آب دیونیزه چیست؟
مصرف آب یک مسئله پیچیده است که از جوانب گوناگونی تحت تأثیر قرار میگیرد. از تصفیه و فیلتراسیون آب تا انتخاب نوع بطری یا پارچ، تمامی این عوامل میتوانند بر تجربه نوشیدن آب تأثیر بگذارند. این پیچیدگی را میتوان با توجه به ویژگیهای مختلف آب مانند آب مقطر و آب دیونیزه، به افزایش دید. اهمیت توجه به کیفیت آب بیش از پیش مشخص است، زیرا این میتواند تفاوتهای چشمگیری در استفاده از آب و حتی توصیههای مرتبط با نوشیدن آب ایجاد کند.
در این مقاله، به بررسی آب دیونیزه و کاربردهای آن خواهیم پرداخت، همچنین تفاوتهای آن با آب مقطر را مورد بررسی قرار خواهیم داد. در پایان، به سوال اصلی پرداخته و بررسی خواهیم کرد که آیا نوشیدن آب دیونیزه مورد تأیید است یا خیر!
یون ها، اتم ها یا مولکول های بارداری که در آب یافت می شوند دارای بار مثبت یا منفی خالص هستند. در بسیاری از فرآیندهایی که در آن از آب استفاده می شود، این یون ها ناخالصی محسوب می شوند و باید از آب خارج شوند.
به آبی که یون های آن خارج و کاملا خالص شده است آب یون زدایی شده یا دیونیزه (deionized water) می گویند.
همانطور که می دانید به یون های با بار مثبت کاتیون و یون های با بار منفی آنیون می گویند. رزین های تعویض یون به منظور تعویض کاتیون ها آنیون های نامطلوب با هیدروژن و هیدروکسیل و در نتیجه آن تشکیل آب خالص استفاده می شوند. از جمله یون هایی که در آب موجود هستند می توان به موارد زیر اشاره کرد:
کاتیون | آنیون |
کلسیم (Ca2+) | کلرید (Cl–) |
منیزیم (Mg2+) | سولفات (SO4‑2-) |
آهن (Fe3+) | نیترات (NO3–) |
منگنز (Mn2+) | کربنات (CO32-) |
سدیم (Na+) | سیلیکا (SiO2–) |
هیدروژن (H+) | هیدروکسیل (OH–) |
تعویض یون و کاربرد رزین کاتیونی در تولید آب دیونیزه:
1. توضیح در مورد رزینهای تعویض یون:
رزینهای تعویض یون یا رزینهای معطر یون، از بیدهای پلیمری ساخته شدهاند که دارای گروههای عاملی ساخته شده در بیدهای رزین هستند. این گروههای عاملی میتوانند دارای بار مثبت (کاتیونی) یا منفی (آنیونی) باشند. در مورد رزینهای کاتیونی، گروههای عاملی منفی هستند که یونهای دارای بار مثبت را جذب میکنند.
2. رزین کاتیونی:
رزین کاتیونی اسیدی ضعیف (WAC):
این نوع رزین کاتیونی دارای گروههای عاملی منفی است و به این ترتیب یونهای دارای بار مثبت را جذب میکند. از رزین WAC به خوبی در تخلیه یونهای کاتیونی مختلف مانند نمکهای کلسیم و منیزیم در فرآیند تولید آب دیونیزه استفاده میشود.
رزین کاتیونی اسیدی قوی (SAC):
رزینهای کاتیونی اسیدی قوی دارای گروههای عاملی منفی با قدرت بیشتری هستند و یونهای کاتیونی را با بازدهی بالاتری جذب میکنند. این نوع رزین معمولاً برای تولید آب دیونیزه با کیفیت بالاتر و حذف یونهای کاتیونی پیچیدهتر استفاده میشود.
3. کاربردهای رزین کاتیونی در تولید آب دیونیزه:
حذف یونهای کاتیونی:
رزین کاتیونی به خصوص در مراحل تصفیه آب برای حذف یونهای کاتیونی از جمله کلسیم، منیزیم و سایر یونهای فلزی استفاده میشود. این فرآیند بهبود کیفیت آب و حاصل آب دیونیزه را فراهم میکند.
استفاده در صنایع الکترونیک و داروسازی:
آب دیونیزه حاصل از رزین کاتیونی به عنوان یک محلول پاک و خالص، در صنایع الکترونیک و داروسازی برای فرآیندهای دقیق و حساس مورد استفاده قرار میگیرد.
استفاده در آزمایشگاهها و تحقیقات علمی:
آب دیونیزه تولید شده با استفاده از رزین کاتیونی، در آزمایشگاهها و تحقیقات علمی برای حاصل آوردن نتایج دقیق و قابل اعتماد استفاده میشود
تعویض یون با استفاده از رزینهای کات
یونی اسیدی ضعیف یا قوی، امکان تهیه آب دیونیزه با کیفیت مختلف را فراهم میکند و در صنایع مختلف به منظور بهبود کیفیت آب و استفاده در فرآیندهای مختلف کاربرد دارد.
تعویض یون چگونه انجام می شود؟
تعویض یون، یک فرآیند اساسی در تولید آب دیونیزه یا آب بدون مواد معدنی (DI Water) با استفاده از رزینهای تعویض یون است. این رزینها از بیدهای پلاستیکی کوچک تشکیل شدهاند که از زنجیرههای پلیمری آلی ساخته شده و دارای گروههای عاملی در بیدهای رزین هستند. هر گروه عاملی دارای بار مثبت یا منفی ثابت است.
رزینهای کاتیونی دارای گروه عاملی منفی هستند، بنابراین یونهای دارای بار مثبت را جذب میکنند. دو نوع رزین کاتیونی وجود دارد: کاتیون اسیدی ضعیف (WAC) و کاتیون اسیدی قوی (SAC). رزین کاتیونی با اسید ضعیف بهطور عمدتاً در دیآلکیلاسیون و دیگر کاربردهای منحصربهفرد به کار میرود. برای تولید آب دیونیزه از رزین کاتیونی اسیدی قوی استفاده میشود. این مقاله به توضیح کاربرد این نوع رزین میپردازد.
شرکت زلال طب شیمی تولید کننده آب دیونیزه آب مقطر با کیفیت آب دیونیزه 2بار تقطیر تا آب مقطر4 بار تقطیر | برای مشاهده محصولات آب دیونیزه کلیک کنید .
نحوه تعویض یون به کمک رزینهای تعویض یون برای تولید آب دیونیزه یا آب بدون مواد معدنی (DI Water) به صورت زیر است. رزینهای تعویض یون به شکل بیدهای پلاآبستیکی کوچکی با ساختار زنجیرهای پلیمری آلی تشکیل شده اند. این بیدها گروههای عاملی دارند که در بیدهای رزین موجود است و هر گروه عاملی دارای بار مثبت یا منفی ثابت است.
رزینهای کاتیونی دارای گروه عاملی منفی هستند و بنابراین یونهای دارای بار مثبت را جذب میکنند. این رزینها به دو دسته کاتیون اسیدی ضعیف (WAC) و کاتیون اسیدی قوی (SAC) تقسیم میشوند. از رزین کاتیونی با اسید ضعیف بهویژه در دیآلکیلاسیون و سایر کاربردهای منحصربهفرد استفاده میشود. برای تهیه آب دیونیزه، از رزین کاتیونی اسیدی قوی استفاده میشود و در این مقاله به کاربرد این نوع رزین پرداخته شده است.
رزینهای آنیونی دارای گروه عاملی با بار مثبت هستند و بنابراین یونهای با بار منفی را جذب میکنند. این رزینها به دو دسته آنیون باز ضعیف (WBA) و آنیون باز قوی (SBA) تقسیم میشوند. هر دو نوع رزین آنیونی برای تولید آب دیونیزه استفاده میشوند، اما ویژگیهای متفاوتی دارند.
رزینهای WBA قادر به حذف یونهای سیلیس و دیاکسید کربن نیستند و یا توانایی خنثیسازی اسیدهای ضعیف را ندارند. در سیستم بستر جداگانه دوگانه، pH آب پایینتر از خنثی خواهد بود.
رزینهای SBA تمامی آنیونهای مذکور و همچنین دیاکسید کربن را حذف میکنند. در سیستم بستر جداگانه دوگانه به دلیل رسوب سدیم، pH آب بالاتر از خنثی خواهد بود.
گاهی نیز از بسترهای مخلوطی شامل رزینهای SAC و SBA با هم استفاده میشود.
دیونیزاسیون چگونه انجام می شود؟
یونهای مختلف با قدرتهای مختلف توسط ذرات رزینی جذب میشوند. به عنوان مثال، کلسیم به اندازه بیشتر از سدیم به بیدهای رزین کاتیونی متصل میشود. هیدروژن بر روی ذرات رزین کاتیونی و هیدروکسیل بر روی ذرات رزین آنیونی جاذبه قوی با رزین ندارند. این عدم وجود جاذبه قوی به تبادل یون کمک میکند.
همانطور که کاتیونهای دارای بار مثبت بر روی دانههای رزین کاتیونی جذب میشوند و با هیدروژن (H+) مبادله میشوند، آنیونهای دارای بار منفی بر روی ذرات رزین آنیون جذب میشوند و با هیدروکسیل (OH–) مبادله میشوند. با ترکیب هیدروژن (H+) و هیدروکسیل (OH–)، آب خالص (H2O) تشکیل میشود.
در نهایت، همه مکانهای تبادل روی ذرات رزین کاتیونی و آنیونی پایان میپذیرد و مخزن دیگر آب دیونیزه تولید نمیکند. در این مرحله، ذرات رزین نیاز به بازسازی دارند تا دوباره برای استفاده آماده شوند.
در راستای تولید آب دیونیزه، رزین کاتیون با اسید کلریدریک (HCl) احیا می شوند. هیدروژن دارای بار مثبت است و بنابراین به آنیون های موجود در رزین کاتیونی متصل می شوند. رزین های آنیونی نیز با هیدروکسید سدیم احیا می شوند. هیدروکسیل دارای بار منفی است و خود را به کاتیون های موجود در رزین های آنیونی متصل می کنند.
انواع روش های دیونیزاسیون
دیونیزاسیون یک فرآیند شیمیایی است که از رزینهای تبادل یون بهره میبرد. در این فرآیند، یونهای هیدروژن و هیدروکسید با یونهای مواد معدنی محلول جایگزین میشوند و سپس دوباره ترکیب میشوند تا آب تولید شود. دیونیزاسیون قابلیت تولید آب بسیار خالصی را دارد، مشابه آب مقطر، زیرا اکثر ناخالصیهای غیرذرهای قادر به حل در نمک نیستند. با این حال، دیونیزاسیون نمیتواند مولکولهای آلی بدون بار اضافی و همچنین باکتریها و ویروسها را حذف کند، مگر اینکه از گیرافتادن اتفاقی در رزین استفاده شود. به این ترتیب، آب دیونیزه همچنان ممکن است مشکلات سلامتی را ایجاد کند.
اگر از رزینهای آنیون مخصوص و قوی استفاده شود، این فرآیند حتی میتواند باکتریهای گرم منفی را نیز از بین ببرد. علاوه بر این، الکترودیونیزاسیون میتواند به صورت مداوم و اقتصادی دیونیزاسیون را انجام دهد. در کل، سه نوع فرآیند دیونیزاسیون وجود دارد: جریان متقابل، جریان همزمان و بستر مختلط.
در فرآیند دیونیزاسیون، رزینهای تبادل یون نقش مهمی را ایفا میکنند. این رزینها با جذب یونهای موجود در آب، ناخالصیهای معدنی مثل کلسیم، منیزیم، سدیم، و پتاسیم را جذب میکنند. سپس یونهای هیدروژن و هیدروکسید با یونهای محلول مبادله میشوند و در نهایت، با ترکیب مجدد این یونها، آب خالص تولید میشود.
هرچند دیونیزاسیون میتواند آبی بسیار خالص تولید کند، اما برخی از مشکلات نیز وجود دارد. بهعنوان مثال، این فرآیند نمیتواند مولکولهای آلی بدون بار اضافی، مانند مواد آلی حل شده یا گلایکول، را حذف کند. همچنین، باکتریها و ویروسها نیز ممکن است در آب دیونیزه باقی بمانند. برای حل این مشکلات، میتوان از فرآیند گیرافتادن اتفاقی یا مواد جذبکننده آلی مناسب استفاده کرد.
از طرفی، اگر از رزینهای آنیونی مخصوص و قوی استفاده شود، میتوان به بهبود عملکرد دیونیزاسیون در حذف باکتریهای گرم منفی پرداخت. این رزینها قادر به جذب مواد آلی و حتی یونهای سمی نیز میباشند.
در علاوه، الکترودیونیزاسیون به عنوان یک روش مداوم و هزینهای برای انجام دیونیزاسیون مطرح است. این روش با استفاده از جریان الکتریکی برای حرکت یونها به سمت الکترودها، توانایی حذف یونهای مضر را دارد.
سه نوع فرآیند دیونیزاسیون به شرح زیر میباشند:
1. **جریان متقابل (Co-Current Flow):** در این فرآیند، آب به صورت متقابل با رزینهای آنیونی و کاتیونی در تصفیهگاه عبور میکند.
2. **جریان همزمان (Counter-Current Flow):** آب به صورت همزمان با رزینهای آنیونی و کاتیونی در تصفیهگاه عبور میکند، اما در جهت مخالف یکدیگر حرکت میکنند.
3. **بستر مختلط (Mixed Bed):** این فرآیند از ترکیب رزینهای آنیونی و کاتیونی در یک مخزن برای بهبود کیفیت آب استفاده میکند.
دیونیزاسیون جریان همزمان
دیونیزاسیون هم جریان مربوط به روند جریان پایین آب است. در این فرآیند، هم مواد شیمیایی بازسازی کننده و هم آب ورودیاز بالای ستون تبادل یونی وارد می شوند و هر دو از قسمت پایینی خارج می شوند. مواد شیمیایی بازسازی کننده به علت برخورد آن با رزین های پایینی در ستون تبادل یون، رقیق می شوند. در این فرآیند کیفیت آب نسبت به روش دیونیزاسیون جربان متقابل پایین تر است و همچنین هزینه بالاتری دارد.
