Минерализация воды. Электропроводность н2о, дистиллированной волы и водного раствора

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ — насыщение воды неорганич. (минеральными) веществами, находящимися в ней в виде ионов и коллоидов; общая сумма неорганических солей, содержащихся преимущественно в пресной воде, степень минерализации обычно выражают в мг/л или г/л (иногда в г/кг).

Понятие общая минерализация питьевой воды определяет количественный состав растворенных в воде минеральных веществ. Арифметически этот показатель вычисляется как сумма всех катионов (положительно заряженных ионов) и анионов (отрицательно заряженных ионов) в воде.

 

Аналитически общую минерализацию обычно оценивают по величине сухого остатка, определяемого посредством упаривания и взвешивания (отметим, однако, что при использовании этого метода результат оказывается существенно заниженным по сравнению с фактическим значением общей минерализации – примерно на половину содержания гидрокарбонат-ионов в воде). Определяющий вклад в минерализацию воды вносят следующие ионы: кальций, магний, калий, натрий, хлорид-ионы, сульфат-ионы, гидрокарбонат-ионы.

 

минерализация питьевой водыОбщая минерализация питьевой воды является одним из интегральных показателей качества питьевой воды. В отличие от минеральных вод, минерализация которых составляет более одного грамма в литре (а иногда и на порядок выше), общая минерализация бутилированной питьевой воды не должна превышать 1000 мг/л для воды первой категории (но не менее 50 мг/л), и находиться в диапазоне 200-500 мг/л для воды высшей категории качества.

 

Этот диапазон, в соответствии с современными представлениями, является оптимальным для воды, используемой для повседневного употребления и приготовления пищи и напитков.

 

Мембранные технологии систем очистки питьевой воды (обратный осмос) практически полностью удаляют из воды ионы, составляющие ее минерализацию. Для устранения этого побочного эффекта очистки воды методом обратного осмоса мы предлагаем использовать наши минеральные добавки для реминерализации очищенной воды – реминерализация воды

 

 

Электропроводность - это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Благодаря этой зависимости, по величине электропроводности воды можно с определенной степенью погрешности судить о минерализации воды. Такой принцип измерения используется, в частности, в довольно распространенных приборах оперативного измерения общего солесодержания (так называемых TDS-метрах).

 

Дело в том, что природные воды представляют собой растворы смесей сильных и слабых электролитов. Минеральную часть воды составляют преимущественно ионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl-), сульфата (SO42-), гидрокарбоната (HCO3-). Этими ионами и обуславливается в основном электропроводность природных вод. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа (Fe3+ и Fe2+), марганца (Mn2+), алюминия (Al3+), нитрата (NO3-), HPO4-, H2PO4- и т.п. не столь сильно влияет на электропроводность (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах, как например, это может быть в производственных или хозяйственно-бытовых сточных водах).

 

Погрешности же измерения возникают из - за неодинаковой удельной электропроводимости растворов различных солей, а также из-за повышения электропроводимости с увеличением температуры. Однако, современный уровень техники позволяет минимизировать эти погрешности, благодаря заранее рассчитанным и занесенным в память зависимостям.

 

Электропроводность не нормируется, но величина 2000 мкС/см примерно соответствует общей минерализации в 1000 мг/л.

Дистиллиро́ванная вода́ — вода, очищенная от растворённых в ней минеральных солей, органических веществ и других примесей путем дистилляции[1]. Согласно российскому ГОСТ 6709-72, массовая концентрация остатка после выпаривания дистиллированной воды должна составлять не более 5 мг/дм3, pH иметь значение в диапазоне 5,4-6,6, удельная электрическая проводимость при 20 °С составлять не более 5·10−4 См/м[2](соответствует удельному электрическому сопротивлению 2 кОм⋅м).

 

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

 

Разбавленные растворы солей

 

Электропроводность растворов можно измерять с высокой точностью даже при крайне малой их концентрации; этим отчасти объясняется важное значение электропроводности в исследовании электролитов. На рис. Э. 11 представлены некоторые данные для 1:1-зарядных солей при 291 К; аналогичный график может быть построен и на основании других данных, полученных при 298 К. При концентрации около график зависимости измеренных значений А от представляет собой прямые линии, что согласуется с требованиями теории межионного взаимодействия Дебая—Хюккеля—Онзагера. Эти линии различаются лишь по наклону: он тем больше, чем выше А; и в этом отношении они количественно согласуются с уравнением Онзагера (см. уравнения электропроводности). Согласие с теоретическим уравнением показывает, что 1:1-соли полностью диссоциированы на ионы. При высоких концентрациях линии графика изгибаются вверх от оси концентрации и различие между ними становится более заметным; в некоторых случаях имеются указания на то, что при увеличении концентрации усиливается тенденция к образованию ионных пар.

 

В случае солей, содержащих многозарядные ионы,

 

аналогичные линии графика имеют больший наклон, что обусловлено более значительными межионными силами, однако и здесь наблюдается очень хорошее согласие с уравнением Онзагера не только для хлоридов щелочноземельных металлов и некоторых других 3 -зарядных солей, но даже и для хлоридов лантана и редкоземельных металлов

 

Электропроводность смесей

 

В смесях электролитов все присутствующие ионы участвуют в образовании ионной атмосферы каждого из них, и поэтому степень уменьшения электропроводности определяется их суммарной концентрацией. Для солей, содержащих ионы с разным зарядом, суммарная концентрация заменяется ионной силой [15], которая характеризует влияние радиуса ионной атмосферы. Ионная сила выражается как т. е. равна полусумме произведений квадрата заряда всех ионов в растворе и их концентраций.

 

Электропроводность смесей всегда несколько меньше аддитивной величины, соответствующей простому правилу смесей. Это объясняется тем, что при наличии в ионной атмосфере более подвижного иона уменьшается влияние времени релаксации и наоборот. Этот эффект проявляется сильнее в случае более подвижных ионов, так что в

 

конечном счете электропроводность уменьшается лишь незначительно.

 

Если электролиты не полностью диссоциированы, то при перемешивании изменяется число проводящих ионсв и возникают дополнительные эффекты, которые можно рассчитать, зная константы диссоциации.