Czysta Woda: Definicja, Właściwości i Znaczenie
- Szczegóły
Woda jest najbardziej rozpowszechnionym, najbardziej znanym i jednocześnie najbardziej zagadkowym płynem na Ziemi, a możliwe, że nie tylko na tej planecie. Jej właściwości znacznie odbiegają od właściwości innych substancji o podobnej budowie. Z tego powodu woda w temperaturze pokojowej jest cieczą, co warunkuje właściwe funkcjonowanie organizmów żywych. Jakim właściwościom wody zawdzięczamy jej powszechną obecność w naszym życiu?
Budowa i Właściwości Cząsteczki Wody
Woda jest substancją zbudowaną z cząsteczek. Każdą cząsteczkę tworzą dwa atomy wodoru połączone z jednym atomem tlenu. Pomiędzy atomami tlenu i wodoru występują wiązania kowalencyjne spolaryzowane. Atomy wodoru i tlenu nie leżą w jednej linii, wiązania pomiędzy nimi tworzą kąt około 104,5°.
W cząsteczce wody atom tlenu ma silniejsze zdolności do przyciągania elektronów niż atom wodoru, dlatego wspólne pary elektronowe są przesunięte w kierunku atomu tlenu. Z tego względu jądro atomu wodoru jest częściowo „odsłonięte”, jego dodatni ładunek nie jest w pełni „zobojętniony” przez ujemny ładunek elektronu. Atom wodoru zyskuje ładunek dodatni, którego wartość jest mniejsza od elementarnego ładunku dodatniego (ładunku protonu), stanowi tylko jego część, dlatego mówi się, że na atomie wodoru występuje cząstkowy ładunek dodatni. Przy atomie tlenu występuje nadmiar ładunku ujemnego, a jego wartość jest mniejsza od ładunku elektronu.
Jak wiemy, ładunki różnoimienne (dodatni i ujemny) wzajemnie się przyciągają. Tak dzieje się również w przypadku cząsteczek wody - atom wodoru jednej cząsteczki może oddziaływać elektrostatycznie z atomem tlenu drugiej cząsteczki. Takie zjawisko można wyraźnie zaobserwować w wodzie w stanie ciekłym i stałym. W wodzie w fazie ciekłej obok wolnych cząsteczek występują także ich skupiska, które tworzą się właśnie dzięki przyciąganiu elektrostatycznemu. Skupiska te nie są trwałe. Jedne cząsteczki uwalniają się z nich, inne zaś dołączają do układu. W stanie stałym cząsteczki wody dzięki oddziaływaniom elektrostatycznym tworzą stosunkowo trwałe struktury.
Polarna budowa cząsteczek wody ma swoje konsekwencje - są nimi właściwości fizyczne wody. Zazwyczaj jest tak, że w ciele stałym drobiny znajdują się bliżej siebie niż w cieczy i substancja w stanie stałym ma większą gęstość niż w stanie ciekłym. W przypadku wody cząsteczki w fazie stałej tworzą struktury, które pozostawiają dużo wolnej przestrzeni, przez co odległości między cząsteczkami są większe w lodzie niż w wodzie. Z tego powodu lód ma mniejszą gęstość niż woda ciekła.
Przeczytaj także: Ochrona wody i łąk
Podczas przechodzenia lodu w ciecz cząsteczki wody muszą uwolnić się od odziaływań elektrostatycznych, a następnie otrzymać energię, która pozwoli im na przemieszczanie się. Podobnie podczas parowania cząsteczki wody muszą uzyskać energię potrzebną do pokonania sił elektrostatycznych oraz niezbędną do oddalenia się od siebie na duże odległości i poruszania się. Dlatego woda ma stosunkowo wysoką temperaturę topnienia i wrzenia. Znacznie wyższą niż substancje o podobnej budowie, których cząsteczki nie oddziałują między sobą, np. chlorowodór (HCl) czy siarkowodór (H2S).
Woda jako Rozpuszczalnik
Woda jest najbardziej rozpowszechnionym rozpuszczalnikiem zarówno w przyrodzie, jak i w laboratoriach. Wiele substancji, które tworzą w wodzie roztwory właściwe, ulega podczas rozpuszczania różnym procesom. Woda rozpuszcza substancje, które tak jak ona są polarne. Ponadto dobrze rozpuszcza większość związków jonowych. Polarne związki kowalencyjne mogą zachowywać się różnie w wodzie: niektóre pozostają w niej jako cząsteczki (np. sacharoza), inne zaś mogą ulec pod jej wpływem rozpadowi na jony (np. chlorowodór). Związki jonowe, jeśli rozpuszczają się w wodzie, podczas mieszania się z nią ulegają rozpadowi, a jony z sieci krystalicznej przechodzą do roztworu.
