرین – ممبران ) کاتیونی بر خورد می کنند که به آنیون ها اجازه عبور نمی دهد بنابراین از یون های آب خام ورودی به این سل نه فقط هیچ یونی کم نمی شود بلکه آنیون های سل مجاور ،یعنی سل شامل غشاء ( ممبرین – ممبران ) های (۲) و (۳) وارد سل مورد نظر می شود.
اگر سل شامل غشاء ( ممبرین – ممبران ) های (۲) و (۳) را در نظر گرفته ،مشاهده می شود که آنیون های آب داخل این سل به طرف سمت چپ حرکت می کنند و چون غشاء ( ممبرین – ممبران ) (۲) آنیونی است و بالطبع آنیون ها را از خود عبور می دهد پس آنیون ها وارد محلول سل مجاور می شوند و به همین صورت کاتیون های این سل به سمت راست حرکت کرده و با غشاء ( ممبرین – ممبران ) کاتیونی برخورد می کنند که می توانند از آن غشاء ( ممبرین – ممبران ) عبور کرده و وارد محلول سل مجاور شوند .
بنابراین دیده می شود که در الکترودیالیز،از یون های آب بعضی از سل ها کاسته شده و آب تصفیه می شود ولی در سل مجاور آن ،به یون ها آب خام افزوده می شود و محلول غلیظ از یون ها حاصل می شود
نکات قابل توجه در الکترودیالیز عبارتند از :
- عامل تصفیه در الکترودیالیز جریان برق مستقیم است.
- هر چه فاصله سل کمتر باشد مقاومت الکتریکی کمتر می شود و در نتیجه در هزینه برق صرفه جویی می شود .
- هر چه فاصله سل ها کمتر باشد برای تصفیه مقدار معینی آب به تعداد سل های بیشتری نیاز است در عمل نیز یک دستگاه االکترودیالیز ممکن است تا حدود ۵۰۰ جفت سل داشته باشد.
- هر چه تعداد یون ها آب تصفیه شده کمتر باشد (آب خالص تر باشد)مقاومت الکتریکی بیشتر می شود و هزینه برق افزایش می یابد بنابراین تهیه آب کاملا خالص و بدون یون نا خالصی با الکترودیالیز عملا اقتصادی می باشد زیرا که مقاومت الکتریکی آب مقطر بسیار زیاد است .
- در الکترودیالیزفقط می توان یون های آب را کاهش داد. بنابراین ذرات معلق بدون بار و یا رنگ آب را نمی توان با الکترودیالیز بهبود بخشید.
- شدت جریان لازم در الکترودیالیز مستقیمأ بستگی به تعداد یون هایی دارد که از غشاء ( ممبرین – ممبران ) ها عبور می کند .
- باید توجه داشت که مقاومت یک جفت سل بستگی به غلظت یون های آب خام و آب تصفیه شده دارد . هر چه تعدا یون های آب تصفیه شده کمتر باشد مقاومت ،بیشتر می شود و مقدار مقاومت الکتریکی هر جفت سل برای آبهای معمولی حدود ۵-۵۰۰ اهم سانتیمتر مربع است.
اساس فرآیند الکترودیالیز
اساس دستگاه الکترو دیالیز در شکل نشان داده شده است در این سیستم از غشاهای پلیمری حاوی رزین های تبادل یونی استفاده می گردد. این رزین ها بر روی پارچه های پلیمری مانند پلی اتیلن پوشش داده شده اند. پرده های کاتیونی نسبت به کاتیون ها تراوا می باشند و آنیون ها فقط می توانند از غشاهای آنیونی عبور نمایند.