دیونیزاسیون جریان متقابل
این فرآیند دارای دو شکل عمده است. اولین مورد ستون های با جریان بالا است. در این مکان، آب ورودی از پایین و مواد شیمیایی از بالای ستون تبادل یونی وارد می شوند. در روش دوم مواد شیمیایی از پایین و آب از بالای ستون وارد می شود. در این دو روش، جریان های آب ورودی و کیفیت آن، تجزیه و تحلیل آب مورد نظر و زمان کار بین باز آفرینی ها بر این اساس تنظیم شود. در میان سه نوع دیونیزاسیون آب، دیونیزاسیون جریان متقابل جذاب ترین روش برای تبادل یون است. مواد شیمیایی یا احیا کننده ها می توانند در جهت مخالف به سمت جریان خدمات جریان یابند. به این ترتیب ، زمان کمتری در برابر دیونیزاسیون همزمان لازم است.
علاوه بر این، کیفیت آب دیونیزه می تواند به اندازه 0.5 قطعه در میلیون باشد. در واقع، دیونیزاسیون جریان متقابل مزایای مختلفی دارد. برخی از آن ها شامل هزینه های کم تر و استفاده کم از محصولات احیا کننده در کل فرآیند هستند.
بستر مخلوط
در سیستمهای بستر دوگانه یا مخلوط، از نسبت 50:50 هر دو نوع رزین کاتیونی و آنیونی استفاده میشود. این مخلوط در یک ستون تبادل یونی متصل میشود و رزین کاتیونی همواره در ردیف اول این ستون قرار میگیرد. با ورود آب به مخزن حاوی رزین کاتیونی، تمام یونهای کاتیون به ذرات منفی در رزین کاتیونی جذب شده و با یونهای هیدروکسیل مبادله میشوند. در این مرحله، آنیونها از رزینهای کاتیونی عبور میکنند.
برای مثال، اگر کلرید کلسیم در آب وجود داشته باشد، یون کلسیم با بار مثبت به رزین کاتیونی متصل میشود و یون هیدروکسیل آزاد میشود. از طرف دیگر، چون کلرید دارای بار منفی است، به رزینهای کاتیونی متصل نمیشود. هیدروژن با بار مثبت به یون کلرید متصل شده و اسید کلریدریک تولید میشود. پساب حاصل از مبدل SAC دارای pH بسیار پایین و رسانایی بسیار بالاتری نسبت به آب تغذیه ورودی خواهد بود.
پساب حاصل از رزین کاتیونی، که خود دارای خاصیت اسیدی است، وارد مخزنی پر از رزینهای آنیونی میشود. رزین آنیونی آنیونهای با بار منفی مانند کلرید را جذب کرده و آنها را با یونهای هیدروژن مبادله میکند. این مبادله باعث ترکیب هیدروژن و هیدروکسیل میشود که نتیجه آن تولید آب است. در واقع، یک سیستم دوگانه به دلیل نشت سدیم H2O واقعی را تولید نمیکند. اگر سدیم از مخزن تبادل کاتیون عبور کند، با هیدروکسیل ترکیب شده و هیدروکسید سدیم را تشکیل میدهد که رسانایی بالایی دارد. نشت سدیم به این دلیل اتفاق میافتد که سدیم و هیدروژن دارای جذب بالایی در رزین کاتیونی هستند و گاهی یون سدیم خود را با یون هیدروژن مبادله نمیکند.
یون ها چگونه اندازه گیری می شوند؟
یون ها الکتریسیته را هدایت می کنند. جریان الکتریکی با استفاده از یون ها از آب عبور می کنند. در نتیجه با اندازه گیری رسانایی الکتریکی آب می توان فهمید که آب چه محتوای یونی ای دارد. هر چه مقدار یون های موجود در آب کمتر باشد، عبور برق دشوارتر است. بنابراین آب با مقدار رسانایی کمتر نسبت به آب با مقدار رسانایی بیشتر دیونیزه تلقی می شود.
فرق آب مقطر با آب دیونیزه
آب مقطر و آب دیونیزه اغلب امروزه با یکدیگر یکسان در نظر گرفته می شوند، اما این دو نوع آب متفاوت هستند. تقطیر یکی از قدیمی ترین اشکال تصفیه آب است و هنوز از آن استفاده می شود. محصول آب مقطر خالص و بدون آلودگی است. اما آب دیونیزه خالص تر از آب مقطر است.
- تقطیر و دیونیزاسیون دو روش متفاوت برای تصفیه آب هستند که روش دوم بسیار ارزان تر است.
- در تقطیر آلودگی ها و ناخالصی ها از آب جدا می شود اما در دیونیزاسیون یون های موجود در آب و همچنین ترکیبات آلی جدا می شوند.
- برای استفاده در آزمایشگاه ها و صنایع داروسازی معمولا از آب های فوق خالص استفاده می شود.
انواع دستگاه آب دیونیزه
انواع مختلفی از دستگاه های دیونایزر برای اهداف و صنایع مختلف وجود دارد. اما در کل چهار نوع دیونایزر اساسی وجود دارد:
- کارتریج یکبار مصرف
- مخازن مبادله قابل حمل
- واحدهای خودکار
- واحدهای پیوسته
کاربرد آب دیونیزه
آب دیونیزه به دلیل خلوص بالا و عدم حاویات ناخالصیهای معدنی و یونی، در بسیاری از حوزههای صنعتی و علمی کاربرد دارد. از جمله کاربردهای این آب میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1. کارهای میکروالکترونیک:
در تولید محصولات میکروالکترونیک، آب دیونیزه به عنوان یک حلال خالص و بدون ناخالصیهای معدنی استفاده میشود. این خصوصیت آن برای شستشوی نهایی تابلوهای مدار چاپی و تجهیزات الکترونیک بسیار مناسب است.
2. داروسازی و پزشکی:
آب دیونیزه در داروسازی به عنوان محلول حل کننده برای داروهای جامد مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین، در پزشکی برای تهیه مخلوط مواد شیمیایی و محلولها در آزمایشگاهها به کار میرود.
3. صنایع محصولات مراقبتی و آرایشی:
آب دیونیزه به عنوان یک ماده اولیه مهم در تولید محصولات مراقبتی از پوست و آرایشی مورد استفاده قرار میگیرد.
4. تولید مواد ساختمانی:
آب دیونیزه در تولید سرامیک، شیشه، چوب و سایر مواد ساختمانی به عنوان حلال کاربرد دارد.
5. تولید باتریها:
برای تهیه الکترولیتها در باتریهای آلکالین و اسید-باز از آب دیونیزه استفاده میشود.
6. ضد یخ:
آب دیونیزه برای رقیق کردن مواد شیمیایی غلیظ در ضد یخها به کار میرود.
7. شستشوی دستگاهها و تجهیزات الکترونیک:
برای شستشوی نهایی تجهیزات از قلیاها و اسیدها پس از پردازش عملیات تکنولوژیکی در صنعت الکترونیک از آب دیونیزه استفاده میشود.
8. پرکردن سیستمهای خنک کننده:
آب دیونیزه به دلیل عدم ایجاد رسوب نمک در سیستمهای خنک کننده به خوبی به عنوان ماده خنک کننده استفاده میشود.
9. پاککننده برای عطرها:
به عنوان یک حلال خالص، آب دیونیزه میتواند در ترکیب عطرها به کار رود.
10. پاککننده و شوینده:
به دلیل خالصی و بدون ناخالصیهای معدنی، از آب دیونیزه به عنوان یک پاککننده و شوینده در موارد مختلف استفاده میشود.
11. خنک کننده دستگاههای خانگی:
پرکردن دستگاههای بخار و آهن با آب دیونیزه میتواند از رسوب مواد معدنی جلوگیری کرده و عمر آنها را افزایش دهد.
12. فرآیندهای صنعتی:
بسیاری از فرآیندهای صنعتی نیاز به استفاده از آب خالص دارند.
استفاده از آب دیونیزه به عنوان یک پاک کننده بدون استفاده از مواد شیمیایی، یک روش نوین و محیطزیستی است که از آن به عنوان یک پاککننده ایمن و سبز میتوان بهرهمند شد.
از آب دیونیزه می توان در کارهای میکروالکترونیک و داروسازی به منظور حل داروهای جامد در پزشکی برای کارهای عمومی استفاده کرد. همچنین از این آب به عنوان یکی از اساسی ترین مواد اولیه در تولید محصولات مراقبتی و آرایشی نام برده می شود. همچنین آب دیونیزه یک حلال خوب در تولید سرامیک، شیشه، چوب و… می باشد. از دیگر کاربردهای آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
مزایای استفاده از آب دیونیزه
آب دیونیزه در بسیاری از محیط های کارخانه و تولید، آب انتخابی است زیرا تولید کنندگان می خواهند از تجمع نمک در ماشین آلات جلوگیری کنند. آب دیونیزه ممکن است برای خنک کردن، روانکاری ماشین آلات و سایر کاربردها در یک محیط صنعتی استفاده شود. آب دیونیزه می تواند برای تولید لوازم آرایشی، داروها و همچنین فرآوری غذاها استفاده شود. همچنین می توان از آب دیونیزه برای لنز به منظور پاکسازی و تمیز نگه داشتن آن استفاده کرد. در همین حال، برخی از کارشناسان بهداشتی آب دیونیزه را برای استفاده کوتاه مدت فقط برای سم زدایی بدن توصیه می کنند. با این حال، اگر سم زدایی را از این طریق انتخاب می کنید، باید از مشاوره یک متخصص بهداشت استفاده کنید. به گفته سازمان بهداشت جهانی، آنها می توانند پیشرفت شما را زیر نظر داشته باشند تا مطمئن شوند که در مصرف آن زیاده روی نکنید.
معایب استفاده از آب دیونیزه
آب دیونیزه می تواند برای سلامتی شما مضر باشد. در حالی که نگرانی های جدی در مورد اینکه چگونه آب دیونیزه می تواند بر سلامتی فرد تأثیر بگذارد وجود دارد، بهتر است از آن فقط برای مقاصد صنعتی استفاده شود. در اینجا برخی از خطرات آن را بیان می کنیم:
جذب یون ها در بدن
از آنجاییکه این آب در ابتدا فاقد یون است، وقتی آن را بنوشید، می تواند یون های بدن شما را جذب کند. این می تواند مواد معدنی موجود در بافت های شما مانند منیزیم و کلسیم را که به راحتی جذب آب دیونیزه می شوند، از بدنتان حذف کند. اگرچه آب منبع مهم منیزیم و کلسیم نیست، اما می تواند به نیازهای روزانه مردم کمک کند. بنابراین، شما با نوشیدن آب دیونیزه مصرف مواد مغذی ضروری را محدود می کنید.
آب دیونیزه مزه بدی دارد ؟
آب دیونیزه عاری از یون و مواد معدنی است. به همین دلیل ممکن است طعم بدی داشته باشد. جوانه های چشایی شما ممکن است به مرور زمان با طعم آنها سازگار شود. همچنین، آب دیونیزه برخلاف انواع دیگر آب، نوشیدنی مناسبی برای رفع تشنگی نیست.
خطر فلزات سمی
اگر آب دیونیزه خود را از شیر بگیرید ، ممکن است در معرض آلودگی فلزات سمی باشید. آب دیونیزه شده در مقایسه با آب معدنی مستعد جذب فلزات موجود در ظرف است، زیرا پایداری کمتری از آب دارد. آب معمولی حاوی منیزیم و کلسیم است که به جلوگیری از مواد سمی در آب آشامیدنی کمک می کند و این را نمی توان در آب دیونیزه یافت. کلسیم و منیزیم آب را تثبیت کرده و به عنوان یک ماده ضد سمی روی آن عمل می کند.
جمع بندی
به طور خلاصه، اگرچه می توانید آب دیونیزه بنوشید، اما همیشه به یاد داشته باشید که طبق نظر گروه فیزیک ایلینوی، همه آنها برای مصرف عموم مناسب نیستند. این به این دلیل است که آب دیونیزه شده در آزمایشگاه و شرکت های بزرگ تولید کننده حاوی رزین های تخصصی است که یون ها را حذف می کند. به این ترتیب، این رزین ها می توانند اثرات مضر بر بدن شما داشته باشند.
با این حال، اگر آب دارای برچسب نوشیدن آن بی خطر است، باشد می توانید آن را استفاده کنید. در غیر این صورت، محصولاتی را که 100٪ از ایمنی آنها مطمئن نیستید، مصرف نکنید. همچنین، از رژیم غذایی متعادل استفاده کنید تا یون های از دست رفته در تصفیه آب با غذایی که می خورید جایگزین شود.
آبی که می نوشید ضد عفونی و فیلتر می شود تا نوشیدن آن ایمن شود. و هنوز حاوی مواد معدنی است. دیونیزاسیون آب این مواد معدنی را خارج می کند تا آب خالص بیشتری ایجاد شود. در حالی که از آب دیونیزه استفاده می شود، حذف مواد معدنی همیشه گزینه مناسبی نیست. بنابراین اگر قصد دارید یک فیلتر آب نصب کنید که بتواند آب را دیونیزه کند، ابتدا با یک متخصص صحبت کرده و با مزایا و معایب این نوع آب آشنا شوید.
در دنیای تصفیه تخصصی آب، آب دیونیزه به عنوان یک راه حل قابل توجه و ضروری برجسته می شود. در این مقاله به بررسی قلمرو جذاب آب دیونیزه می پردازیم و به بررسی تولید، کاربردها و ارتباط آن با شرکت مشهور زلال طب شیمی، تولید کننده برجسته آب دیونیزه و لوازم یکبار مصرف دندانپزشکی می پردازیم.
مقدمه: آب دیونیزه چیست؟
آب دیونیزه که اغلب به اختصار آب DI نامیده می شود، نوعی آب بسیار تصفیه شده است که تمام یون های معدنی آن مانند سدیم، کلسیم و کلرید حذف شده است. این فرآیند منجر به تولید آب فوق العاده خالص با طیف گسترده ای از کاربردها در صنایع مختلف از جمله مراقبت های بهداشتی، دارویی، الکترونیک و آزمایشگاه ها می شود.
