Mieszaniny i rodzaje wód mineralnych
- Szczegóły
Mieszaniny to dwie lub więcej substancji wymieszanych ze sobą mechanicznie. Mogą występować we wszystkich trzech stanach skupienia, a ich podział na jednorodne oraz niejednorodne jest bardzo łatwy do opanowania. Jeżeli „gołym” okiem nie widać w mieszaninie podziału obecnych w niej składników, mieszanina jest jednorodna. W przypadku, kiedy możliwe do rozróżnienia wzrokowego są składniki danej mieszaniny, mówimy o mieszaninach niejednorodnych.
Rodzaje mieszanin
Mieszaniny można podzielić ze względu na wielkość cząstek substancji rozpuszczonej na:
- Roztwory właściwe (rzeczywiste), których średnica cząstek jest mniejsza niż 10-9 m.
- Koloidy, których cząstki substancji mają średnicę między 10-9 a 10-7 m.
- Zawiesiny, których średnica cząstek jest większa niż 10-7 m.
Przykładem mieszaniny niejednorodnej może być woda z olejem - wtedy jest to mieszanina dwóch cieczy, które nawet w trakcie wytrząsania nie łączą się ze sobą, a na powierzchni wody łatwo zaobserwować unoszące się krople oleju. Innym typem mieszaniny niejednorodnej jest sproszkowana kreda w wodzie. Jest to ciało stałe wprowadzone do cieczy, które nie rozpuszcza się w niej.
Roztwór to szczególny rodzaj mieszanin, który składa się z co najmniej dwóch składników, z czego jeden nazywa się rozpuszczalnikiem, a inne - substancjami w nim rozpuszczonymi. W przypadku mieszania dwóch cieczy lub dwóch gazów rozpuszczalnik, inaczej nazywany fazą rozpraszającą, stanowi zazwyczaj ta substancja, której jest w roztworze więcej. Ta, której jest mniej, to substancja w nim rozpuszczona. Substancje rozpuszczone nazywa się również fazą rozproszoną i może być ich w roztworze więcej niż jedna.
Rodzaje roztworów
- Roztwór nasycony: Taki, który został uzyskany w wyniku rozpuszczenia maksymalnej możliwej ilości substancji w rozpuszczalniku.
- Roztwór nienasycony: Taki, w którego 100 gramach, w danej temperaturze i pod danym ciśnieniem, nadal można rozpuścić większe ilości substancji rozpuszczanej.
- Roztwór rozcieńczony: Roztwór, w którym ilość rozpuszczalnika jest znacznie większa od ilości substancji rozpuszczonej.
- Roztwór przesycony: Specyficzny układ, w którym znajduje się dodatkowa, niemożliwa do rozpuszczenia w danych warunkach ciśnienia i temperatury ilość substancji. Ten typ roztworu można w łatwy sposób uzyskać poprzez ostrożne ochładzanie roztworu nasyconego.
W odwrotnej sytuacji, aby zmniejszyć nasycenie roztworu, najłatwiejszym sposobem jest dodanie większej ilości rozpuszczalnika do układu lub w przypadku ciał stałych, podwyższenie temperatury roztworu.
Przeczytaj także: Nawilżacze mieszanin oddechowych - przegląd
Proces rozpuszczania
Podstawowym warunkiem powstania roztworu, czyli mieszaniny optycznie jednorodnej jest wystąpienie procesu nazywanego rozpuszczaniem. Polega on na przechodzeniu cząsteczek substancji do roztworu. Każda substancja charakteryzuje się specyficzną dla siebie szybkością i efektywnością rozpuszczania. Rozpuszczalnością nazywamy natomiast ilość gramów substancji, którą należy rozpuścić, aby otrzymać roztwór nasycony z użyciem 100 gramów rozpuszczalnika, w danych warunkach ciśnienia i temperatury.
Znajomość pojęć rozpuszczalności czy poziomu nasycenia roztworów pozwala na rozwiązywanie prostych obliczeń ułatwiających codzienną pracę każdego chemika. Na przykład, wiemy, że rozpuszczalność wynosi 45 g, co oznacza, że 45 g substancji rozpuszcza się w 100 g wody, w wyniku czego powstaje roztwór nasycony. Korzystając z krzywej rozpuszczalności, wiemy, że w 60°C rozpuszczalność chlorku amonu wynosi: R = 55 g. Oznacza to, że po dodaniu do 100 g wody 50 g chlorku amonu w tej temperaturze mogłoby się rozpuścić jeszcze dodatkowych 5 g.
Czynniki wpływające na rozpuszczanie
Na szybkość rozpuszczania się substancji ma wpływ wiele czynników. Czasami podczas tworzenia mieszaniny dochodzi do sytuacji, kiedy cząsteczki jednej substancji mieszają się z inną. Taki proces nazywamy rozpuszczaniem. Jeśli jedna substancja całkowicie rozpuści się w drugiej, powstaje mieszanina jednorodna zwana roztworem.