Różne substancje mają różną zdolność do mieszania się z wodą. Są takie, które rozpuszczają się w wodzie bardzo dobrze i tworzą z nią roztwory właściwe, na przykład chlorek sodu czy sacharoza (główny składnik cukru spożywczego). Istnieją też i takie substancje, które wykazują słabą zdolność do mieszania się z wodą i tworzą w niej zawiesiny, na przykład: skrobia ziemniaczana, krzemionka (piasek), kreda. Podczas próby rozpuszczenia białka kurzego w wodzie otrzymamy roztwór koloidalny.
Rodzaje Wody: Żywa i Martwa
Ostatnio coraz częściej mówi się o kolejnych postaciach wody - woda żywa i martwa. Czym są te tak rozbieżne w swoich nazwach wody i czym różnią się między sobą? Aby odpowiedzieć na to pytanie, trzeba zacząć od przypomnienia, że cząsteczka wody zbudowana jest z jednego atomu tlenu (O2-) oraz z dwóch atomów wodoru (H+), które łącząc się ze sobą tworzą kąt około 105°. Ta biegunowość cząsteczek wody powoduje, że łączą się one ze sobą, tworząc tzw. klastry, których nie zobaczymy gołym okiem, ale ich istnienie możemy zaobserwować na przykładzie płatków śniegu.
Dzięki swojej biegunowości woda „układa się” odpowiednio do biegunów Ziemi, reagując w ten sposób na jej magnetyzm. O czystej wodzie, która przebywa swobodnie w swoim środowisku naturalnym, mówi się od ponad półwieku - woda żywa. Woda pitna, która dzisiaj wychodzi z kranu, jest najczęściej martwa. Jakie ma to dla nas znaczenie? Otóż z badań naukowych wynika, że woda żywa ma inne (dla zdrowia lepsze) właściwości fizyczne, chemiczne, a co za tym idzie, również metaboliczne, niż woda martwa. Dlatego coraz więcej osób jest zainteresowanych ożywianiem wody.
Przeczytaj także: Różnice między czystą wodą a czystą wódką
Zdrowie człowieka zależy przede wszystkim od dostarczanych mu niezbędnych pierwiastków, które są źródłem energii potrzebnej do życia oraz materiałem do budowy komórek. Podczas ich przetwarzania powstają w organizmie szkodliwe produkty przemiany materii (metabolizm), które muszą być wydalane z komórek. Wodę martwą można ożywić, jeżeli uwolni się ją od chemii oraz wypuści z rurociągów „na wolność”. Urządzenia osmotyczne oczyszczają wprawdzie wodę z chemii, ale drugi proces, czyli samoistne ożywianie się wody po jej ponownym uzyskaniu kontaktu z magnetyzmem ziemskim, trwa długo - od dwóch do trzech godzin. Uwaga: ożywiania wody nie wolno mylić z jej oczyszczaniem, które od ożywiania jest tysiące razy ważniejsze.
Dla wielu osób pojęcie żywej wody jest zupełnie obce. Nic dziwnego, gdyż z tym określeniem można spotkać się dość rzadko. Warto jednak wiedzieć, czym jest żywa woda, a także co różni ją od martwej. Żywa woda jest cieczą poddaną procesowi elektrolizy. Ma zasadowy odczyn, a jej pH waha się w granicach 7,6-7,8. Zawiera dużo elektronów i ma charakterystyczną mlecznobiałą barwę. Jej klastry są zdecydowanie mniejsze od cząsteczek zwykłej wody, dlatego jest o wiele lepiej przyswajalna przez ludzki organizm. Żywa woda, nazywana także alkaliczną, bardzo często jest wybierana przez osoby borykające się z różnymi dolegliwościami, gdyż jest uznawana za ciecz, która może je nieco złagodzić. Według niektórych ma ona właściwości odchudzające oraz oczyszczające. Jest przez nich także uznawana za silny antyoksydant, hamujący namnażanie wolnych rodników odpowiedzialnych m.in.
Martwa woda jest mocno utleniona i ma kwaśny odczyn oraz taki sam smak. Zawiera jony chlorkowe i siarczkowe. Nadaje się przede wszystkim do użytku zewnętrznego w formie okładów. Martwą wodę można także pić, ale nie w dużych ilościach. Martwa woda może również wykazywać właściwości antygrzybicze i przeciwbakteryjne, a ponadto być naturalnym środkiem do dezynfekcji. Mimo że oba rodzaje wody powstają w procesie jonizacji, to mają zupełnie inne parametry oraz właściwości. Według miłośników żywej cieczy ma ona działać wspomagająco od wewnątrz w łagodzeniu niektórych dolegliwości, dlatego chętnie po nią sięgają.