نقش آب دیونیزه شده در صنایع
آب دیونیزه به دلیل خواص منحصر به فرد خود به عنوان یک جزء حیاتی در بسیاری از صنایع عمل می کند. رسانایی کم آن آن را برای تولید لوازم الکترونیکی و نیروگاه ها ایده آل می کند، جایی که هر گونه ناخالصی می تواند منجر به آسیب شود. علاوه بر این، یک عنصر ضروری در فرمولاسیون های دارویی است که خلوص داروها را تضمین می کند.
شرکت زلال طب شیمی: مروری اجمالی
شرکت زلال طب شیمی تولید کننده مشهور آب دیونیزه است که به دلیل تعهد به کیفیت و نوآوری شناخته شده است. این شرکت که با چشم اندازی برای ارائه خالص ترین شکل آب برای کاربردهای مختلف تأسیس شده است، به نامی قابل اعتماد در صنعت تبدیل شده است.
فرآیند تولید آب دیونیزه
تولید آب دیونیزه شده شامل یک سری فرآیندهاست که یون ها، مواد معدنی و ناخالصی ها را از منبع آب حذف می کند. این فرآیندها شامل تبادل یونی، تقطیر و اسمز معکوس است که در نهایت منجر به آب با سطح رسانایی نزدیک به صفر می شود.
تضمین کیفیت در شرکت زلال طب شیمی
کیفیت ویژگی بارز آب دیونیزه شرکت زلال طب شیمی است. آزمایشهای دقیق و اقدامات کنترل کیفیت برای اطمینان از اینکه هر قطره آب با بالاترین استانداردها مطابقت دارد و خلوص و سازگاری را تضمین میکند، اجرا میشود.
کاربردهای آب دیونیزه در لوازم دندانپزشکی
در زمینه دندانپزشکی، آب دیونیزه نقش حیاتی به ویژه در تولید لوازم دندانپزشکی دارد. این به طور گسترده در فرآیند تولید اقلام یکبار مصرف دندانپزشکی استفاده می شود و اطمینان حاصل می کند که محصولات نهایی با استانداردهای بهداشتی دقیق مورد نیاز در عمل های دندانپزشکی مطابقت دارند.
تقاضای صنعت دندانپزشکی برای آب با کیفیت بالا
متخصصان دندانپزشکی برای روشهای مختلف، از جمله تمیز کردن و استریلیزاسیون، به آب دیونیزه شده تکیه میکنند. صنعت دندانپزشکی برای حفظ ایمنی بیمار و اثربخشی درمان ها، آب با بالاترین کیفیت را می طلبد.
سینرژی: آب دیونیزه شده و تجهیزات دندانپزشکی
آب دیونیزه نیز در تجهیزات دندانپزشکی برای جلوگیری از تجمع مواد معدنی و خوردگی استفاده می شود. خلوص آن طول عمر ابزارهای دندانپزشکی را افزایش می دهد و عملکرد بهینه آنها را تضمین می کند.
مزایای استفاده از آب دیونیزه در مطب های دندانپزشکی
مزایای استفاده از آب دیونیزه در عمل های دندانپزشکی بسیار زیاد است. دقت رویه های دندانپزشکی را افزایش می دهد، خطر آلودگی را کاهش می دهد و رفاه کلی بیمار را ارتقا می دهد.
تاثیر محیطی: پایداری و آب دیونیزه
شرکت زلال طب شیمی با تاکید بر مصرف مسئولانه آب و شیوه های دوستدار محیط زیست در عملیات خود به پایداری متعهد است. آب دیونیزه شده، به عنوان یک محصول کلیدی، به دلیل حداقل تأثیر زیست محیطی با این تعهد همسو است.
بازار رو به رشد لوازم دندانپزشکی
بازار لوازم دندانپزشکی در مسیر صعودی ثابتی قرار دارد که ناشی از افزایش تقاضا برای مراقبت های دندانی با کیفیت است. شرکت زلال طب شیمی با ارائه محصولات درجه یک به متخصصان دندانپزشکی در سراسر جهان در خط مقدم این بازار ایستاده است.
چرا شرکت زلال طب شیمی متمایز است
آنچه شرکت زلال طب شیمی را متمایز می کند، تعهد آن به تعالی، نوآوری و رضایت مشتری است. آب دیونیزه شده و لوازم دندانپزشکی آنها مورد اعتماد پزشکان دندانپزشکی در سراسر جهان است.
رضایت مشتری و بازخورد
نظرات مشتریان همواره منعکس کننده رضایت مشتریانی است که محصولات شرکت زلال طب شیمی را انتخاب کرده اند. تعهد این شرکت به کیفیت و خدمات، آنها را به یک پایگاه مشتری وفادار تبدیل کرده است.
نتیجه گیری: طلای مایع – آب دیونیزه شده
در نتیجه، آب دیونیزه یک ماده قابل توجه با مجموعه ای از کاربردها، به ویژه در صنعت دندانپزشکی است. تعهد شرکت زلال طب شیمی به تولید آب دیونیزه با کیفیت بالا و لوازم دندانپزشکی، آنها را به یک پیشرو در صنعت تبدیل می کند و به مراقبت های بهداشتی دهان و دندان بهتر در سراسر جهان کمک می کند.
تصفیه آب دمین چیست ؟
به فرآیندهای شیمیایی شامل حذف کلسیم، سولفات و منیزیم و تهیه آب خالص اصطلاحا آب دمین گفته میشود و از آن برای استفاده در دیگ های بخار با فشاربالا، صنایع الکترونیکی و صنایعی که نیاز به آب فوقالعاده خالص دارند، بکار میرود. رزین، پرکاربردترین ماده شیمیایی برای حذف آنیون و کاتیون ها در آب میباشد که در آن یون های H+ و OH- با یکدیگر در تعامل هستند.
آب دیونیزه چیست؟
زدودن مواد معدنی از آب برای حذف یون ها را دیونیزه کردن میگویند که اینکار معمولا بوسیله رزین انجام میگیرد، در فرآیند رزین یون ها از آب جداسازی شده و آب بدون یون بدست میآید که از آن با نام ( آب دمین یا دیونیزه ) یاد میکنند.
درواقع آبی است که در آن یون های نمکی و معدنی مانند سدیم، کلرید، بیکربنات و سولفات از آن جداسازی شده باشند تا در تاسیسات، بویلرها و پکیج ها ایجاد خورندگی، گرفتگی و تشکیل رسوب ننماید، از جمله موارد استفاده از آن میتوانیم به سیستم خنککننده کورههای ذوب، بیمارستانها، صنایع الکترونیک، آزمایشگاه ها و آبکاری قطعات اشاره کنیم.
کجاها از آب دمین استفاده میشود؟
همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم بیشتر صنایع حساس نیاز به استفاده از آب دمین یا دیونیزه دارند و رزین های آنیون و کاتیون را برای تبادل یونی بکار میبرند. از آنجاکه قیمت آب دمین کمی گران است، استفاده کنندگان از این سیستم ها مجبورند تا رزین ها را پس از مدتی زنده یا احیاء کنند و مجددا به چرخه تولید برگردانند.
- برای تغذیه دیگ های بخار فشار بالا
- در الکترونیک و تراشه های کامپیوتری
- در صنعت لیزر و برشکاری
- کپسول های آتشنشانی
- در صنایع پزشکی، دارویی و درمانی
کیفیت آب فوق خالص دمین را نمیتوان با آب مقطر یکی دانست زیرا روش بدست آوردن آن کمی سخت تر و نیازمند دانش فنی میباشد.
تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه “دمین” چیست؟
در آب مقطر که با فرآیند جوشاندن و تبخیر بدست میآید، مقداری ناخالصی یونی وجود دارد اما، آب دیونیزه یا آب دمین علاوه بر آنکه فرآیند آب مقطر بر روی آن اجرا میشود بوسیله فیلترهای میکرونی تمام ناخالصی های یونی از آب جدا میشود.
موارد استفاده از آب مقطر:
- بعنوان حلال برای تهیه محلول
- شستن و تمیزکردن ظروف
- در پزشکی
- خوراک برای تهیه آب خالص و فوق خالص
- برای کالیبره کردن قطعات و لوازم صنعتی حساس
موارد استفاده از آب دیونیزه یا دمین :
- بعنوان ماده اصلی برای خنک کردن
- آزمایشات حساس و بیولوژیکی
- تولید مواد شیمیایی و اسپری ها
- عطر و اودکلن
- بهداشتی و آرایشی
تفاوت آب دیونیزه یا دمین با آب مقطر:
در تعریف آب مقطر باید بگوییم که از تقطیر و جوشاندن و سپس خنک کردن بدست میآید. برای بدست آوردن آب مقطر از طریق تبخیر شما میتوانید هر نوع آبی را بخار کرده و توسط کندانسور یا خنککننده ها، آنرا سرد و بخار را به آب تبدیل کنید. البته روش های دیگری به غیر از تبخیر مانند استفاده از سیستم RO که در آن، آب از دو مرحله غشاء عبور میکند نیز وجود دارد که اصطلاحا به آن دابل RO میگویند.
در روش تقطیر به صورت سنتی، پس از عملیات تبخیر ممکن است هنوز مقداری ناخالصی در آب وجود داشته باشد، زیرا منبع اولیه آب که میتوانسته آب چشمه، لوله کشی یا شهری باشد مقداری املاح در خود داشته که پس از تبخیر از بین نرفته اند. اما در آب دیونیزه یا دمین، منبع یا خوراک اصلی آب باید از ستون های رزینی عبور کند تا ابتدا آنیون ها و کاتیون های آب که شامل مواد معدنی بسیاری هستند را جداسازی و سپس مراحل بعدی یعنی تقطیر یا RO را بر روی آن انجام دهند.
آب دیونیزه چیست؟
در آب های تصفیه شده، یون هایی وجود دارد که برای بدن انسان مضر هستند. به آبی که یون های مضر آن زدوده شده، آب دیونیزه یا آب یون زدایی شده (Deionized Water) می گویند. البته لازم به ذکر است که برخی از املاح معدنی برای بدن لازم هستند و نباید از آب جدا شوند. از جمله یون های مضر برای بدن میتوان به کلسیم، سدیم، منیزیم ، آهن و غیره اشاره کرد.
کلیه واکنش های شیمیایی، بیوشیمیایی و درنهایت بیولوژیکی در محیط آبی صورت می گیرد. به همین دلیل کلیه پیوندهای بین مولکولی خصوصا پیوندهای یونی، واندروالسی، الکترواستاتیک و هیدروژنی که پایه و اساس واکنش های آزمایشگاهی هستند تحت تاثیر مواد محلول و غیرمحلول آب قرار می گیرند. بنابراین می توان گفت مهمترین ماده شیمیایی مورد استفاده در یک آزمایشگاه، مرکز تحقیقاتی و یا کارخانه های تولید محصولات شیمیایی و غذایی، آب خالص می باشد که تاکنون تهیه آن با روش های متداول به علت مصرف انرژی بالا، پساب بسیار زیاد آن و هزینه های نگهداری آن، مشکلات فراوانی را برای آزمایشگاه ها بوجود می آورده است.
خوشبختانه با استفاده از فن آوری های جدید در عرصه تصفیه و تخلیص آب که در چند سال اخیر رواج یافته این مشکل تا حد بسیار زیادی حل شده است تا آنجا که می توان خلوص آب را تا هدایت الکتریکی معادل 0.56µs/cm نیز که حد نهایی تخلیص آب می باشد رساند. در صورتی که با روش های تقطیر در شرایط بسیار مطلوب و به صورت دوبار تقطیر حداکثر می توان خلوص آب را معادل 1µs/cm رساند که آن نیز به علت گرمای زیاد آب تولیدی ناپایدار بوده و به سرعت ذرات معلق هوا را جذب خود می کند.
چگونه آب دیونیزه درست کنیم؟
به طور کلی فرایند خالص سازی آب شامل 4 روش زیر می باشد:
1- تقطیر Distillation
2- جذب Adsorption
3- تبادل یونی Ion Exchange
4- اسمز معکوس Reverse Osmosis (RO)
روش اول روش سنتی و قدیمی تهیه آب خالص و سه روش بعدی نسبتا روش های جدیدی هستند.
تقطیر آب
این روش از روش های قدیمی خالص سازی آب است که شامل پروسه جوشاندن آب و عبور دادن بخار آن از یک خنک کننده که توان خنک کردن آن را تا حد مایع داشته باشد، می باشد.
انواع جدید آب مقطر گیرها شامل بویلر و مبرد شیشه ای اند و بهترین نوع المنت از نوع المنت هایی با روکش شیشه ای از جنس سیلیکا می باشد. المنت های متداول که با برق 220-240V یا سه فاز کار می کنند مصرف برقی حدود 3kw در ساعت دارند و 4lit در ساعت آب مقطر تولید می کنند و بالطبع آب مقطرگیرهایی که 8lit در ساعت آب مقطر و یا 4lit در ساعت آب مقطر دو بار تقطیر تولید می کنند 6kw در ساعت مصرف برق دارند.
لازم به ذکر است که برای خنک کردن بخار آب بوجود آمده در هر ساعت نیاز به 60 لیتر آب خنک داریم یعنی به ازای هر 1 لیتر محصول 15 لیتر پساب خواهیم داشت.
حذف مواد آلوده کننده بستگی به نوع طراحی آب مقطرگیری دارد. افزایش بیش از حد دمای آب در بویلر می تواند باعث پرتاب قطرات آب به درون مبرد شده و موجب تداخل مقداری آلودگی در آب مقطر گردد. در ضمن عدم کنترل حرارت باعث حضور مواد با نقطه جوش پایین مانند الکل ها در آب می شود. بیشترین حد خلوص آب در این روش در بهترین نوع طراحی دستگاه بیش از 1µs/cm می باشد که آنهم به دلیل حرارت بالای آب خروجی که گاهی تا 60 درجه سانتیگراد نیز می رسد و در پی آن جذب ذرات معلق و گازهای هوا ناپایدار بوده و افزایش می یابد. به طوری که در اغلب موارد با حل شدن CO2 هوا در آب به صورت H2CO3 شاهد پایین آمدن pH آب در حد 4.5 تا 5 خواهیم بود.
