Właściwości fizyczne i chemiczne wody destylowanej w temperaturze 25 stopni
- Szczegóły
Woda destylowana jest wykorzystywana w wielu gałęziach przemysłu. Jej cechą charakterystyczną jest brak wszelkiego rodzaju soli mineralnych i zanieczyszczeń. Może natomiast zawierać gazy, takie jak dwutlenek węgla, azot i tlen. Woda destylowana, którą można spotkać także pod nazwami Aqua Dest lub Aqua destillata, w wyniku procesu destylacji jest pozbawiana soli mineralnych oraz innych substancji. Nie ma smaku i zapachu, zanieczyszczeń i bakterii, natomiast jej wygląd jest identyczny, jak w przypadku każdej innej wody - pobieranej z kranu lub kupowanej w butelce. Ma szerokie zastosowanie.
Zastosowanie wody destylowanej
Jest używana zarówno w wielkich zakładach produkcyjnych, jak i w motoryzacji, a nawet w gospodarstwie domowym. Najczęściej wykorzystuje się ją do produkcji kosmetyków, leków, w branży fotograficznej oraz do wytwarzania elektrolitów do akumulatorów. Jest niezbędna także w akwarystyce, instalacjach wodnych, żelazkach parowych, ogrodnictwie oraz w nawilżaczach powietrza.
Proces destylacji
Woda destylowana jest poddawana procesowi destylacji, który polega na podgrzaniu jej do temperatury 100 stopni Celsjusza w aparaturze ze szkła lub stali nierdzewnej, a następnie na skropleniu pary wodnej. Następnie jest ona skraplana w chłodnicy i gromadzi się w kolbie odbierającej.
Różnica między destylacją a demineralizacją
Co istotne, proces destylacji wody nie jest tożsamy z jej demineralizacją. Drugi typ oczyszczania ma nieco inny przebieg i daje większą skuteczność w usuwaniu zanieczyszczeń. W tym przypadku ciecz jest poddawana procesowi odwróconej osmozy. Demineralizacja pozwala uzyskać idealnie czystą wodę o lepszej jakości niż destylowana. Jest pozbawiona niemal w 100% wszelkich zanieczyszczeń. Jest wolna od bakterii, wirusów, metali ciężkich i innych szkodliwych substancji. Woda destylowana i demineralizowana nie są tożsamymi pojęciami.
Przewodność wody destylowanej i demineralizowanej
Przewodność wody jest to zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego. Przewodność jest skróconą nazwą - pełna nazwa brzmi przewodnictwo elektrolityczne. Przewodność jest odwrotnością równie często używanego terminu czyli rezystywności. Wszystkie substancje posiadają przewodnictwo na pewnym określonym poziomie. W zależności od wartości przewodności materiały dzielą się na przewodniki i izolatory. Przewodność wody demineralizowanej jest na bardzo niskim poziomie co pozwala na jej stosowanie w miejscach gdzie wymagana jest duża rezystywność. Typowo woda demineralizowana posiada przewodność poniżej 5 µS/cm jednak może też mieć przewodność poniżej 1 µS/cm. Przewodność wody demineralizowanej można w łatwy sposób zmierzyć za pomocą konduktometru elektronicznego. Dostępne są urządzenia do pomiaru wyłącznie wody ultraczystej dzięki czemu pomiar jest bardzo precyzyjny. Należy dodać, że przewodność silnie zależy od temperatury wody. Zgodnie z normami przewodność wody demineralizowanej podaje się dla temperatury 25°C. Mierniki elektroniczne potrafią skompensować pomiar i podać wynik dla tej temperatury.
Przeczytaj także: Poradnik obracania ekranu
Normy i kontrola jakości
Nie ma jednej konkretnej normy definiującej parametry wody demineralizowanej. Parametry definiujące parametry wody oczyszczonej lub ultraczystej występują w kilku normach dotyczących różnych branż. Wodę stosowaną w laboratoriach definiuje norma PN-EN-ISO 3696:1999. Woda podawana do kotłów jest często poddawana korekcji chemicznej. Aby zapewnić odpowiednie warunki chemiczne należy przeprowadzać okresową kontrolę parametrów jakościowych wody demineralizowanej. Są to takie parametry jak przewodność właściwa, przewodność kwasowa, wartość pH, twardość czy zawartość tlenu. Częstotliwość badań określa wytwórca pieca. Norma VGB-M 407 stawia wodzie demineralizowanej bardzo wysokie wymagania. Dotyczy wody do bardzo precyzyjnych prac laboratoryjnych. Wodę demineralizowaną ultra czystą można osiągnąć poprzez kilkukrotną demineralizację i dejonizację za pomocą np.