Zanieczyszczenie Wody i Jego Konsekwencje
Nikogo chyba nie trzeba przekonywać jak fundamentalną rolę w przyrodzie odgrywa woda. Jest nie tylko fundamentem każdego ekosystemu, ale po prostu fundamentem życia. Skoro tak jest to dlaczego nieustannie słyszymy o jej zanieczyszczaniu? O zanieczyszczeniu wód możemy mówić, gdy w jej składzie zaczną występować w zwiększonej ilości bakterie, mikroorganizmy i substancje chemiczne, które nie są ich naturalnym składnikiem.
Główną przyczyną degradacji wód są ścieki odprowadzane z kanalizacji komunalnych i przemysłowych. Z kolei nawozy i pestycydy czy środki ochrony roślin są spłukiwane z terenów rolniczych i leśnych. Wody mogą być też zanieczyszczane naturalnie (opady atmosferyczne) czy sztucznie (bakterie, wirusy, oleje, benzyna, smary). Zanieczyszczenie wód możemy też podzielić ze względu na ich rodzaj. Zgodnie z unijną Ramową Dyrektywą Wodną wyróżniamy pięć klas jakości wód. Każda z nich określa stan lub potencjał ekologiczny wody - od bardzo dobrego po zły.
Przeczytaj także: Czysta Woda: Regulamin konkursu
Skutki zanieczyszczenia wód mogą być opłakane, ponieważ nie mamy wpływu na cykl hydrologiczny. Zanieczyszczenie wód zostało unormowane w kodeksie wykroczeń. Za zanieczyszczenie wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, jej dostarczanie bez spełnienia odpowiednich wymagań czy przez podmioty do tego nieuprawnione grozi kara grzywny lub nagany. W związku z tym, że woda wykorzystywana w konkretnym celu zawsze jest narażona na zanieczyszczenie za jej stan odpowiadamy wszyscy.
Czysta Woda w Domu
Woda wypływająca z naszych kranów, mimo iż kwalifikuje się jako woda pitna może odbiegać jakością od naszych standardów. Tym, co często przeszkadza nam w wodzie wodociągowej, jak również tej pochodzącej z własnego ujęcia jest jej wygląd, smak lub zapach. Woda dostarczana do naszych domów z sieci wodociągowej spełnia wymagania wody pitnej, jednak jej jakość można jeszcze znacznie poprawić. Nie jest to bowiem woda krystalicznie czysta. Zawsze istnieje też ryzyko jej wtórnego zanieczyszczenia, np. poprzez nagłą zmianę prędkości lub kierunku jej przepływu, co powoduje porywanie przez nią cząstek osadu.
Do wody wodociągowej mogą też przedostawać się związki żelaza, powstające w wyniku procesów korozyjnych zewnętrznych sieci wodociągowych wykonanych z żeliwa i stali. Woda dostarczana przez sieć wodociągową w skutek dezynfekcji zawiera niewielkie ilości chloru lub jego związków, które mogą pogarszać jej smak i zapach. Chlor nie tylko wpływa na pogorszenie walorów smakowych i zapachowych wody pitnej ale powoduje również, że po kąpieli nasza skóra jest sucha, a włosy matowe.
Również użytkowników indywidualnych ujęć wody niepokoić może m.in. jej wygląd, jak również smak. O nie najlepszej jakości wody w domu mogą świadczyć również żółtobrązowe zacieki na wannie, metaliczny posmak wody czy żółtawe plamy na praniu. To znak, że nasza woda zawiera zbyt duże ilości żelaza i manganu. Z problemem tym najczęściej stykają się użytkownicy własnych ujęć wodnych. W takiej sytuacji warto zaopatrzyć się w filtry do wody usuwając z niej związki żelaza i manganu.
Filtry do Wody i Ich Zastosowanie
Aby cieszyć się smaczną wodą, warto wyposażyć instalację wodną w odpowiednie filtry do wody. Lista zanieczyszczeń redukowanych przez ten filtr jest długa. Nowoczesne filtry do wody Aquacarbon są też całkowicie bezobsługowe, co ma niemałe znaczenie w naszym codziennym, zabieganym życiu. Wyposażone są w ekonomiczny system regeneracji złóż wyłącznie wodą - nie ma więc konieczności stosowania dodatkowych środków chemicznych.