اجزای تشکیل دهنده یک سیستم الکترودیالیز
- – غشاء (Membrane): غشاهای سیستم الکترودیالیز از نظر جنس، مشابه رزین های تعویض یون هستند و از انواع کاتیونی و آنیونی می باشند
- – الکترودها (Electrodes): الکترودها از تیتانیم(Ti) با روپوشی از پالادیوم (pd) یا پلاتین (pt) ساخته می شوند تا در برابر محیط های اسیدی، قلیایی و ولتاژ اعمال شده مقاوم باشند
- – تورهای پلیمری (spacers): غشاها توسط جدا کننده های پلیمری از یکدیگر مجزا می شوند. به طور معمول ضخامت این توری ها در بین فضای بین غشاها نیم میلی متر و در کنار الکترودها یک میلی متر می باشد
- – پمپ ها (pumps): پمپ های مورد استفاده در دستگاه های الکترو دیالیز فشار پایین هستند و از انواع معمولی می باشند
سو را غیر معدنی کنید
آب مقطر، دیونیزه و غیر معدنی شده معیاری برای خلوص است.
تعیین یک تعریف و استاندارد واضح برای آب مقطر، دیونیزه و غیر معدنی دشوار است. شاید ساده ترین راه برای آشنایی با آب خالص (آب فوق خالص) شروع با معروف ترین و قدیمی ترین روش یعنی «تقطیر» باشد.
آب مقطر آبی است که با جوشیدن تبخیر می شود و سپس الکترودیالیز با یک واحد خنک کننده (کندانسور) به فاز مایع برمی گردد. از تقطیر برای تصفیه آب استفاده می شود. با تبخیر آب، آلاینده های محلول مانند نمک ها در ظرف باقی می مانند. با این حال، اگر آلاینده های فرار مانند الکل محلول وجود داشته باشد، این برنامه کار نخواهد کرد. زیرا الکل نیز با آب تبخیر و متراکم می شود.
اگرچه می توان با جداسازی سایر مواد فرار با استفاده از تجهیزات بسیار ویژه، آب را به صورت انتخابی متراکم کرد، بسیاری از فرآیندهای تقطیر نمی توانند از انتقال مواد فرار حتی اگر اندک باشند جلوگیری کنند. علاوه بر این، با ترکیدن حباب های آب در سطح آب در هنگام جوشش، مواد غیرفرار نیز وارد فاز بخار آب می شوند. بالاترین خلوصی که در این برنامه به دست می آید 1.0 MΩ.cm است. پس از تراکم، pH به طور کلی در محدوده 4.5…5.0 است. ضمناً باید مراقب بود که پس از فرآیند تقطیر، آب دوباره آلوده نشود.
دییونیزاسیون:
نامی است که به فرآیندی گفته می شود که در آن از رزین های تبادل یونی مخصوص جداسازی نمک های یونیزه شده از آب استفاده می شود. از نظر تئوری 100 درصد املاح را حذف می کند. الکترودیالیز دییونیزاسیون مواد آلی، ویروس ها و باکتری ها را حذف نمی کند. (به جز احتباس ناخواسته در بستر رزین. به عنوان مثال، رزین آنیون قوی نگهدارنده باکتری های گرم منفی) .
الکترودیالیز زدایی:
می توان آن را کلیه فرآیندهایی نامید که در آن مواد معدنی از آب جدا می شوند. با این حال، بیشتر به استفاده برای فرآیندهای تبادل یونی محدود می شود.
آب فوق خالص: آب تصفیه شده که عموماً در صنایع نیمه هادی و داروسازی استفاده می شود، فاقد هرگونه ماده آلی بوده و مقاومت الکتریکی بالایی دارد.
دییونیزاسیون حذف املاح دارای بار الکتریکی (یونها) و پیوند با همتایان باردار مثبت یا منفی آنها روی رزین، از طریق بستر رزین است که آب از روی آن عبور می کند. این فرآیند تبادل یونی نامیده می شود و روش های استفاده متفاوتی در به دست آوردن مقادیر مختلف آب دیونیزه دارد.