Woda destylowana w procesach galwanicznych i obróbce CNC
Woda jest jednym z najważniejszych czynników w przemyśle galwanicznym, gdzie precyzja i powtarzalność procesów ma ogromne znaczenie dla jakości powłok. Prawidłowy dobór i kontrola parametrów wody przekłada się na efektywność anodowania aluminium, czernienia metali, cynkowania galwanicznego czy chromowania. Przy procesach obróbczych, takich jak skrawanie i frezowanie CNC, znaczenie czystości również rośnie - odpowiednie rozcieńczanie chłodziwa zapobiega wytrącaniu się osadów, a także zwiększa trwałość maszyn.
Wspomniane technologie - od anodowania aluminium po czernienie, cynkowanie i chromowanie - wymagają wody o ściśle określonych właściwościach. Często w tym kontekście pojawiają się dwa pojęcia: woda destylowana oraz woda demineralizowana. Na pierwszy rzut oka oba rodzaje wody mogą wydawać się niemal tożsame, jednak w praktyce różnią się metodą uzyskiwania, składem chemicznym i zastosowaniem. W procesach galwanicznych nawet najdrobniejsze różnice w czystości czy zawartości jonów potrafią skutkować istotnymi zmianami w jakości i trwałości uzyskanych powłok.
Metody produkcji wody destylowanej i demineralizowanej
Aby zrozumieć, dlaczego woda destylowana i demineralizowana różnią się pod względem zastosowania w procesach galwanicznych, warto przyjrzeć się dokładnie ich metodom produkcji. Destylacja to jedna z najstarszych i najprostszych metod uzyskiwania wody o niemal idealnej czystości. Proces polega na podgrzaniu wody do temperatury wrzenia, tak aby zamieniła się w parę wodną, a następnie skropleniu tej pary w osobnym zbiorniku. W wyniku tej operacji zdecydowana większość jonów, soli mineralnych i innych substancji pozostaje w kotle (w tzw. pozostałości po odparowaniu).
Zasada działania:
Przeczytaj także: Legionella a temperatura wody
- Woda surowa (np. wodociągowa) jest doprowadzana do urządzenia destylującego.
- W wyniku podgrzewania powstaje para wodna.
- Para wodna przepływa przez układ chłodzący (skraplacz), gdzie ulega kondensacji.
- Skroplina trafia do zbiornika na wodę destylowaną.
Główne zalety destylacji:
- Wysoki stopień czystości - usuwane są niemal wszystkie jony, a także liczne zanieczyszczenia stałe.
- Wszechstronne zastosowanie - woda destylowana idealnie sprawdza się tam, gdzie wymagana jest absolutna sterylność lub brak wpływu jakichkolwiek związków chemicznych na proces (np. w laboratoriach czy niektórych etapach galwanizacji).
Ograniczenia i koszty:
- Energochłonność - do ogrzania wody, odparowania i kondensacji potrzebna jest znaczna ilość energii, co przekłada się na wysokie koszty eksploatacyjne.
- Czasochłonność - samo odparowanie i skroplenie wymaga odpowiedniego czasu, przez co proces może być mniej wydajny w produkcji dużych ilości cieczy.
W kontekście procesów galwanicznych woda destylowana bywa wykorzystywana w najbardziej wymagających operacjach, gdzie nawet śladowe zanieczyszczenia mogłyby wpłynąć na stabilność kąpieli galwanicznej lub jakość otrzymywanych powłok. Z kolei woda demineralizowana uzyskiwana jest dzięki bardziej zaawansowanym metodom chemicznym i fizycznym, których głównym celem jest usunięcie jonów mineralnych (wapnia, magnezu, żelaza czy sodu), a także innych zanieczyszczeń, w tym niektórych organicznych. W przemyśle galwanicznym woda demineralizowana jest często wybierana jako optymalny kompromis między wymaganą czystością a kosztami uzdatniania. Sprawdza się doskonale w kąpielach do cynkowania, czernienia czy chromowania, gdzie istotna jest wyeliminowana twardość wody, ale niekoniecznie wymagana jest skrajnie niska zawartość wszelkich możliwych zanieczyszczeń (jak ma to miejsce przy produkcji elementów elektroniki czy w laboratoriach badawczych).
Recykling wody i nowoczesne technologie
W dobie rosnącej świadomości ekologicznej i konieczności oszczędzania zasobów coraz większą uwagę zwraca się na:
- Recykling wody - odzyskiwanie jej z procesów galwanicznych (płukania, kąpiele) oraz ponowne uzdatnianie za pomocą kombinacji filtracji, odwróconej osmozy i wymiany jonowej.