Przykładem takiego filtra jest Aquamix-N - filtr multifunkcyjny, pozwalający uporać się z problemem twardej wody i oczyszczający ją z żelaza, manganu, amoniaku oraz substancji organicznych. Zastosowanie filtra Aquamix-N zapewni nam ochronę przed rozwojem bakterii żelazistych, mogących doprowadzić do zarastania rur wodociągowych i zmniejszy ryzyko uszkodzeń urządzeń cieplnych. Zredukuje też ilość uciążliwych osadów na armaturze sanitarnej. Zapewni nam także bezpieczną woda, zgodną z polskimi normami zawartości żelaza i manganu. Sprawi również, że będzie ona czysta, nie pozostawiająca zacieków, co pozwoli m.in.
Woda Demineralizowana: Definicja i Zastosowania
Woda demineralizowana to woda pozbawiona większości minerałów i soli poprzez zaawansowane procesy technologiczne. W swojej istocie jest to H₂O o bardzo wysokim stopniu czystości, z którego usunięto rozpuszczone substancje stałe, takie jak jony wapnia, magnezu, sodu czy chlorki. Ta chemiczna czystość ma zasadnicze znaczenie dla profesjonalnych usług utrzymania porządku.
Główne metody produkcji czystej wody demineralizowanej to odwrócona osmoza, wymiana jonowa, elektrodejonizacja oraz destylacja. Jednym z najczęściej stosowanych procesów w produkcji czystej wody na skalę przemysłową jest odwrócona osmoza (RO). Polega ona na przepuszczaniu wody pod wysokim ciśnieniem przez specjalistyczną membranę, która zatrzymuje jony, minerały i inne zanieczyszczenia.
Podstawowa różnica polega na procesie oczyszczania - destylacja usuwa większość zanieczyszczeń przez odparowanie i kondensację, podczas gdy demineralizacja koncentruje się głównie na usunięciu jonów i minerałów. W praktyce oznacza to, że woda destylowana jest pozbawiona szerszego spektrum zanieczyszczeń, w tym wielu związków organicznych. Jednak do mycia paneli fotowoltaicznych konieczne jest właśnie usunięcie minerałów, które tworzą osady. Nie, woda demineralizowana i destylowana nie są dokładnie tym samym; różnią się metodami produkcji i profilem usuniętych zanieczyszczeń. Należy obalić ten powszechny mit.
Woda destylowana zazwyczaj osiąga czystość poniżej 5-10 PPM, podczas gdy woda demineralizowana, w zależności od metody, może mieć nawet poniżej 1 PPM, dążąc do idealnego 0 PPM. Skrót PPM (ang. parts per million) oznacza liczbę cząstek stałych rozpuszczonych w milionie cząstek wody. Im niższa wartość, tym czysta woda jest wyższej jakości do celów mycia. Bardzo wysoki poziom czystości wody demineralizowanej gwarantuje brak charakterystycznych suchych plam.
Woda demineralizowana jest często lepszym wyborem do zastosowań wymagających usunięcia minerałów i uniknięcia osadów, na przykład przy myciu pojazdów, okien i paneli fotowoltaicznych. Z kolei woda destylowana jest preferowana tam, gdzie konieczne jest usunięcie szerszego zakresu zanieczyszczeń, jak w laboratoriach czy medycynie. Do mycia powierzchni, a zwłaszcza instalacji PV, woda demineralizowana jest optymalnym wyborem ze względu na swoje właściwości i bardziej ekonomiczną produkcję na dużą skalę.
Zastosowanie Wody Demineralizowanej w Myciu Paneli Słonecznych
Woda demineralizowana jest stosowana do mycia paneli słonecznych, ponieważ zapobiega powstawaniu osadów mineralnych i smug po wyschnięciu, co jest decydujące dla zachowania optymalnej przepuszczalności światła i wydajności paneli. Główne korzyści to eliminacja smug i zacieków, ochrona paneli przed korozją i osadzaniem się kamienia, utrzymanie maksymalnej przepuszczalności światła i wydajności energetycznej oraz przyczynienie się do dłuższej żywotności instalacji. Brak minerałów oznacza, że woda wysycha, nie pozostawiając absolutnie żadnych śladów, co jest krytyczne dla powierzchni, jaką mają panele słoneczne.
Tak, jest to prawda - czysta woda demineralizowana skutecznie eliminuje problem suchych plam, ponieważ po wyschnięciu nie pozostawia żadnych rozpuszczonych minerałów na powierzchni paneli. Dzięki zastosowaniu wody demineralizowanej gwarantujemy jakość mytej powierzchni, która jest idealnie czysta i pozbawiona osadów. Woda demineralizowana niweluje ryzyko korozji, ponieważ jest pozbawiona soli i jonów, które w obecności wilgoci mogłyby przyspieszać procesy elektrochemiczne i reagować z metalowymi elementami konstrukcji paneli.