درنهایت به علت وجود نمک های کلسیم و منیزیم که به عنوان سختی آب درنظر گرفته می شوند رسوب آنها روی بویلر و المنت شستشوی آب مقطرگیری را با اسید کلریدریک به طور متناوب و در برخی مناطق با سختی آب بالا حتی 3 بار در هفته باید انجام داد که خود یکی از مشکلات عدیده این روش می باشد. آب دیونیزه آبی است عاری از یون با حداقل مقاومت الکتریکی 1MΩ.cm (یا حداکثر هدایت الکتریکی 1µs/cm)
آب دیونیزه به علت نداشتن یون های تداخل کننده در واکنش های شیمیایی و داشتن pH خنثی امروزه کاربرد وسیعی در انجام آزمایشات یافته است به طوری که تا حد قابل توجهی دقت آزمایش را افزایش می دهد. و بدین جهت دستگاه دیونایزر یکی از ضروریات آزمایشگاه های بزرگ و مجهز دنیا شمرده می شود و در حال حاضر اغلب مراکز تحقیقاتی- آزمایشگاهی مجهز به دیونایزر جهت انجام آزمایشات حساس از قبیل HPLC، الکتروفورز، آزمایش های براساس سنجش ایمنی (ELISA،RIA،IRMA کمی لومینسانس)، ساخت محیط کشت های میکروبی (که pH آب اهمیت ویژه ای دارد)، ساخت بافرهای آزمایشگاهی، استفاده در اتوآنالایزرهای حساس بیوشیمیایی (از قبیل سری اتو آنالایزرهای هیتاچی)، استفاده در دستگاه های سنجش یون (Flame Photometer) و ساخت محلول های استاندارد می باشند.
در حال حاضر تنها روش در دسترس که می توان بوسیله آن آب دیونیزه در حد 0.1µs/cm بدست آورد. استفاده از ستون های رزینی می باشد و روش های دیگر به تنهایی قادر به رساندن آب تا این درجه خلوص نیستند.
از طرفی مشکل رزین های اشباع سریع آنها می باشد (بسته به نوع آب ورودی از چند روز تا چند هفته) که سابقا برای حل این مشکل از ستون های متعدد و بزرگ رزینی جهت دیونیزه کردن آب استفاده می شد تا مدت اشباع رزین ها افزایش یابد.
جدیدا با استفاده از ترکیب سه روش جذب (فیلترهای پلی پروپیلنی و کربن)، تبادل یونی (رزین) و اسمزمعکوس (فیلتر غشایی) توانسته اند زمان اشباع رزین ها را تا چندین ماه افزایش دهند.
روش جذب
این روش بوسیله فیلترهای پلی پروپیلنی، سرامیک-کوارتز و انواع فیلترهای کربن (گرانول یا اکتیو) انجام می شود. این فیلترها با جذب ناخالصی های مختلف می توانند آب را تا حد میکرون پیش تصفیه کنند.
فیلترهای سرامیکی و کوارتز عمل جذب مواد آلی ا قبیل نیترات ها و بسیاری از میکروارگانیسم ها را به عهده دارند.
تبادل یونی
در روش تبادل یونی رزین های کاتیونی عمل تبادل یون را انجام می دهند.
رزین ها می توانند به صورت Two Bed (دوبستری)، Mixed Bed (بستر مخلوط) مورد استفاده قرار گیرند.
در روش دوبستری رزین های کاتیونی و آنیونی به صورت مجزا در دو ستون قرار می گیرند. آب ابتدا وارد ستون کاتیونی شده و عمل تبادل یون های مثبت با H+ رزین ها انجام می شود. سپس وارد ستون آنیونی شده و دیون های منفی نیز با گروه OH- رزین ها جایگزین می شود و در نهایت یون های H+ و OH- آزاد به صورت H2O حاصل می شوند.
سیستم بستر مخلوط (Mixed Bed)، مخلوطی از رزین های کاتیونی و آنیونی با نسبت خاصی است که در یک ستون قرار می گیرند و عملی مشابه سیستم دوبستری را به صورت یکجا انجام می دهند با این تفاوت که در این روش به علت بوجود نیامدن محیط اسیدی بعد از ستون کاتیونی مناسب تر از روش قبلی است و محصول بهتری ارایه می کند.
در هر صورت استفاده از رزین به صورت مستقیم نتیجه ای جز اشباع سریع آن در پی نخواهد داشت. لذا می توان با استفاده از یک سیستم پیش تصفیه و علاوه بر آن استفاده از روش بسیار کارای اسمزمعکوس قبل از رزین این نقیصه را رفع کرده و عمر رزین را تا چندین ماه افزایش دهیم.
اسمز معکوس
در این روش با استفاده از یک غشای نیمه تراوا توسط خاصیت اسمزی می توان آب خالص با درجه خلوص بسیار بالا تهیه نمود.
اسمز معکوس برخلاف خاصیت اسمزی عمل می نماید. بدین صورت که در شرایط طبیعی آب از محلول رقیق تر در یک سمت از غشا اسمزی (Membrane) عبور کرده و به محلول غلیظ تر اضافه می شود تا آنجا که غلظت محلول های طرفین برابر گردد. در حین این انتقال فشاری متناوب با اختلاف غلظت محلول ها ایجاد می شود. که به آن فشار اسمزی گویند. اما در اسمز معکوس این فرایند به صورت معکوس عمل می کند بدین صورت که با ایجاد فشار بر روی محلول غلیظ تر، جهت انتشار آب عوض شده و از محلول غلیظ تر به سمت رقیق تر حرکت می کند و آب آلوده بسیار غلیظ به صورت پساب خارج می شود. این سیستم توانایی کاهش مواد محلول را تا 99% و حذف باکتری ها، ویروس ها و دیگر میکروارگانیسم ها را تا 99.9% دارا می باشد.
بعد از این سیستم می توان با قرار دادن یک کارتریج کوچک بستر مخلوط رزین (Mixed Bed) به عنوان پولیش دهنده، کلیه ذرات یونی باقیمانده را جدا نمود.
انرژی مصرفی این سیستم بسیار پایین بوده و فقط جهت ایجاد فشار معادل 150psi برای عبور آب از غشا اسمزی نیاز است که حدودا برابر 0.1kw/h می شود که خیلی پایین تر از مصرف دستگاه های تقطیر میعانی است. پساب نیز بسته به نوع ورودی آب بین 1/3 الی 2/3 می باشد که در مقایسه با تقطیر (15 لیتر پساب به ازای 1 لیتر آب مقطر) بسیار پایین است.
همانطور که ملاحظه شد این سیستم ترکیبی، با قابلیت بسیار بالا و تولید محصول منحصر به فرد و طول عمر بالا می تواند بدون اتلاف انرژی و آب و دبی خروجی مناسب پاسخگوی نیاز آب خالص مراکز آزمایشگاهی- تحقیقاتی باشد.
آب دیونیزه که با نام “DI Water” نیز شناخته می شود، در یک تعریف ساده، اشاره به فرآیند دیونیزاسیون و حذف یون ها دارد. یون ها نیز، اتم ها یا مولکول های موجود در آب هستند که دارای بار الکتریکی خالص منفی یا مثبت اند. هنگامی که از آب به عنوان بخشی از یک محصول دیگر مانند شستشو دهنده ها یا پاک کننده ها استفاده می شود، این یون ها در واقع، نوعی ناخالصی محسوب می شوند. در نتیجه باید از آب حذف گردند. اشاره کردیم که یون ها دارای دو بار مثبت و منفی هستند. یون های دارای بار مثبت با نام “کاتیون” و یون های دارای بار منفی با نام”آنیون” شناخته می شوند. به منظور تولید آب خالص (H20) خالی از یون، رزین های تبادل یونی، با هیدروژن و هیدروکسیل استفاده می شوند تا بتوانند به ترتیب یون های مثبت و منفی را از بین ببرند. آب آشامیدنی شهری، اغلب به شکل طبیعی، حاوی آنیون های کلریدها (Cl-)، سولفات ها (SO4–)، نیترات (NO3)، کربناتها (CO3–)، سیلیس (SiO2-)، هیدروکسیل (OH-) و کاتیون های کلسیم (Ca++)، منیزیم (Mg++)، آهن (Mg++)، منگنز (Mn++)، سدیم (Na+) و هیدروژن (H+) است.
روش تولید آب دیونیزه
گفتیم که برای تولید آب دیونیزه یا آب غیر معدنی یا همان DI Water، از رزین های تبادل یونی استفاده می شود. رزین های تبادل یونی، دانه های پلاستیکی کوچکی اند که از زنجیره های پلیمری آلی تشکیل شده و دارای گروه های عاملی باردار مثبت یا منفی هستند. این بارها ثابت بوده و برای یون های مثبت و منفی به شکل جداگانه استفاده می شوند. بدین نحو که رزین کاتیونی دارای یک گروه عملکردی منفی است و می تواند یون های دارای بار مثبت را جذب کند. رزین های کاتیونی دو نوع کاتیون اسید ضعیف (WAC) و کاتیون اسید قوی(SAC) هستند. رزین های کاتیونی اسید ضعیف، اغلب در دکالیزاسیون و سایر کاربردهای منحصر به فرد به کار گرفته می شود. از این رو در اینجا، بیشتر به نقش رزین های کاتیونی اسیدی قوی که در تولید آب دیونیزه استفاده می شوند، می پردازیم.
رزین های آنیون نیز به همان نحو، دارای یک گروه عملکردی مثبت اند که می تواند یون های دارای بار منفی را جذب کند. این رزین ها نیز در دو نوع آنیون باز ضعیف (WBA) و آنیون باز قوی (SBA) وجود دارند که هر دو نوع به منظور تولید آب دیونیزه استفاده می شوند، با این حال، دارای ویژگی های متفاوتی هستند. برای مثال رزین های باز ضعیف، نمی توانند سیلیس و C02 را حذف کنند و یا تنها توانایی خنثی سازی اسیدهای ضعیف را دارند. این رزین ها در هنگام استفاده در سیستم بستر دوگانه مجزا، pH کمتر از خنثی نشان می دهند. اما رزین های باز قوی، کلیه آنیون ها از جمله C02 را حذف کرده و به سبب نشت سدیم هنگام استفاده در یک سیستم بستر مجزا، PH بالاتر از خنثی نشان می دهند. برخی از رزین های ترکیبی نیز، از ترکیب رزین های SAC و SBA استفاده می کنند.
برای تولید آب دیونیزه، رزین کاتیونی با اسید هیدروکلریک (HCl) بازسازی می شود. از آنجا که هیدروژن (H+) دارای بار مثبت است، در نتیجه خود را به رزین کاتیونی با بار منفی متصل می کند. در مقابل رزین آنیون با هیدروکسید سدیم (NaOH) بازسازی می شود و بار منفی هیدروکسیل (OH-)، آن را به رزین آنیونی با بار مثبت متصل می کند. یون های مختلف به مهره های رزین با قدرت های متفاوت جذب می گردند. برای مثال، کلسیم بیشتر از سدیم جذب یک رزین کاتیونی می شود، اما هیدروژن روی رزین کاتیونی و هیدروکسیل روی رزین آنیونی جاذبه زیادی ندارند. این دقیقا همان فرآیندی است که تبادل یونی را میسر می کند.
هنگامی که کاتیون های دارای بار مثبت در بین دانه های رزین کاتیون جریان پیدا می کنند، کاتیون ها با هیدروژن (H+) مبادله می شوند. به همین نحو، آنیون های دارای بار منفی نیز، حین جریان در میان رزین های آنیون، منجر به تبدیل آنیون ها به هیدروکسیل (OH-) می شوند. در این هنگام، از ترکیب هیدروژن و هیدروکسیل را ترکیب می کنید، H20 یا آب خالص و دیونیزه تشکیل می شود.
تفاوت آب دیونیزه با آب مقطر
شاید فکر کنید که آب دیونیزه همان آب مقطر است و می توان آن ها را به جای هم به کار برد. اما چنین نیست. آب مقطر، آب تمیز شده ای است که از طریق جوشاندن و تبدیل اجزای آن به بخار شوند، تولید می شود. اما آب دیونیزه، با عبور آب منبع از طریق سیستم تبادل کاتیونی یا آنیونی تولید شده و تمام یون های آن حذف می شود. مهم ترین تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه، در میزان خلوص آن ها است. آب دیونیزه را می توان خالص ترین شکل آب موجود دانست و یا حتی می توان آن را نوعی آب مصنوعی محسوب کرد. این در حالی است که آب مقطر، علی رغم داشتن یون های جدا شده از آب دیونیزه، هیچگونه کثیفی و آلودگی ندارد. در نتیجه آلاینده های کمتری نسبت به آب دیونیزه شده دارد.
pH آب دیونیزه
گفتیم که آب دیونیزه فاقد هر گونه یون است. در نتیجه میزان غلظت آن باید خنثی باشد و این به معنی PH برابر با 7 است. با این حال، همیشه هم چنین نیست. زیرا آب همواره با CO2 موجود در جو، در تماس بوده تا اسید کربنیک ضعیفی را تشکیل دهد. این امر می تواند pH آب دیونیزه را تا 5.5 کاهش دهد. البته باید توجه داشت که این pH تنها پس از قرار گرفتن آب در معرض CO2 یا دی اکسید کربن هوا، کاهش می یابد. بنابراین، PH اولیه آب دیونیزه، همان pH خنثی 7 است و اگر کمتر از آن اندازه گیری شده باشد، نشان از معیوب بودن ابزار اندازه گیری است.