Każdy roztwór składa się z rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej (jednej lub więcej). Istnieją: roztwory cieczy w cieczy, roztwory ciał stałych w cieczach, roztwory gazowe.
Woda mineralna jako przykład mieszaniny
Woda jest źródłem życia. Stanowi główny składnik naszej planety oraz większości organizmów ją zamieszkujących. Z chemicznego punktu widzenia jest to tlenek wodoru, czyli popularne H2O. Cząsteczka zawierająca zaledwie trzy atomy ma tak ciekawe i niezastąpione właściwości, że bez niej życie na Ziemi w obecnym stanie nie miałoby prawa istnieć.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Woda w swojej najczystszej postaci to H2O, jednak uzyskanie tej substancji w postaci czystej jest nie lada wyzwaniem, ponieważ woda jest superrozpuszczalnikiem. Występujące w przyrodzie roztwory wodne zawierają rozpuszczone substancje stałe, a także ciecze lub gazy. Rośliny pobierają z gleby wodę wraz z rozpuszczonymi w niej solami mineralnymi, które są im potrzebne do życia. Podobnie jest w przypadku ludzi i zwierząt - wraz z roztworem wodnym do naszych organizmów dostarczane są niezbędne substancje.
Ale nie każda woda sprzedawana w butelce jest wodą mineralną. Nie wolno przesadzać z piciem wód wysoko zmineralizowanych. Codzienne ich dostarczanie może spowodować niebezpieczną kumulację biopierwiastków w organizmie i doprowadzić np. do kamicy nerkowej. Dlatego też z dobrodziejstwa wód mineralnych powinniśmy korzystać rozważnie.
Rodzaje wód
Mineralna i źródlana najczęściej są sprzedawane w postaci butelkowanej. Obydwa rodzaje czerpane są z podziemnych zbiorników, z tą różnicą, że woda mineralna pobierana jest z głębszych warstw powłoki ziemskiej niż woda źródlana. Charakteryzują się zawartością składników mineralnych pochodzenia naturalnego.
Oznacza to, że w skład tych wód wchodzą makro i mikroelementy - jony metali (np. wapnia, magnezu czy sodu) oraz nieodzownie towarzyszące im aniony (np. węglany czy chlorki), które do wody dostały się ze skał otaczających ujęcie. Woda gazowana oraz woda stołowa to kolejne rodzaje wody, które tworzone są na bazie mineralnych i źródlanych. Woda gazowana jest dodatkowo nasycona dwutlenkiem węgla.
Woda wodociągowa to kolejne popularne źródło H2O w naszym życiu codziennym. Może być czerpana ze źródeł podziemnych (głębinowych) oraz naziemnych (ze zbiorników wodnych takich jak rzeki, jeziora czy morza) lub oczyszczalni ścieków. Zanim woda z każdego z wymienionych źródeł trafi do sieci wodociągowej, powinna być przygotowana do spożycia w stacjach oczyszczania i uzdatniania wody. Jest tam pozbawiana zanieczyszczeń chemicznych oraz mikrobiologicznych. Podobnie jak w przypadku wód mineralnych i źródlanych, organ nadzorujący (Państwowa Inspekcja Sanitarna) i jej organy wykonawcze czuwają nad jakością surowca.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Wody lecznicze pochodzą ze specjalnych źródeł głębinowych uznanych za lecznicze. Zgodnie z ustawą Prawo geologiczne i górnicze wody lecznicze charakteryzują się sumaryczną zawartością rozpuszczonych składników mineralnych niemniejszą niż 1000 mg/l. Ich właściwości lecznicze zmieniają się w zależności od proporcji składników mineralnych. Można je pić systematycznie tylko po konsultacji z lekarzem.
Jeśli mineralizacja wynosi ponad 1500 mg/l, wodę możemy pić od czasu do czasu, najlepiej w uzasadnionych przypadkach, np. by uzupełnić ubytek pierwiastków, gdy się obficie pocimy. Można ją też polecać przy zatwardzeniach, ponieważ pobudza wydzielanie soków trawiennych i przyspiesza ruchy robaczkowe. Nie dawajmy takiej wody dzieciom. Nie wolno z niej przygotowywać pokarmu dla niemowląt, bo mieszanki mleczne zawierają już optymalne ilości składników mineralnych.
Najbardziej uniwersalne są naturalne wody źródlane, nisko zmineralizowane. Wody źródlane można stosować do gotowania kaszek, przecierów, zup dla dzieci, przyrządzania naparów ziołowych, a także zimnych i gorących napojów. Jeśli wiemy, że woda wodociągowa jest niskiej jakości, wykorzystujmy źródlaną do gotowania potraw, a nawet mycia.
Woda oczyszczona - aqua purificata - jest składnikiem kosmetyków oraz leków, a jej parametry opisane są w dokumencie nazywanym Farmakopea Polska. Dokładnie zdefiniowany jest jej dopuszczalny skład chemiczny oraz mikrobiologiczny. Oczyszczenie wody może być prowadzone różnymi metodami fizykochemicznymi, dlatego pod hasłem woda oczyszczona możemy znaleźć np. wodę destylowaną, dejonizowaną czy oczyszczoną osmotycznie. Tego rodzaju woda najczęściej pozyskiwana jest poprzez uzdatnienie wody wodociągowej.