کاتیون اسیدی قوی + سیستم های رزین آنیونی قویا بازی
این سیستم ها از دو محفظه حامل تشکیل شده اند. یکی از آنها حاوی رزین تبادل کاتیونی به شکل هیدروژن (H + هیدروکسیل (OH – رزین تبادل آنیونی به شکل هنگامی که آب از ستون کاتیونی عبور می کند، تمام کاتیون های موجود در آب با یون های هیدروژن جایگزین می شوند. سپس آب دیونیزه شده از ستون آنیون عبور داده می شود و تمام آنیون های موجود در آن با یون هیدروکسیل مبادله می شوند. سپس هیدروژن و هیدروکسیل آب را تشکیل می دهند (H 2 O).
این سیستم ها تمام یون ها از جمله سیلیس را حذف می کنند. بین ستون کاتیون و آنیون 2 ، بار آنیون در آب تغذیه شده به ستون آنیون کاهش می یابد. به این ترتیب، غلظت CO2 به حدود چند میلی گرم در لیتر کاهش می یابد، و مقدار رزین آنیون قویا بازی مورد نیاز و متعاقباً مقدار احیا کننده کاهش می یابد.
کاتیون اسیدی قوی + آنیون بازی ضعیف + سیستم های رزین آنیون قوی بازی
این ترکیب تغییری از ترکیب قبلی است. در حالی که آب دیونیزه شده با همان کیفیت را فراهم می کند، مزایای اقتصادی در تصفیه آب حاوی مقادیر زیادی آنیون قوی (کلرید و سولفات) دارد. این مزیت با افزودن یک ستون رزین مبادله آنیونی بسیار ضعیف قبل از آخرین ستون رزین تبادل آنیونی بسیار پایه به دست می آید. CO 2 را می توان بعد از مبدل کاتیونی یا بین دو مبدل آنیونی قرار داد. بازسازی مبدل های آنیونی با عبور محلول سوزاننده (NaOH) ابتدا از طریق رزین قوی باز و سپس از طریق رزین ضعیف بازی انجام می شود. به لطف این روش، سوزاننده کمتری استفاده می شود. زیرا کاستیک باقیمانده پس از بازسازی مبدل آنیونی قوی برای بازسازی کامل رزین ضعیف بازی بعدی کافی است. مزیت دیگر این است که در مواردی که آب تغذیه حاوی بار ماده آلی بالایی باشد، رزین با بازی ضعیف از رزین بسیار بازی محافظت می کند.
دیونیزاسیون تخت مختلط
در سیستم های دییونیزاسیون بستر مخلوط، رزین های تبادل کاتیونی و تبادل آنیونی مخلوط شده و در یک ستون حامل قرار می گیرند.
به منظور انجام فرآیند بازسازی، رزین ها به صورت هیدرولیکی در مرحله شستشوی معکوس جدا می شوند. از آنجایی که رزین آنیونی سبک تر از رزین کاتیونی است، در بالا قرار می گیرد و رزین کاتیونی می افتد. پس از آن، مرحله بازسازی با اسید سوزاننده و قوی انجام می شود. پس از آن، فاز شستشو و احیا کننده اضافی به طور جداگانه حذف می شوند.
مزایای سیستم های بستر مخلوط عبارتند از:
- آب حاصل از خلوص بالایی برخوردار است
- pH تقریبا خنثی است
- نیاز کم آب شستشو
ظرفیت کم تبادل یونی و روش عملیاتی پیچیده، به ویژه مراحل جداسازی و اختلاط رزین، از معایب سیستم‌های بستر مخلوط هستند.
علاوه بر سیستم های تبادل یونی،
آب دیونیزه شده با سیستم های اسمز معکوس نیز به دست می آید. اسمز معکوس دقیق ترین فیلتراسیون شناخته شده است. این فرآیند تضمین می کند که ذرات کوچکی به اندازه یون ها از محلول آب جدا می شوند. اسمز معکوس فرآیندی است که در آن آب با حذف املاح و سایر ناخالصی ها و بهبود خواصی مانند رنگ و طعم، تصفیه می شود. سیستم اسمز معکوس توانایی حذف باکتری ها، نمک ها، قند، پروتئین، ذرات، رنگ و سایر آلاینده های با وزن مولکولی بیش از 150…250 دالتون است.