کاربرد های آب دیونیزه
آب دیونیزه کاربردهای خانگی و صنعتی فراوانی دارد که در ادامه به مهم ترین آن ها اشارع خواهیم کرد:
آب دیونیزه در آزمایشگاه ها:
یکی از کاربردهای اولیه آب دیونیزه به عنوان معرف (Reagent) در آزمایشگاه ها می باشد. از آب دیونیزه در آزمایشگاه ها، به منظور حذف ناخالصی های حاصل از شیر یا آب های بطری شده، که منجر به اختلال در واکنش های شیمیای می گردد، استفاده می شود. دیونیزاسیون (یا همان فرآیند حذف یون ها)، یون ها و سایر ذرات ناخواسته را حذف مرده و منجر به کاهش واکنش های شیمیایی میان جامدات محلول می گردد. از این طریق، تکنسین های آزمایشگاهی می توانند محصولات پزشکی با ترکیب شیمیایی مناسب را با آب خالص و خنثی تولید کنند. زیرا استفاده از آب لوله کشی حاوی ناخالصی منجر به اثرات نامطلوب بر سلامتی مصرف کنندگان می گردد. این آب خصوصا در محصولات آرایشی و بهداشتی، به منظور کاهش اثرات شیمیایی مواد موجود، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
آب دیونیزه در سیستم های راند معکوس:
راند معکوس، اشاره به فرآیندی دارد که طی آن، از آب دیونیزه شده برای فیلتر کردن نمک و سایر یون ها استفاده می شود. در راند معکوس، آب دیونیزه شده به حذف نمک های محلول و اکسیژن کمک کرده و در تصفیه کننده ها خانگی اغلب مورد استفاده قرار می گیرد.
آب دیونیزه برای تمیزکردن رطوبت سازها:
استفاده از آب یونیزه، به منظور تمیز کردن دستگاه های رطوبت ساز (دستگاه بخور) می تواند به عملکرد صحیح آن کمک کند. این آب می تواند از رسوب مواد معدنی بر روی یا داخل دستگاه جلوگیری کند.
آب دیونیزه برای آکواریوم:
استفاده از آب دیونیزه در آکواریوم، به ایجاد محیطی تمیز و سالم برای ماهی ها کمک کرده و منجر به عمر طولانی تر آن ها خواهد شد. این در صورتی است که سطح ph آب بین 7 تا 8 باشد تا به هیچ گونه حیات دریایی آسیب نرساند.
آب دیونیزه به منظور تمیز کردن قطعات اتومبیل:
از دیگر کاربردهای مهم آب دیونیزه، تمیز کردن قطعات خودرو مانند شیشه، رادیاتور و موتور آن است. همچنین می توان از آن به منظور رقیق کردن ضدیخ های غلیظ، استفاده کرد تا نمک های معدنی را از موتور دور نگه دارد.
آب دیونیزه برای اطفاء حریق:
آب غیر معدنی یا دیونیزه می تواند مانند یک کپسول آتش نشانی عمل کند. از آن جا که این آب، رسانایی الکتریکی پایینی دارد، گزینه ای مناسب برای خاموش کردن آتش های ناشی از بنزین و سایر مواد شیمیایی خواهد بود.
آب دیونیزه برای کاهش میزان سم فلزات سنگین در بدن:
آب دیونیزه شده، برای دفع و کاهش سم فلزات سنگین در بدن مورد استفاده قرار می گیرد و پزشکان از آن به عنوان بخشی از یک رژیم غذایی خاص در راستای پاکسازی بیماران و از بین بردن غلظت فلزات اضافی در بدن به استفاده می کنند.
آب دیونیزه به عنوان پاک کننده سطوح:
آب دیونیزه، یک انتخاب مناسب به منظور پاک کردن سطوحی است که به راحتی می توانند خراش بردارند. این سطوح می تواند شامل میز و مبلمان چوبی با روکش های صیقلی باشد. همچنین سطوح دیگری مانند شیشه، فلز و پلاستیک نیز در بر می گیرد.
آب دیونیزه که آب DI نیز نامیده می شود ، آب تصفیه شده با محتوای یون کم عمق است. این بدان معناست که هیچ ماده معدنی مانند یون سدیم یا پتاسیم به شکل نمک ندارد.
آب دیونیزه شده را می توان برای کاربردهای متعدد در صنایعی مانند تحقیقات بیولوژیکی و فرآوری مواد غذایی استفاده کرد. این به این دلیل است که استفاده از آن با ابزارهای حساس و ترکیبات شیمیایی بی خطر است. در حالی که اطلاعات قابل اعتماد زیادی در مورد آب دیونیزه وجود ندارد، می توانید برای دریافت پاسخ صحیح به سوالات مرتبط با دیونیزه خود در اینجا اعتماد کنید. علاوه بر این، خواهید آموخت که آب دیونیزه چیست و کاربردهای آن در خانه و صنایع چیست. شایان ذکر است که در فونیکس، آب آشامیدنی اغلب با دیونیزاسیون تصفیه می شود تا ناخالصی ها و مواد معدنی حذف شود و آب آشامیدنی فونیکس ایمن تر و خوش طعم تر شود.
آب دیونیزه چیست؟
آب دیونیزه شکلی از آب خالص و تمیز است که با حذف اتم ها، یون ها و مولکول ها از آب لوله کشی از طریق فرآیند تبادل یونی تصفیه می شود. دیونیزاسیون ذرات محلول مانند نمک (کلرید سدیم)، مواد معدنی، دی اکسید کربن، آلاینده های آلی و سایر ناخالصی ها را از آب حذف می کند.
این یک فرآیند تصفیه است که هم در کاربردهای صنعتی و هم در تولید آب آشامیدنی برای مصارف انسانی و صنعتی استفاده می شود. گاهی اوقات به عنوان آب غیر معدنی یا آب DM نیز شناخته می شود که نشان دهنده عدم وجود مواد معدنی است.
بسیاری از صاحبان خانه، آب دیونیزه شده را با آب مقطر اشتباه می گیرند، اما این دو نوع آب کاملاً متفاوت هستند.
دیونیزه در مقابل آب مقطر
آب مقطر، آب تمیزی است که با جوشاندن تا زمانی که اجزای آن تبدیل به بخار شوند، تصفیه می شود، که می تواند به آب مقطر خالص تبدیل شود. از طرف دیگر، آب دیونیزه شده با عبور آب منبع از طریق سیستم تبادل کاتیونی یا آنیونی تولید می شود که تمام یون ها را حذف می کند.
تفاوت اصلی این دو نوع آب در خلوص آن است. آب دیونیزه خالص ترین شکل آب موجود است و در برخی موارد می توان آن را نوعی آب مصنوعی در نظر گرفت. با این حال، آب مقطر حاوی هیچ ناخالصی نیست و بنابراین آلودگی کمتری نسبت به آب دیونیزه دارد.
pH آب دیونیزه چقدر است؟
آب دیونیزه فاقد یون است و بنابراین باید غلظت خنثی داشته باشد که pH 7 است. با این حال، همیشه اینطور نیست زیرا آب همیشه با CO2 جو در تماس است تا اسید کربنیک ضعیفی تشکیل دهد و pH را به 5.5 کاهش دهد.
مهم است که توجه داشته باشید که pH تنها پس از قرار گرفتن آب در معرض CO2 اتمسفر کاهش می یابد. بنابراین، PH اولیه باید pH خنثی 7 باشد. هر چیزی کمتر از آن باید نشانه ای از نقص ابزار اندازه گیری باشد.
آب دیونیزه برای چه مواردی استفاده می شود؟ 8 کاربرد اصلی آب دیونیزه شده
آب دیونیزه مصارف صنعتی و مسکونی زیادی دارد که آن را برای بسیاری ضروری می کند. فهرست زیر شامل کاربردهای اولیه آب دیونیزه می شود.
آب دیونیزه مورد استفاده در آزمایشگاه های معرف
یکی از کاربردهای اولیه آب دیونیزه به عنوان معرف در آزمایشگاه ها است. این به حذف ناخالصی های حاصل از شیر یا آب های بطری شده در آزمایشگاه ها برای واکنش های شیمیایی در آزمایش های آزمایشگاهی کمک می کند.
دییونیزاسیون یون ها و سایر ذرات ناخواسته را حذف می کند که واکنش های شیمیایی بین جامدات محلول را کاهش می دهد. این باعث می شود محلول خالص تر شود و مواد کمتری باقی بماند.
تکنسین های آزمایشگاهی می توانند محصولات پزشکی مناسب با ترکیب شیمیایی مناسب برای آب خالص و خنثی تولید کنند.
مثالی را در نظر بگیرید که در آن یک شیمیدان می خواهد سالین یا محلول دیگری را که به بدن تزریق می شود ایجاد کند. در این سناریو، آب آنها باید ابتدا دیونیزه شود تا از آن برای تولید نمک استفاده کنند.
استفاده از آب لوله کشی حاوی ناخالصی منجر به اثرات نامطلوب سلامتی برای مصرف کننده نهایی می شود.
آب دیونیزه مورد استفاده برای سیستم های اسمز معکوس
وقتی کیفیت آب آشامیدنی خود را در نظر می گیرید، ممکن است در مورد تفاوت های اسمز معکوس در مقابل آب مقطر تعجب کنید. اسمز معکوس فرآیندی است که از آب دیونیزه شده برای فیلتر کردن نمک و سایر یونها از شیر یا آب بطریشدهای که در خانه استفاده میکنید استفاده میکند. با این حال، در اسمز معکوس، آب دیونیزه شده به حذف نمک های محلول و اکسیژن در آب خانه شما کمک می کند.
از آن برای شستشوی مرطوب کننده خود استفاده کنید
استفاده از آب یونیزه شده برای تمیز کردن رطوبت ساز می تواند به عملکرد صحیح آن کمک کند. غیر معدنی کردن آب قبل از استفاده، هرگونه تجمعی را که ممکن است در حین تمیز کردن ایجاد شده باشد از بین می برد و از رسوب مواد معدنی روی یا داخل دستگاه جلوگیری می کند.
بنابراین اگر می خواهید رطوبت خانه خود را کنترل کنید، با مراقبت از رطوبت ساز خود با کمک آب دیونیزه شروع کنید.
از آن در آکواریوم خود استفاده کنید
اگر آکواریوم دارید، استفاده از آب دیونیزه شده برای ایجاد محیطی تمیز و سالم به ماهیهایتان میتواند به عمر طولانیتری کمک کند. فقط به یاد داشته باشید که سطح ph آب باید بین هفت تا هشت باشد، بنابراین به هیچ گونه حیات دریایی در مخزن شما آسیب نمی رساند.
مواد معدنی زدایی آب لوله کشی خانگی قبل از افزودن آن به آکواریوم خود یک راه عالی برای حفظ سلامت و شادی آنها است. بنابراین اگر لوازم خانگی تمیزی میخواهید که راحتی شما را تضمین کند و همچنین ماهی سالم، برای نتایج تمیزتر، آب دیونیزه را به برنامه روزانه خود اضافه کنید.
برای تمیز کردن قطعات ماشین شما ایده آل است
یکی دیگر از کاربردهای مهم آب دیونیزه، تمیز کردن قطعات خودرو مانند شیشه جلو، رادیاتور و موتور خودرو است. شما می توانید به همان اندازه از آن برای رقیق کردن ضدیخ غلیظ استفاده کنید تا نمک های معدنی را از موتور خود دور نگه دارید.
برای اطفاء حریق موثر است
آب غیر معدنی نیز یک کپسول آتش نشانی مناسب است. رسانایی الکتریکی پایین آن، آن را به گزینه ای عالی برای خاموش کردن آتش های ناشی از بنزین و سایر مواد شیمیایی تبدیل می کند.
برای کاهش سمیت فلزات سنگین در بدن استفاده می شود
آب دیونیزه شده برای خارج کردن و کاهش سمیت فلزات سنگین از بدن استفاده می شود. پزشکان می توانند آن را به عنوان بخشی از یک رژیم غذایی خاص یا پاکسازی برای کمک به بیماران برای از بین بردن غلظت فلز اضافی در بدن خود توصیه کنند.
از آن برای تمیز کردن سطوح بالا استفاده کنید
آب غیر معدنی یک انتخاب عالی برای استفاده بر روی سطوحی است که به راحتی می توانید خراش دهید. این شامل میز و مبلمان چوبی با روکش صاف است. برای شیشه، فلز و پلاستیک نیز به خوبی کار می کند. آب غیر معدنی همچنین می تواند موم را حل کند، بنابراین یک پاک کننده عالی برای سطوح مومی است.
نتیجه گیری
آب غیر معدنی برای بسیاری از اهداف مفید است. استفاده از آن در خانه عالی است و می تواند ابزاری موثر برای تمیز کردن وسایل باشد. آب DI همچنین در فرآیندهای صنعتی به عنوان یک جزء حیاتی برای تولید داروها و سایر محصولات شیمیایی بسیار مفید است. چه بخواهید از آن در خانه یا برای مقاصد صنعتی استفاده کنید، همیشه می توانید اطمینان داشته باشید که کار رضایت بخشی را انجام خواهد داد.
آب دیونیزه چیست؟ آب یون زدایی شده (Deionized Water) آبی حاصل فرآیند یون زدایی است. در این روند یون های موجود در آب کاملا از بین می رود. آب نوشیدنی در طی فرآیندهای تصفیه و ضدعفونی که بر روی آن انجام می شود، حاوی املاح معدنی به شکل یون مانند کلسیم، سدیم، منیزیم ، آهن و غیره است. برخی از این ترکیبات معدنی در آب برای بدن انسان مهم و ضروری است و برخی دیگر باید از آب جداشوند. در این مقاله قصد داریم به معرفی این ماده و روش های رایج دیونیزه کردن آب بپردازیم و در نهایت به سوالات رایج در این زمینه پاسخ دهیم.
روش دیونیزاسیون
برای پاکسازی یون های موجود در آب روش های متنوعی وجود دارد،به طور مثال برای جداسازی یون های فلزی موجود در آب می توان از ادتا ( 2 سدیم و 4 سدیم ) به عنوان عامل کلاته کننده استفاده نمود.در حال حاضر بیشتر از رزین های تبادل یونی برای جداسازی یون های موجود در آب استفاده می شود.