Wody termalne są wodami głębinowymi. Zgodnie z definicją, ich temperatura podczas wydobycia powinna być wyższa niż średnia roczna temperatura powietrza w okolicy. Podobnie jak wody mineralne i źródlane, mają skład chemiczny zależny od miejsca wydobycia.
Stopień mineralizacji wody
Stopień mineralizacji wody odnosi się do zawartości minerałów rozpuszczonych w wodzie pitnej. Woda mineralna może zawierać różne ilości minerałów, takich jak wapń, magnez, potas, sód, siarczany, chlorki, węglany i inne.
- Niskomineralizowane wody - zawierają małą ilość minerałów, zazwyczaj poniżej 500 mg/l.
- Średniomineralizowane wody - zawierają umiarkowaną ilość minerałów, zwykle między 500 a 1500 mg/l.
- Wysokomineralizowane wody - zawierają dużą ilość minerałów, przekraczającą 1500 mg/l.
Stopień mineralizacji wody może mieć wpływ na jej smak, właściwości zdrowotne i zastosowanie.
Składniki mineralne i ich wpływ na organizm
Woda pitna może wpływać na zawartość biopierwiastków w organizmie człowieka. Występują w niej w formie zjonizowanej, łatwo przyswajalnej. Wśród nich są kationy (wapniowe, magnezowe, sodowe, potasowe, strontowe, żalazawe) i aniony (wodorowęglanowe, siarczanowe, fluorkowe, chlorkowe, jodkowe) oraz dwutlenek węgla. Wody pitne zaspokajają od kilku do kilkudziesięciu procent dziennego zapotrzebowania na wapń (8-24 proc.) i magnez (4-20 proc.), odgrywają więc ważną rolę w profilaktyce wielu chorób, m.in. serca.
Rozpuszczone w wodzie minerały regulują przebieg wielu procesów w organizmie: cały metabolizm, gospodarkę wodną i hormonalną, a także redukują toksyczność metali ciężkich (ołowiu, manganu). Ale - uwaga! Ich nadmiar jest zgubny.
Wody o zawartości wodorowęglanów powyżej 600 mg/l określa się jako wody alkaliczne. Są szczególnie polecane osobom ze skłonnością do nadkwasoty. Neutralizują sok żołądkowy i działają przeciwzapalnie. Sprzyjają trawieniu, ponieważ jelita potrzebują środowiska zasadowego.
Wody o dużej zawartości siarczanów (250-650 mg/l) zaleca się przy skłonnościach do zaparć i niestrawności, ponieważ stymulują funkcje wydzielnicze wątroby i przyspieszają perystaltykę jelit. Powinny być spożywane systematycznie przed posiłkami.
Dwutlenek węgla, który jest naturalnym składnikiem wody, wpływa korzystnie na jej skład chemiczny i kwasowość. Daje kwaskowy smak, który orzeźwia. Dzięki CO2 nawet wody mdłe, np. o dużej zawartości wodorowęglanów, lepiej smakują. Jednorazowe spożycie większej ilości wody z gazem przyspiesza przesuwanie się treści pokarmowej w jelitach.
Może jednak zaostrzać objawy nadkwasoty i choroby wrzodowej.
Przechowywanie wody
Wszystkie wody należy trzymać w miejscu chłodnym (2-12 st. C) i zaciemnionym, bez dostępu światła słonecznego. Okres przydatności do spożycia wód gazowanych wynosi 12 miesięcy, a niegazowanych maksymalnie trzy miesiące. Nie powinniśmy pić z butelki, by nie zakażać jej zawartości bakteriami. Producent jest zobowiązany podać miejsce wydobycia wody oraz swoje dane z adresem i numerem telefonu.
Tabela: Przykłady mieszanin tworzonych przez wodę i inne substancje
| Rodzaj mieszaniny | Roztwór właściwy | Roztwór koloidalny | Zawiesina |
|---|---|---|---|
| Wielkość cząstek | wielkość cząstek jest mniejsza od 1 nm (10-9 m) | wielkość cząstek zawiera się w przedziale od 1 do 200 nm (10-9 m - 200 · 10-9 m) | wielkość cząstek jest większa od 200 nm (200 · 10-9 m) |
| Przykłady | mieszanina wody z: cukrem (sacharozą), glukozą, solą kuchenną, sodą oczyszczoną, ocet, esencja herbaciana | mieszanina wody z: żelatyną, białkiem jaja kurzego, mleko, kleik skrobiowy (kisiel z mąki ziemniaczanej otrzymany na gorąco) | mieszanina wody z: kredą, trocinami, piaskiem, atrament |
tags: #mieszaniny #woda #mineralna #rodzaje