سیستم اسمز معکوس
با طراحی سیستم تک پاس و نیازهای خلوص بالا با طراحی سیستم دو گذر می تواند بسیاری از نیازها را برآورده کند. با این فرآیند بیش از 99.9 درصد از ویروس ها، باکتری ها و میکروارگانیسم های بیماری زا حذف می شوند. فشارهای بین 3.4 … 69 بار نیروی محرکه لازم را برای فرآیند تصفیه در سیستم های اسمز معکوس ایجاد می کند. از نظر انرژی در مقایسه با فرآیند تغییر فاز (تقطیر) کارایی بیشتری دارد. مانند سیستم های تبادل یونی به مواد شیمیایی احیا کننده قوی نیاز ندارد. با سیستم اسمز معکوس، جداسازی یون ها توسط ذرات باردار الکتریکی تسهیل می شود. ذرات حامل بار مانند یون های محلول به راحتی توسط غشاها از ذرات غیر باردار مانند مواد آلی حذف می شوند. هرچه بار الکتریکی و اندازه ذرات بزرگتر باشد، حذف آن آسان تر است.
اندازه گیری خلوص
خلوص آب به روش های مختلفی اندازه گیری می شود. تعیین وزن کل مواد جامد محلول در آب یکی از این روش هاست. این روش برای اندازه گیری جامدات محلول بیشتر از اندازه گیری مایعات و گازهای محلول در آب معتبر است. علاوه بر اندازه گیری وزن ناخالصی ها، می توان سطوح ناخالصی ها را با افزایش نقطه جوش یا کاهش نقطه انجماد آب پیش بینی کرد. ضریب شکست (معیار خمش موج نور توسط مواد شفاف) همچنین می تواند برای تعیین املاح در آب استفاده شود. به عنوان جایگزینی برای همه اینها، خلوص آب را می توان به سرعت با تعیین توانایی آب برای هدایت الکتریسیته یا ایجاد مقاومت اندازه گیری کرد. آب بسیار خالص جریان الکتریکی را ضعیف هدایت می کند، به این معنی که مقاومت بالایی ایجاد می کند.
مقدار PH
آب خالص کمی اسیدی است و آب مقطر دارای مقدار pH 5.8 است. این به این دلیل است که آب مقطر دی اکسید کربن را در هوا حل می کند. دی اکسید کربن را تا زمانی که با اتمسفر الکترودیالیز به تعادل دینامیکی برسد حل می کند. به این معنی که مقدار حل شده و مقدار آزاد شده از محلول متعادل است. مقدار کل آب با غلظت موجود در جو تعیین می شود. دی اکسید کربن محلول با آب واکنش داده و در نهایت اسید کربنیک تشکیل می دهد.
2 H 2 0 + CO 2 → H 2 0 + H 2 CO 3 (اسید کربنیک) → H 3 0 + (آب اسیدی باردار) + HCO 3 – (یون بی کربنات باردار)
فقط آب مقطر تازه تولید شده دارای pH تقریباً 7 است. اما تحت تأثیر وجود دی اکسید کربن قرار می گیرد و در عرض چند ساعت به pH کمی اسیدی می رسد.
علاوه بر این، اندازه گیری مقدار pH آب فوق خالص دشوار است. این نه تنها به این دلیل است که آب با خلوص بالا حاوی آلودگی هایی (مانند دی اکسید کربن) است، بلکه به این دلیل است که PH متر ها دارای مقدار رسانایی پایینی هستند که بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، جذب تنها چند پی پی ام CO 2 می تواند باعث کاهش pH آب فوق خالص به حدود 4.5 شود. در اصل، آب هنوز هم کیفیت بالایی دارد.