.دیونایزر
دیونایزر شامل دو رزین با بار مخالف بوده که شامل کاتیونی و آنیونی هستند. رزین کاتیونی کاتیون ها را از بین برده و عموما از استا.یرن حاوی گروه های اسید سولفونیک ساخته می شوند که بار منفی دارند. اگرچه که این رزین دارای سایت فعال با بار منفی است، اما بر اساس کاتیون هایی که می تواند تبادل کند به آن “کاتیونیک” گفته می شود. این رزین بر روی سایت های انتقال این رزین یون های هیدروژن قرار دارند. از طرفی رزین آنیونی معمولا از استایرن حاوی گروه های چهارتایی آمونیوم است که دارای بار مثبت هستند و به خاطر توانایی در تبادل یون های منفی به آنها آنیونی گفته می شود. این رزین ها با یون هیدروکسید شارژ می شوند و سپس مورد استفاده قرار می گیرند. در شکل زیر دیونایزر را می توئان مشاهده نمود:
تبادل یونی:
- دو بستری (two bed)
- بستر مخلوط (mixed bed)
روش کار دستگاه آب دیونیزه
دستگاه های دیونایزر دو بستری، رزین های کاتیونی و آنیونی به صورت مجزا در دو ستون متوالی قرار دارد. آب ابتدا وارد ستون کاتیونی و سپس وارد ستون آنیونی به منظور یون زدایی می شود. این روش منجر به ایجاد بستر اسیدی در ستون اول (کاتیونی) می شود. در روش مختلط رزین های کاتیون و آنیون به یک نسبت مشخص در یک ستون قرار دارند و یون زدایی در یک مرحله شکل می گیرد.
پس از اشباع ستون ها توسط یون های جدا شده از آب، لازم است عملیات احیا صورت گیرد. برای احیای ستون کاتیونی از محلول اسید کلریدریک (HCl) ده درصد و یا محلول اسید سولفوریک (H2SO4) ده درصد و برای احیای ستون آنیونی از محلول سود (NaOH) ده درصداستفاده شود.
فرایند تولید آب دیونیزه یک نوع تبادل یونی است.آب حاوی یون های کاتیونی و آنیونی پس از ورود در مجاورت رزین های آنیونی و کاتیونی، یون های خود را با یون های موجود در رزین مبادله کرده و این تبادل منجر به حذف یون های اضافی آب می شود.
طرز تهیه آب دیونیزه (روش رزین تبادل یونی)
پیشتر در خصوص دیونایزر و ساختار آن توضیحاتی ارائه شد اما شرح نحوه استفاده از این روش سوال مهمی است که در ادامه آن را بیشتر بررسی خواهیم نمود.
رزین کاتیونیک سایت هایی فعال با بار منفی دارد که در ابتدا بر روی آن ها یون های H+ قرار دارند. هنگامی که این رزین در آب قرار می گیرد کاتیون های موجود در آب با یون های هیدروژن جایگزین می شوند و به سطخ رزین می چسبند. از طرفی یون های منفی نیز با یون های OH- که بر روی سایت های فعال با بار مثبت رزین آنیونیک قرار دارند جا به جا می شوند. در نتیجه یون های منفی و مثبت موجود در آب به رزین چسپیده و H+ و OH- ازاد می شوند.
عوامل موثر بر عملکرد رزین ها
- دمای آب در حین فرآیند یون زدایی
- عمر و نوع رزین
- میزان غلظت آنیون ها و کاتیون ها
- نحوه تماس آب و رزین
رزین کاتیونیک سایت هایی فعال با بار منفی دارد که در ابتدا بر روی آن ها یون های H+ قرار دارند. هنگامی که این رزین در آب قرار می گیرد کاتیون های موجود در آب با یون های هیدروژن جایگزین می شوند و به سطخ رزین می چسبند. از طرفی یون های منفی نیز با یون های OH- که بر روی سایت های فعال با بار مثبت رزین آنیونیک قرار دارند جا به جا می شوند. در نتیجه یون های منفی و مثبت موجود در آب به رزین چسپیده و H+ و OH- ازاد می شوند.
خواص آب دیونیزه
- در صد خلوص بالا
- ضد رسوب و فرسایش: آب DI بهترین گزینه برای تجهیزات فلزی مهم جهت جلوگیری از خوردگی.
- بهترین پاک کننده به دلیل خالص بودن بعد از خشک شدن رسوباتی از خود به جا نمی گذارد.
- رسانایی پایین : رسانایی پایین در جریان الکتریکی به دلیل یون های بسیار کم.
- رقیق کننده خوب
- تولید سریع در مقایسه با سایر انواع آب سریعتر است.
کاربردهای آب دیونیزه
آب بدون یون در صنایع میکروالکترونیک و داروسازی (برای حل نمودن داروها) مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به عنوان یکی از ترکیبات مورد استفاده در تولید محصولات مراقبت شخصی و آرایشی بهداشتی شناخته می شود. برخی فرآیندهای صنعتی، پتروشیمی و نیروگاهی نیز به آب خالص نیاز است.
علاوه بر این آب دیونیزه حلالی مناسب برای سرامیک، شیشه، چوب و غیره است.در صنعت تولید رنگ، صنعت غذا تولید مواد نانو نیز کاربرد دارد.
آزمایشگاهی
- آماده سازی مخلوط ها و محلول های شیمیایی
- تاثیر بر بالا بردن دقت آزمایش ها
- قابل استفاده برای خنک کنندگی لیزر پزشکی و زیبایی
- جهت مراقبت و ضد عفونی تجهیزات فلزی حساس و ظریف آزمایشگاهی
آرایشی و بهداشتی
- استفاده در تولید شامپو و مواد شوینده
- تولید خمیردندان و دهان شویه
- عطر سازی
- محلول های نگهداری لنز
استفاده در سیستم های خنک کننده و سیستم های گرمایشی و دیگ بخار
این آب رسوب های نمکی تشکیل نمی دهد. مواد معدنی و آلاینده های موجود در آب معمولی منجر به رسوب و اختلال در کار سیستم های سرمایشی و گرمایشی تاثیر بسیاری دارد و به دلیل بالا بودن رسانایی الکتریکی در گذر زمان باعث ایجاد خوردگی و فرسایش می شود. بهترین انتخاب می تواند برای سیستم های خنک کننده و دیگ های بخار باشد.
استفاده برای پاک کردن
از آنجایی که این آب عاری از یون است، در مقایسه با آب شیر عطش و ظرفیت بیشتری برای حل کردن ناخالصی ها در خود دارد. از این رو استفاده از آن در مقایسه با آب معمولی برای پاک کردن شیشه، آینه، وسایل چوبی و حتی فرش بسیار مناسب است.
برخی افراد عقیده دارند که استفاده از آب دیونیزه برای پاک سازی و باز کردن منافذ پوست انتخاب خوبی است، اما با توجه به خورنده بودن و توانایی جذب کلسیم و منیزیم (برای رشد استخوان ها لازم هستند) از بافت ها، توصیه می شود مورد استفاده قرار نگیرد.
برخی کاربردهای دیگر آب دیونیزه
- آماده سازی الکترولیت های مورد استفاده در باتری های آلکالاین و اسیدی
- رقیق سازی مواد شیمیایی ضد یخ غلیظ
- شستشوی نهایی مدارهای چاپی، پاک نمودن اسیدها و بازها از سطح تجهیزاتی که در صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند
- پر کردن مجدد شیشه شوی ماشین
- شستشوی رادیاتور اتومبیل ها
محصول پیشنهادی: خرید ادتا 4 سدیم
تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه
هر دوی این آب ها در دسته آب های با خلوص بالا قرار دارند. آب مقطر که در طی فرآیند تقطیر حاصل می شود، صرف نظر از منبع آب خلوص بسیار بالایی دارد و عملا ناخالصی خاصی در آن وجود ندارد. اما آب دیونیزه به منبع وابسته است به این معنی که اگر آب مورد استفاده دارای ناحالصی هایی باشد که در طی فرآیند دیونیزاسیون حذف نشوند ، محصول خروجی را نمی توان به عنوان خالص و امن در نظر گرفت.
آیا می توان آب دیونیزه را نوشید؟
نوشیدن آب مقطر مشکلی ندارد و می توان آن را با خیال راحت نوشید اما متخصصان توصیه می کنند که نوشیدن آب استاندارد تصفیه شده شهری به دلیل دارا بودن مواد معدنی مفیدتر است.
اما قضیه در مورد این نوع آب فرق دارد و توصیه می شود هر گز نوشیده نشود دلایل این توصیه عبارتند از:
- به دلیل پایداری پایینی که دارد خورنده است و می تواند به مینای دندان و بافت های حساس آسیب وارد کند.
- این آب می تواند یون های کلسیم و منیزیمی را که توسط بدن جذب شده اند دفع نماید
- مزه بد: به دلیل نداشتن مواد معدنی و یون مزه بدی دارد
- قابلیت جذب فلزات سمی در مسیر انتقال و یا محل نگهداری را دارد و می تواند آنها را از طریق نوشیدن منتقل نماید.
سوالات متداول در مورد آب دیونیزه
در ادامه به برخی از سوالات مطرح شده در مورد این آب پاسخ خواهیم داد:
آیا آب دیونیزه برای ضد عفونی کردن مناسب است؟
خیر این آب خاصیت ضد عفونی کردن و از بین میکروارگانیسم ها را ندارد، زیرا همانگونه که گفته شد تنها قادر به جذب برخی یون هاست و بر روی میکروارگانیسم ها اثر چندانی ندارد.
آیا آب دیونیزه برای کشتن ویروس مناسب است؟
ویروس یک میکروارگانیسم است و همانگونه که در سوال قبلی به آن اشاره شد توانایی اثر گذاری بر روی آنها را ندارد. ویروس ها معمولا از ترکیبات لیپیدی و پروتئینی تشکیل شده اند و این آب قابلیت از بین بردن آن ها را ندارد.
تاثیر این ماده بر پوست چیست؟
آب شهری حاوی مقادیر مختلفی از یون سدیم، کلرید، کلسیم، آهن، مس و برمید است. عوامل مذکور بعضا به عنوان آلاینده ممکن است اثرات نامطلوبی روی پوست داشته باشند. آب دیونیزه هیچ یون و ناخالصی ندارد و به خوبی به پوست جذب می شود. استفاده از آن برای شستشوی یا در ماسک های مختلف می تواند سبب آبرسانی بهتر پوست شود بی آنکه لازم باشد به آلاینده های احتمالی موجود در آن فکر کنید.
آب صنعتی Puretec طیف کاملی از خدمات یون زدایی آب را برای کاربردهای آب فوق خالص از توربین های بخار بزرگ تا سیستم های دارویی معتبر ارائه می دهد.دیونیزاسیون (“DI Water” یا “Demineralization”) به سادگی به معنای حذف یون ها است.
یونها اتمها یا مولکولهای دارای بار الکتریکی هستند که در آب یافت میشوند و دارای بار خالص منفی یا مثبت هستند. برای بسیاری از کاربردهایی که از آب به عنوان شستشو یا مواد تشکیل دهنده استفاده می شود، این یون ها ناخالصی محسوب می شوند و باید از آب حذف شوند.
یون های دارای بار مثبت «کاتیون» و یون های دارای بار منفی «آنیون» نامیده می شوند. رزین های تبادل یونی برای تبادل کاتیون ها و آنیون های نامطلوب به ترتیب با هیدروژن و هیدروکسیل استفاده می شود و آب خالص (H20) را تشکیل می دهد که یون نیست. در زیر لیستی از یون هایی که معمولا در آب شهری یافت می شوند آورده شده است.
کاتیون ها ( حذف شده توسط رزین های کاتیونی ) | آنیون ها ( حذف شده توسط رزین های آنیونی ) |
---|---|
کلسیم (Ca++) | کلریدها (Cl-) |
منیزیم (Mg++) | سولفات ها (SO4–) |
آهن (Fe+++) | نیترات (NO3-) |
منگنز (Mn++) | کربناتها (CO3–) |
سدیم (Na+) | سیلیس (SiO2-) |
هیدروژن (H+) | هیدروکسیل (OH-) |
تبادل یونی چگونه کار می کند؟
رزین های تبادل یونی برای تولید آب دیونیزه ( آب غیر معدنی یا “DI Water” ) استفاده می شود. این رزین ها مهره های پلاستیکی کوچکی هستند که از زنجیره های پلیمری آلی تشکیل شده اند که دارای گروه های عاملی باردار درون مهره رزین هستند. هر گروه عاملی دارای بار مثبت یا منفی ثابت است.
- رزین کاتیونی دارای یک گروه عملکردی منفی است و بنابراین یون های دارای بار مثبت را جذب می کند. دو نوع رزین کاتیونی وجود دارد، کاتیون اسید ضعیف (WAC) و کاتیون اسید قوی (SAC). رزین کاتیونی اسید ضعیف عمدتاً در دکالیزاسیون و سایر کاربردهای منحصر به فرد استفاده می شود. به همین دلیل ما بر توضیح نقش رزین های کاتیونی اسیدی قوی که برای تولید آب دیونیزه استفاده می شوند تمرکز خواهیم کرد:
- رزین آنیون دارای یک گروه عملکردی مثبت است و بنابراین یون های دارای بار منفی را جذب می کند. دو نوع رزین آنیونی وجود دارد، آنیون پایه ضعیف (WBA) و آنیون پایه قوی (SBA). هر دو نوع رزین آنیونی برای تولید آب دیونیزه استفاده می شوند، با این حال، آنها دارای ویژگی های متفاوتی هستند که در زیر ذکر شده است:
- رزینهای WBA سیلیس، C02 را حذف نمیکنند یا توانایی خنثیسازی اسیدهای ضعیف را ندارند و هنگام استفاده در سیستم بستر دوگانه مجزا، pH کمتر از خنثی دارند.
- رزینهای SBA تمامی آنیونهای جدول فوق از جمله C02 را حذف میکنند و به دلیل نشت سدیم هنگام استفاده در سیستم دو بستر مجزا، pH بالاتر از خنثی دارند.
- رزین های بستر مخلوط از رزین های SAC و SBA در ترکیب با هم استفاده می کنند.
به منظور تولید آب دیونیزه، رزین کاتیونی با اسید هیدروکلریک (HCl) بازسازی می شود. هیدروژن (H+) دارای بار مثبت است و بنابراین خود را به مهره رزین کاتیونی با بار منفی متصل می کند. رزین آنیون با هیدروکسید سدیم (NaOH) بازسازی می شود. هیدروکسیل (OH-) بار منفی دارد و خود را به مهره رزین آنیونی با بار مثبت میچسبد.