Proces mycia farm fotowoltaicznych wodą demineralizowaną obejmuje użycie specjalistycznego sprzętu myjącego, zasilanego czystą wodą, często w połączeniu z dedykowanymi szczotkami, aby skutecznie usunąć zabrudzenia bez ryzyka uszkodzenia paneli. Szczotki zasilane wodą, w połączeniu z kontrolowanym tarciem, mechanicznie usuwają zabrudzenia, podczas gdy ciągły przepływ wody demineralizowanej spłukuje je bez pozostawiania osadów. W naszym procesie wykorzystujemy szczotki zasilane wodą o miękkim włosiu, które zostały specjalnie zaprojektowane, aby zapewnić bezpieczne mycie.
Tak, odpowiednia temperatura wody jest ważna, aby zapobiec szokowi termicznemu paneli, co zapewniamy dzięki zastosowaniu systemu podgrzewania i schładzania wody. Panele fotowoltaiczne, zwłaszcza w słoneczny dzień, mogą się mocno nagrzewać. Polanie ich zimną wodą mogłoby doprowadzić do mikropęknięć. Dlatego nasza maszyna dostosowuje temperaturę wody do temperatury paneli.
Inne Zastosowania Wody Demineralizowanej
Woda demineralizowana jest szeroko stosowana w profesjonalnym czyszczeniu, na przykład do mycia okien, elewacji szklanych, mycia samochodów oraz innych powierzchni, gdzie konieczne jest uniknięcie smug i osadów. Mycie samochodu wodą demineralizowaną zapobiega powstawaniu nieestetycznych plam i zacieków mineralnych na lakierze, a technika „mycia na 2 wiadra” minimalizuje ryzyko zarysowań podczas tego procesu. W przemyśle woda demineralizowana jest wykorzystywana do mycia i płukania różnych elementów, w tym metalowych (bramy, ogrodzenia) czy innych typów elewacji, wszędzie tam, gdzie wymagane jest uniknięcie korozji, osadów lub reakcji zanieczyszczeń z powierzchnią.
Poza profesjonalnym czyszczeniem, woda demineralizowana jest powszechnie stosowana w przemyśle (np. w akumulatorach, systemach chłodzenia), laboratoriach, akwarystyce, żelazkach parowych oraz w niektórych zastosowaniach medycznych i kosmetycznych. W codziennym życiu woda demineralizowana służy do napełniania żelazek parowych i nawilżaczy powietrza, a w przemyśle wykorzystuje się ją w akumulatorach samochodowych, układach chłodzenia, procesach galwanicznych czy produkcji leków i kosmetyków.
Kiedy Woda Demineralizowana Nie Jest Idealna?
Nie zaleca się długotrwałego podlewania większości kwiatów czystą wodą demineralizowaną, ponieważ brakuje w niej minerałów i składników odżywczych niezbędnych do prawidłowego wzrostu roślin. Dla organizmów żywych minerały w wodzie są często korzystne. W akwarystyce, szczególnie morskiej, woda demineralizowana (RO/DI) jest często punktem wyjścia do przygotowania wody o idealnych parametrach, do której następnie dodaje się odpowiednie sole i minerały. Woda demineralizowana jest zalecana do instalacji c.o., aby zapobiegać osadzaniu się kamienia i korozji, natomiast do mycia twarzy zazwyczaj preferuje się wodę z minerałami, która jest łagodniejsza dla skóry.
Podsumowanie
Czysta woda jest niezbędna dla życia i ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. Wybór odpowiedniego rodzaju wody i metody jej oczyszczania zależy od konkretnych potrzeb i celów. Niezależnie od tego, czy chodzi o wodę pitną, mycie paneli słonecznych czy zastosowania przemysłowe, dbałość o jakość wody jest kluczowa dla zdrowia, efektywności i trwałości.
| Stan skupienia | Temperatura | Gęstość (g/cm³) |
|---|---|---|
| Woda w stanie stałym | 0°C | 0,917 |
| Woda w stanie ciekłym | Około 4°C | 1,000 |
| Nazwa substancji | Wzór sumaryczny | Temperatura topnienia (°C) | Temperatura wrzenia (°C) |
|---|---|---|---|
| Woda | H2O | 0 | 100 |
| Chlorowodór | HCl | -114 | -85 |
| Siarkowodór | H2S | -82 | -60 |
tags: #czysta #woda #definicja #i #właściwości