دقیق ترین راه برای تعیین مقدار pH آب فوق خالص اندازه گیری مقاومت آن است. در یک مقدار مقاومت ثابت، pH در یک حد مشخص است. به عنوان مثال، اگر مقاومت 10.0 MΩ.cm باشد، pH باید در محدوده 6.6 تا 7.6 باشد. در زیر رابطه بین مقاومت و مقدار pH آب با خلوص بالا آمده است.
مقاومت الکتریکی و مقدار pH آب دیونیزه شده
مقدار PH الکترودیالیز
آب خالص کمی اسیدی است و آب مقطر دارای مقدار pH 5.8 است. این به این دلیل است که آب مقطر دی اکسید کربن را در هوا حل می کند. دی اکسید کربن را تا زمانی که با اتمسفر به تعادل دینامیکی برسد حل می کند. به این معنی که مقدار حل شده و مقدار آزاد شده از محلول متعادل است. مقدار کل آب با غلظت موجود در جو تعیین می شود. دی اکسید کربن محلول با آب واکنش داده و در نهایت اسید کربنیک تشکیل می دهد.
2 H 2 0 + CO 2 → H 2 0 + H 2 CO 3 (اسید کربنیک) → H 3 0 + (آب اسیدی باردار) + HCO 3 – (یون بی کربنات باردار)
فقط آب مقطر تازه تولید شده دارای pH تقریباً 7 است. اما تحت تأثیر وجود دی اکسید کربن قرار می گیرد و در عرض چند ساعت به pH کمی اسیدی می رسد.
علاوه بر این، اندازه گیری مقدار pH آب فوق خالص دشوار است. این نه تنها به این دلیل است که آب با خلوص بالا حاوی آلودگی هایی (مانند دی اکسید کربن) است، بلکه به این دلیل است که PH متر ها دارای مقدار رسانایی پایینی هستند که بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، جذب تنها چند پی پی ام CO 2 می تواند باعث کاهش pH آب فوق خالص الکترودیالیز به حدود 4.5 شود. در اصل، آب هنوز هم کیفیت بالایی دارد.
دقیق ترین راه برای تعیین مقدار pH آب فوق خالص اندازه گیری مقاومت آن است. در یک مقدار مقاومت ثابت، pH در یک حد مشخص است. به عنوان مثال، اگر مقاومت 10.0 MΩ.cm باشد، pH باید در محدوده 6.6 تا 7.6 باشد. در زیر رابطه بین مقاومت و مقدار pH آب با خلوص بالا آمده است.
| نوشیدنی ها | مقدار PH |
|---|---|
| شیر | 6،5 |
| دیستیل سو | 5،8 |
| دور زدن | 4,0 … 5,0 |
| قهوه | 2،5 … 3،5 |
| آب پرتقال | 3،5 |
| نوشیدنی بدون الکل | 2,0 … 4,0 |
| کلا | 2،5 |
| شراب | 2،3 … 3،8 |
| اسید معده | 1,0 … 2,0 |
| اسید باتری | 1,0 |
در مقایسه با سایر نوشیدنی ها، به نظر می رسد آب دیونیزه شده دارای pH کمی اسیدی است.
بدن انسان از بافرها الکترودیالیز برای متعادل کردن مقدار pH استفاده می کند. اگر فردی غذای اسیدی مصرف کند، خون آن فرد شروع به تولید بی کربنات بیشتر و دی اکسید کربن کمتری می کند تا اسیدیته را خنثی کند. به همین ترتیب، خون با مصرف قلیایی دی اکسید کربن بیشتری و بی کربنات کمتری تولید می کند. در خاتمه می توان گفت که نوشیدن آب مقطر بدن انسان را در حالت اسیدی قرار نمی دهد.
منابع الکترودیالیز
- FNKemmer; کتاب راهنمای آب The Nalco; 2. نسخه; 1988
- www.purite.com
- دگرمونت؛ راهنمای تصفیه آب; چاپ ششم؛ 1991
- کتاب راهنمای آب خالص Osmonics; 2. نسخه; 1997