یون های مختلف به یک مهره رزین با قدرت های متفاوت جذب می شوند. به عنوان مثال، کلسیم بیشتر از سدیم جذب یک دانه رزین کاتیونی می شود. هیدروژن روی مهره رزین کاتیونی و هیدروکسیل روی مهره رزین آنیون جاذبه زیادی برای مهره ندارند. این همان چیزی است که به تبادل یون اجازه می دهد. همانطور که کاتیون های دارای بار مثبت در بین دانه های رزین کاتیون جریان می یابند، کاتیون ها با هیدروژن (H+) مبادله می شوند. به همین ترتیب، هنگامی که آنیونهای دارای بار منفی در میان دانههای رزین آنیون جریان مییابند، آنیونها با هیدروکسیل (OH-) مبادله میشوند. هنگامی که هیدروژن (H+) و هیدروکسیل (OH-) را ترکیب می کنید، H20 خالص را تشکیل می دهید.
در نهایت تمام محل های تبادل روی دانه های رزین کاتیونی و آنیونی تمام می شود و مخزن دیگر آب دیونیزه تولید نمی کند. در این مرحله، دانه های رزین نیاز به بازسازی دارند تا برای استفاده دوباره آماده شوند.
تخت مجزا در مقابل تخت مختلط
بنابراین دمینرالیزاسیون نیازمند استفاده از حداقل دو نوع رزین تبادل یونی برای تولید آب دیونیزه است. یک رزین یون های دارای بار مثبت و دیگری یون های دارای بار منفی را حذف می کند.
در سیستم دو بستر، رزین کاتیونی همیشه در ردیف اول قرار دارد. با ورود آب شهر به مخزن پر شده با رزین کاتیونی، تمام کاتیون های دارای بار مثبت به مهره رزین کاتیونی جذب شده و با هیدروژن مبادله می شوند. آنیون های دارای بار منفی به مهره رزین کاتیونی جذب نمی شوند و از آن عبور می کنند. برای مثال بیایید کلرید کلسیم موجود در آب خوراک را بررسی کنیم. در محلول، یون کلسیم دارای بار مثبت است و خود را به مهره کاتیونی متصل می کند و یون هیدروژن آزاد می کند. کلرید دارای بار منفی است و بنابراین خود را به مهره رزین کاتیونی نمی چسباند. هیدروژن که دارای بار مثبت است، خود را به یون کلرید متصل می کند و اسید هیدروکلریک (HCl) را تشکیل می دهد. پساب حاصل از مبدل SAC دارای pH بسیار پایین و رسانایی بسیار بالاتری نسبت به آب ورودی ورودی خواهد بود.
پساب رزین کاتیونی شامل اسیدهای قوی و ضعیف خواهد بود. سپس این آب اسیدی وارد یک مخزن پر از رزین آنیون می شود. رزین آنیون آنیون های دارای بار منفی مانند کلرید را جذب می کند و آنها را با هیدروکسیل مبادله می کند. نتیجه هیدروژن (H+) و هیدروکسیل (OH-) است که H20 را تشکیل می دهد.
در واقع، یک سیستم دو بستر به دلیل “نشت سدیم” H20 واقعی تولید نمی کند. اگر سدیم از مخزن تبادل کاتیونی نشت کند، با هیدروکسیل ترکیب می شود و هیدروکسید سدیم تشکیل می دهد که رسانایی بالایی دارد. نشت سدیم به این دلیل رخ می دهد که سدیم و هیدروژن جاذبه بسیار مشابهی با مهره رزین کاتیونی دارند و گاهی اوقات یون سدیم خود را با یون هیدروژن مبادله نمی کند.
در یک سیستم بستر مخلوط، کاتیون اسید قوی و رزین آنیون باز قوی با هم مخلوط می شوند. این به طور موثر باعث می شود مخزن تخت مخلوط مانند هزاران واحد دو تخته در یک مخزن عمل کند. تبادل کاتیون/آنیون بارها و بارها در بستر رزین انجام می شود. نشت سدیم به دلیل تعداد زیاد مبادلات مکرر کاتیون/آنیون در حال انجام است. با استفاده از بستر مخلوط می توانید بالاترین کیفیت آب دیونیزه ممکن را تولید کنید.
یون ها چگونه اندازه گیری می شوند؟
یون ها رسانای الکتریسیته هستند. جریان الکتریکی با استفاده از یون ها به عنوان سنگ پله از آب عبور می کند. در نتیجه، با اندازه گیری رسانایی الکتریکی آب می توان به ما گفت که محتوای یونی آب چقدر است. یون های کمتر در آب، عبور جریان برق را دشوارتر می کند. بنابراین، آبی با مقدار رسانایی پایین تر از آب با مقدار رسانایی بالا “دیونیزه” تلقی می شود.
سیستم آب دیونیزه چیست؟
سیستم آب دیونیزه مجموعه ای از مخازن DI و سایر اجزاء است که برای تولید آب با خلوص بالا استفاده می شود. مخازن DI معمولاً از فایبرگلاس ساخته می شوند و در اندازه های مختلف برای تطبیق نرخ های جریان تغذیه متفاوت هستند. یک سیستم آب دیونیزه میتواند به سادگی نصب یک مخزن یا پیچیده مانند یک سیستم چند مخزن با تجهیزات پشتیبانی مانند اسمز معکوس، ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش (UV) و تجهیزات نظارت بر کیفیت آب پیچیده باشد. مخازن DI حاوی رزین تبادل یونی هستند که به طور انتخابی یون ها را از آب حذف می کند. در نهایت مخازن DI باید توسط ارائه دهنده خدمات جایگزین شوند و با یک مخزن تازه جایگزین شوند. بسیاری از مشتریان به مخازن آماده به کار DI در محل نیاز دارند تا مطمئن شوند که جریان آب دیونیزه شده بدون وقفه دارند. فرکانس تعویض مخزن DI به کیفیت آب ورودی و مقدار آب مصرفی بستگی دارد. بار یونی بالاتر در آب ورودی ورودی باعث تولید گالن کمتر توسط مخزن DI می شود.
سیستم آب DI یک راه حل راحت و تمیز برای تولید آب دیونیزه است زیرا Puretec تمام تجهیزات، بازسازی خارج از محل، جابجایی مواد شیمیایی خطرناک، تعمیر و نگهداری و تعمیرات اضطراری سیستم آب دیونیزه را کنترل می کند.
اغلب اوقات یک سیستم DI با یا به جای سیستم اسمز معکوس استفاده می شود. DI را می توان همراه با یک سیستم اسمز معکوس برای تولید آب دیونیزه شده قابل اعتماد با کیفیت بالا استفاده کرد. سیستم RO مقدار زیادی از جامدات محلول (90٪ تا 99٪) را قبل از ورود به مخزن DI حذف می کند و سپس یون های باقی مانده در آب را حذف می کند. قرار دادن RO قبل از مخازن DI به شما این امکان را می دهد که طول بیشتری از مخازن DI خود داشته باشید و هزینه را کاهش دهید. با این حال، یک سیستم RO نیاز به سرمایه گذاری اولیه بسیار بزرگتر، تعمیر و نگهداری مداوم و توانایی تخلیه ضایعات آب نمک از واحد RO دارد که باید هنگام انتخاب یک سیستم DI در نظر گرفته شود.
تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه :
شما می توانید آب شیرین را بنوشید , اما برای اکثر آزمایش ها ی آزمایشگاهی , تجهیزات کالیبراسیون و یا تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی مناسب نیستند . برای آزمایشگاه آب دیونیزه تصفیه شده نیاز است .
روش های معمول تصفیه ی آب شامل اسمز معکوس ( RO ) , تقطیر و دیونیزاسیون است .
تقطیر و دیونیزاسیون شبیه هم هستند و هر دو فرایند ناخالصی های یونی را حذف می کنند , اما آب مقطر و آب دیونیزه شده ( DI ) یکسان نیستند و برای بسیاری از آزمایش ها قابل تعویض با یکدیگر نیستند .
بیایید نگاهی به عملکرد تقطیر و دیونیزاسیون , تفاوت بین آنها زمانی که شما باید از هر نوع آب استفاده کنید و یا زمانی که آنها را جایگزین یکدیگر می کنید , بیاندازیم
آب مقطر چیست و چگونه به دست می آید ؟
محققان آب مقطر را در یک ظرف نمونه در آزمایشگاه می ریزند .
آب مقطر یک نوع آب معدنی است که با تقطیر تصفیه شده است . منبع آب برای تقطیر می تواند آب شرب باشد , اما بیشتر آب باران و سیلاب مورد استفاده قرار می گیرد .
در این روش معمولاً , آب را می جوشانند و بخار آن را جمع می کنند . در این حالت بیشتر مواد معدنی و سایر ناخالصی های آب از آن گرفته می شود .
اما خلوص آب منبع مهم است , زیرا ممکن است آب منبع بعضی از ناخالصی ها مانند جیوه و یا مواد آلی فرار داشته باشد که آنها همراه آب تبخیر می شوند و نمی توان آنها را به روش تقطیر از آب جدا کرد .
آب دیونیزه چیست و چگونه به دست می آید ؟
دانشمندی در حال پر کردن بالن حجمی با آب یونیزه از دستگاه یونیزاسیون آب نصب شده بر روی دیوار .Getty , Hunt stock
آب شرب یا آب باران و یا آب مقطر در یک بستر مبادله ی یونی به رزین حاوی بار الکتریکی وصل می شوند .
معمولاً برای ترکیب بار مثبت و منفی با یکدیگر , به بستری حاوی یون های مثبت و منفی نیاز داریم . کاتیون و آنیون های آب با H+ وOH_ به کمک رزین باردار واکنش می دهند و آب تولید می کنند .
آب دیونیزه واکنش پذیری بالای دارد و در معرض هوا به سرعت خواصش تغییر می کند . PH آب دیونیزه ۷ است. اما خیلی سریع با دی اکسید کربن در هوا واکنش می دهد و دی اکسید کربن را در خود حل می کند .
CO2 حل شده در آب H+ و HCO3_ تولید می کند وPH آب را تا ۵ یا ۶ پایین می آورد . یونیزاسیون گونه های مولکولی مانند شکر و یا ذرات و مولکول های آلی مانند باکتری ها و ویروس ها را از آب جدا نمی کند .
تفاوت کاربرد آب مقطر و آب دیونیزه در آزمایشگاه ها :
اگر فرض کنیم آب منبع , برای آب مقطر , آب شرب و شیرین باشد , آب مقطر تقریبا برای تمام آزمایشگاه ها به اندازه ی کافی خالص است . از آب مقطر در موارد زیر استفاده می شود .
– حلال برای محلول ها
– بلوک های تحلیلی
– استاندارد کالیبراسیون
– تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی
– استرلیزاسیون تجهیزات
– به عنوان آب خالص
خلوص آب یونیزه به منبع آب خالص بستگی دارد . هنگامی که به یک حلال نرم نیاز است از آب یونیزه استفاده می شود . از آب دیونیزه در موارد زیر استفاده می شود .
– در برنامه های سرد سازی , وقتی مهم باشد مواد معدنی ای در آب وجود نداشته باشد
– اتوکلاو های میکروبیولوژی
– بسیاری از آزمایش های شیمی شامل ترکیبات یونی
– شستشوی ظروف , به ویژه شستشوی نهایی
– آماده سازی حلال
– بلوک های تحلیلی
– استاندارد کالیبراسیون
– ساخت باتری
همانطور که میبینید آب مقطر و آب دیونیزه در موارد مختلفی کاربرد دارند . چون آب دیونیزه واکنش پذیر است , در مواردی که در تماس طولانی با فلزات باشند , از آن ها استفاده نمی شود .
جایگزینی آب مقطر و آب یونیزه :
در حالت کلی شما نباید این دو آب را با هم جایگزین کنید . اما اگر آب دیونیزه شده از آب مقطر به دست آمده است و در معرض هوا قرار گرفته است , می تواند جایگزین آب مقطر معمولی شود .
استفاده از این آب به جای آب مقطر مناسب است , مگر اینکه شما از تاثیر گذاری آن بر روی نتیجه مطمئن نباشید . برای یک آزمایش یا عملیات , اگر نوع آب مورد مصرف مشخص شده باشد , آنها را با هم جایگزین نکنید .
نوشیدن آب مقطر و آب دیونیزه :
اگرچه افراد دوست دارند آب مقطر را برای نوشیدن انتخاب کنند , اما این بهترین انتخاب برای آشامیدن نیست . زیرا فاقد مواد معدنی است که در آب چشمه و یا آب شیرین وجود دارد .
این مواد معدنی برای سلامتی مفید است و طعم آب را بهتر می کنند . اگر چه آب مقطر برای نوشیدن مناسب است , اما آب دیونیزه اصلاً برای نوشیدن مناسب نیست .
آب یونیزه مواد معدنی دارد , اما واکنش پذیری بالایی نیز دارد و می تواند به مینای دندان و بافت های نرم بدن آسیب برساند . همچنین پاتوژن های آب دیونیزه از آن جدا نشده اند و ممکن است باکتری ها یی در آن باشد و باعث بیماری شود .
با این حال شما می توانید آب مقطر و آب دیونیزه را , در صورتی که برای مدتی در معرض هوا قرار گرفته باشد , مصرف کنید .
آب دیونیزه چیست؟ آب یون زدایی شده (Deionized Water) آبی حاصل فرآیند یون زدایی است. در این روند یون های موجود در آب کاملا از بین می رود. آب نوشیدنی در طی فرآیندهای تصفیه و ضدعفونی که بر روی آن انجام می شود، حاوی املاح معدنی به شکل یون مانند کلسیم، سدیم، منیزیم ، آهن و غیره است. برخی از این ترکیبات معدنی در آب برای بدن انسان مهم و ضروری است و برخی دیگر باید از آب جداشوند. در این مقاله قصد داریم به معرفی این ماده و روش های رایج دیونیزه کردن آب بپردازیم و در نهایت به سوالات رایج در این زمینه پاسخ دهیم.
روش دیونیزاسیون
برای پاکسازی یون های موجود در آب روش های متنوعی وجود دارد،به طور مثال برای جداسازی یون های فلزی موجود در آب می توان از ادتا ( 2 سدیم و 4 سدیم ) به عنوان عامل کلاته کننده استفاده نمود.در حال حاضر بیشتر از رزین های تبادل یونی برای جداسازی یون های موجود در آب استفاده می شود.
.دیونایزر
دیونایزر شامل دو رزین با بار مخالف بوده که شامل کاتیونی و آنیونی هستند. رزین کاتیونی کاتیون ها را از بین برده و عموما از استا.یرن حاوی گروه های اسید سولفونیک ساخته می شوند که بار منفی دارند. اگرچه که این رزین دارای سایت فعال با بار منفی است، اما بر اساس کاتیون هایی که می تواند تبادل کند به آن “کاتیونیک” گفته می شود. این رزین بر روی سایت های انتقال این رزین یون های هیدروژن قرار دارند. از طرفی رزین آنیونی معمولا از استایرن حاوی گروه های چهارتایی آمونیوم است که دارای بار مثبت هستند و به خاطر توانایی در تبادل یون های منفی به آنها آنیونی گفته می شود. این رزین ها با یون هیدروکسید شارژ می شوند و سپس مورد استفاده قرار می گیرند. در شکل زیر دیونایزر را می توئان مشاهده نمود:
تبادل یونی:
- دو بستری (two bed)
- بستر مخلوط (mixed bed)
روش کار دستگاه آب دیونیزه
دستگاه های دیونایزر دو بستری، رزین های کاتیونی و آنیونی به صورت مجزا در دو ستون متوالی قرار دارد. آب ابتدا وارد ستون کاتیونی و سپس وارد ستون آنیونی به منظور یون زدایی می شود. این روش منجر به ایجاد بستر اسیدی در ستون اول (کاتیونی) می شود. در روش مختلط رزین های کاتیون و آنیون به یک نسبت مشخص در یک ستون قرار دارند و یون زدایی در یک مرحله شکل می گیرد.
پس از اشباع ستون ها توسط یون های جدا شده از آب، لازم است عملیات احیا صورت گیرد. برای احیای ستون کاتیونی از محلول اسید کلریدریک (HCl) ده درصد و یا محلول اسید سولفوریک (H2SO4) ده درصد و برای احیای ستون آنیونی از محلول سود (NaOH) ده درصداستفاده شود.
فرایند تولید آب دیونیزه یک نوع تبادل یونی است.آب حاوی یون های کاتیونی و آنیونی پس از ورود در مجاورت رزین های آنیونی و کاتیونی، یون های خود را با یون های موجود در رزین مبادله کرده و این تبادل منجر به حذف یون های اضافی آب می شود.
طرز تهیه آب دیونیزه (روش رزین تبادل یونی)
پیشتر در خصوص دیونایزر و ساختار آن توضیحاتی ارائه شد اما شرح نحوه استفاده از این روش سوال مهمی است که در ادامه آن را بیشتر بررسی خواهیم نمود.
رزین کاتیونیک سایت هایی فعال با بار منفی دارد که در ابتدا بر روی آن ها یون های H+ قرار دارند. هنگامی که این رزین در آب قرار می گیرد کاتیون های موجود در آب با یون های هیدروژن جایگزین می شوند و به سطخ رزین می چسبند. از طرفی یون های منفی نیز با یون های OH- که بر روی سایت های فعال با بار مثبت رزین آنیونیک قرار دارند جا به جا می شوند. در نتیجه یون های منفی و مثبت موجود در آب به رزین چسپیده و H+ و OH- ازاد می شوند.
عوامل موثر بر عملکرد رزین ها
- دمای آب در حین فرآیند یون زدایی
- عمر و نوع رزین
- میزان غلظت آنیون ها و کاتیون ها
- نحوه تماس آب و رزین
رزین کاتیونیک سایت هایی فعال با بار منفی دارد که در ابتدا بر روی آن ها یون های H+ قرار دارند. هنگامی که این رزین در آب قرار می گیرد کاتیون های موجود در آب با یون های هیدروژن جایگزین می شوند و به سطخ رزین می چسبند. از طرفی یون های منفی نیز با یون های OH- که بر روی سایت های فعال با بار مثبت رزین آنیونیک قرار دارند جا به جا می شوند. در نتیجه یون های منفی و مثبت موجود در آب به رزین چسپیده و H+ و OH- ازاد می شوند.
خواص آب دیونیزه
- در صد خلوص بالا
- ضد رسوب و فرسایش: آب DI بهترین گزینه برای تجهیزات فلزی مهم جهت جلوگیری از خوردگی.
- بهترین پاک کننده به دلیل خالص بودن بعد از خشک شدن رسوباتی از خود به جا نمی گذارد.
- رسانایی پایین : رسانایی پایین در جریان الکتریکی به دلیل یون های بسیار کم.
- رقیق کننده خوب
- تولید سریع در مقایسه با سایر انواع آب سریعتر است.
کاربردهای آب دیونیزه
آب بدون یون در صنایع میکروالکترونیک و داروسازی (برای حل نمودن داروها) مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به عنوان یکی از ترکیبات مورد استفاده در تولید محصولات مراقبت شخصی و آرایشی بهداشتی شناخته می شود. برخی فرآیندهای صنعتی، پتروشیمی و نیروگاهی نیز به آب خالص نیاز است.
علاوه بر این آب دیونیزه حلالی مناسب برای سرامیک، شیشه، چوب و غیره است.در صنعت تولید رنگ، صنعت غذا تولید مواد نانو نیز کاربرد دارد.
آزمایشگاهی
- آماده سازی مخلوط ها و محلول های شیمیایی
- تاثیر بر بالا بردن دقت آزمایش ها
- قابل استفاده برای خنک کنندگی لیزر پزشکی و زیبایی
- جهت مراقبت و ضد عفونی تجهیزات فلزی حساس و ظریف آزمایشگاهی
آرایشی و بهداشتی
- استفاده در تولید شامپو و مواد شوینده
- تولید خمیردندان و دهان شویه
- عطر سازی
- محلول های نگهداری لنز
استفاده در سیستم های خنک کننده و سیستم های گرمایشی و دیگ بخار
این آب رسوب های نمکی تشکیل نمی دهد. مواد معدنی و آلاینده های موجود در آب معمولی منجر به رسوب و اختلال در کار سیستم های سرمایشی و گرمایشی تاثیر بسیاری دارد و به دلیل بالا بودن رسانایی الکتریکی در گذر زمان باعث ایجاد خوردگی و فرسایش می شود. بهترین انتخاب می تواند برای سیستم های خنک کننده و دیگ های بخار باشد.
استفاده برای پاک کردن
از آنجایی که این آب عاری از یون است، در مقایسه با آب شیر عطش و ظرفیت بیشتری برای حل کردن ناخالصی ها در خود دارد. از این رو استفاده از آن در مقایسه با آب معمولی برای پاک کردن شیشه، آینه، وسایل چوبی و حتی فرش بسیار مناسب است.
برخی افراد عقیده دارند که استفاده از آب دیونیزه برای پاک سازی و باز کردن منافذ پوست انتخاب خوبی است، اما با توجه به خورنده بودن و توانایی جذب کلسیم و منیزیم (برای رشد استخوان ها لازم هستند) از بافت ها، توصیه می شود مورد استفاده قرار نگیرد.
برخی کاربردهای دیگر آب دیونیزه
- آماده سازی الکترولیت های مورد استفاده در باتری های آلکالاین و اسیدی
- رقیق سازی مواد شیمیایی ضد یخ غلیظ
- شستشوی نهایی مدارهای چاپی، پاک نمودن اسیدها و بازها از سطح تجهیزاتی که در صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند
- پر کردن مجدد شیشه شوی ماشین
- شستشوی رادیاتور اتومبیل ها
محصول پیشنهادی: خرید ادتا 4 سدیم
تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه
هر دوی این آب ها در دسته آب های با خلوص بالا قرار دارند. آب مقطر که در طی فرآیند تقطیر حاصل می شود، صرف نظر از منبع آب خلوص بسیار بالایی دارد و عملا ناخالصی خاصی در آن وجود ندارد. اما آب دیونیزه به منبع وابسته است به این معنی که اگر آب مورد استفاده دارای ناحالصی هایی باشد که در طی فرآیند دیونیزاسیون حذف نشوند ، محصول خروجی را نمی توان به عنوان خالص و امن در نظر گرفت.
آیا می توان آب دیونیزه را نوشید؟
نوشیدن آب مقطر مشکلی ندارد و می توان آن را با خیال راحت نوشید اما متخصصان توصیه می کنند که نوشیدن آب استاندارد تصفیه شده شهری به دلیل دارا بودن مواد معدنی مفیدتر است.
اما قضیه در مورد این نوع آب فرق دارد و توصیه می شود هر گز نوشیده نشود دلایل این توصیه عبارتند از:
- به دلیل پایداری پایینی که دارد خورنده است و می تواند به مینای دندان و بافت های حساس آسیب وارد کند.
- این آب می تواند یون های کلسیم و منیزیمی را که توسط بدن جذب شده اند دفع نماید
- مزه بد: به دلیل نداشتن مواد معدنی و یون مزه بدی دارد
- قابلیت جذب فلزات سمی در مسیر انتقال و یا محل نگهداری را دارد و می تواند آنها را از طریق نوشیدن منتقل نماید.
سوالات متداول در مورد آب دیونیزه
در ادامه به برخی از سوالات مطرح شده در مورد این آب پاسخ خواهیم داد:
آیا آب دیونیزه برای ضد عفونی کردن مناسب است؟
خیر این آب خاصیت ضد عفونی کردن و از بین میکروارگانیسم ها را ندارد، زیرا همانگونه که گفته شد تنها قادر به جذب برخی یون هاست و بر روی میکروارگانیسم ها اثر چندانی ندارد.
آیا آب دیونیزه برای کشتن ویروس مناسب است؟
ویروس یک میکروارگانیسم است و همانگونه که در سوال قبلی به آن اشاره شد توانایی اثر گذاری بر روی آنها را ندارد. ویروس ها معمولا از ترکیبات لیپیدی و پروتئینی تشکیل شده اند و این آب قابلیت از بین بردن آن ها را ندارد.
تاثیر این ماده بر پوست چیست؟
آب شهری حاوی مقادیر مختلفی از یون سدیم، کلرید، کلسیم، آهن، مس و برمید است. عوامل مذکور بعضا به عنوان آلاینده ممکن است اثرات نامطلوبی روی پوست داشته باشند. آب دیونیزه هیچ یون و ناخالصی ندارد و به خوبی به پوست جذب می شود. استفاده از آن برای شستشوی یا در ماسک های مختلف می تواند سبب آبرسانی بهتر پوست شود بی آنکه لازم باشد به آلاینده های احتمالی موجود در آن فکر کنید.
در اینجا یک بازنویسی از متن به زبانی قابل خواندن برای انسان و در عین حال ترکیب سئو و نوشتن بهترین شیوه ها آورده شده است:
آب دیونیزه چیست و آیا نوشیدن آن بی خطر است؟
آب دیونیزه شده که آب غیر معدنی نیز نامیده می شود، آبی بسیار تصفیه شده است که بیشتر یون های معدنی آن حذف شده است. این ماده با عبور آب از رزین های تبادل یونی ساخته می شود که یون های دارای بار مثبت و منفی را حذف کرده و یون های هیدروژن و هیدروکسید را جایگزین آنها می کند. آب به دست آمده بسیار خالص و شبیه آب مقطر است.
آب دیونیزه شده چگونه ساخته می شود؟
آب دیونیزه شده با عبور آب از یک رزین تبادل کاتیونی ساخته می شود که یون های معدنی دارای بار مثبت مانند کلسیم، منیزیم، آهن را حذف کرده و یون های هیدروژن را جایگزین آنها می کند. سپس آب از طریق رزین تبادل آنیونی عبور می کند که یون های دارای بار منفی مانند کلریدها را حذف می کند و یون های هیدروکسید را جایگزین می کند. یون های هیدروژن و هیدروکسید با هم ترکیب می شوند و آب تصفیه شده را تشکیل می دهند.
تفاوت بین آب دیونیزه و مقطر
در حالی که اغلب به جای یکدیگر استفاده می شود، آب دیونیزه و مقطر متفاوت است:
– تقطیر آلودگی ها و ناخالصی ها را از طریق جوشاندن و تراکم از آب خارج می کند. دییونیزاسیون از رزین ها برای حذف یون های معدنی و ذرات باردار استفاده می کند.
– آب دیونیزه خالص تر از آب مقطر است. تقطیر نمی تواند تمام نمک های محلول و مولکول های آلی را حذف کند.
آیا نوشیدن آب دیونیزه بی خطر است؟
در حالی که آب دیونیزه شده برای مصارف صنعتی بی خطر است، نوشیدن آن می تواند یون های معدنی ضروری مانند کلسیم و منیزیم را در طول زمان از بدن خارج کند. آب دیونیزه نیز مزه صافی دارد و تشنگی را به خوبی رفع نمی کند.
بیشتر متخصصان بهداشت نوشیدن مقادیر کمی آب دیونیزه را برای سم زدایی کوتاه مدت و فقط تحت نظارت پزشکی برای جلوگیری از مصرف بیش از حد توصیه می کنند.
استفاده از آب دیونیزه
آب دیونیزه دارای کاربردهای صنعتی و علمی بسیاری است که در آن به آب با خلوص بالا نیاز است، از جمله:
– تولید میکروالکترونیک
– تولید دارو
– آزمایشات آزمایشگاهی
– لوازم آرایشی و بهداشتی و محصولات مراقبت شخصی
– فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی
– سیستم های خنک کننده
– اتوکلاو و استریلیزاسیون
بنابراین به طور خلاصه، در حالی که آب دیونیزه دارای مصارف صنعتی ضروری است، فاقد مواد معدنی ضروری است و برای آب آشامیدنی معمولی توصیه نمی شود. آب مقطر یا معدنی شده، انتخاب آب آشامیدنی ایمن تری است.