- Zintegrowane systemy monitorowania - nowoczesne systemy pomiarowe pozwalają na bieżąco kontrolować przewodność, pH czy zawartość związków chemicznych, co minimalizuje ryzyko wprowadzenia do linii produkcyjnej wody niespełniającej wymagań.
- Technologie hybrydowe - połączenie metod membranowych i jonowymiennych w jednym układzie, często wzbogacone o dezynfekcję UV lub ozonowanie, gwarantujące ekstremalnie niskie stężenie mikroorganizmów.
Wszystkie te udoskonalenia mają szczególne znaczenie w galwanizerniach dążących do utrzymania stabilnych parametrów procesowych, wysokiej jakości powłok i jednoczesnego minimalizowania kosztów związanych z zużyciem mediów. Zależna od zastosowanego stopnia filtracji. Kluczowym kryterium wyboru między wodą destylowaną a demineralizowaną jest specyfika procesu: poziom pożądanej czystości vs.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Zastosowanie wody destylowanej i demineralizowanej w różnych procesach galwanicznych
W kontekście szeroko rozumianych procesów galwanicznych - takich jak anodowanie aluminium, czernienie metali, cynkowanie galwaniczne czy chromowanie - woda destylowana i woda demineralizowana pełnią kluczową rolę w zapewnieniu odpowiedniej jakości powłok. Każda z tych metod galwanizowania wymaga bowiem specyficznych parametrów kąpieli, a obecność nawet śladowych ilości jonów mineralnych czy związków organicznych potrafi znacząco wpłynąć na trwałość, wygląd i funkcjonalność tworzonych warstw.
Anodowanie aluminium
Podczas anodowania aluminium podstawą jest elektrolit (najczęściej roztwór kwasu), w którym kluczowe znaczenie ma poziom czystości wody. Obecność zbędnych jonów czy rozpuszczonych soli mogłaby zaburzyć proces tworzenia jednolitej warstwy tlenkowej. Po wyjęciu detalu z kąpieli anodującej dokładne płukanie w wodzie destylowanej usuwa pozostałości elektrolitu z porów nowo wytworzonej warstwy tlenkowej. Dzięki temu unikamy zanieczyszczeń wpływających na barwienie końcowe czy odporność korozyjną. W wielu anodowniach, szczególnie tych prowadzących procesy o większej skali produkcyjnej, stosuje się wodę demineralizowaną (o odpowiednio niskiej przewodności elektrycznej).
Czernienie metali
Czernienie metali (zwłaszcza stali) to proces polegający na wytworzeniu cienkiej powłoki tlenkowej, zapewniającej ochronę korozyjną i efekt estetyczny. Zawartość jonów żelaza, wapnia czy chloru w wodzie może prowadzić do powstawania niepożądanych osadów na powierzchni, a nawet wywoływać wżery korozyjne. Zarówno woda destylowana, jak i demineralizowana pełnią ważną funkcję w płukaniu elementów pomiędzy poszczególnymi etapami czernienia. Zapobiega to przenoszeniu niepożądanych zanieczyszczeń, które mogłyby pogorszyć przyczepność i trwałość powłoki. W przypadku masowej produkcji, dla której czernienie stanowi etap ochronny, woda demineralizowana zwykle w zupełności wystarcza.
Cynkowanie galwaniczne
Cynkowanie galwaniczne często stosuje się na masową skalę w branży motoryzacyjnej czy maszynowej, aby zabezpieczyć elementy stalowe przed korozją. Tutaj zawartość soli w wodzie, może prowadzić do niepożądanych wytrąceń, skutkujących zmatowieniem czy nierównomiernym rozprowadzeniem powłoki. Z racji wysokich wolumenów cynkowania, stosuje się głównie wodę demineralizowaną, ponieważ koszt produkcji wody destylowanej na tę skalę byłby zbyt duży. W większości przypadków uzyskiwana czystość wody (kontrolowany poziom przewodności) jest wystarczająca do zachowania stabilnych parametrów kąpieli cynkowej. Aby uniknąć zanieczyszczenia świeżo ocynkowanej powierzchni resztkami elektrolitu lub niepożądanymi jonami, w przemyśle stosuje się system wieloetapowego płukania.
Chromowanie
Chromowanie to kolejny proces wymagający wysokiej kontroli składu kąpieli, często opartej na związkach chromu (Cr3+ lub Cr6+). Obecność jonów wapnia, magnezu czy siarczanów może zakłócać reakcje elektrolityczne, prowadząc do defektów powłoki (pory, odpryski). Wysoki połysk i idealnie gładka powierzchnia to efekt, na którym zależy producentom galwanicznym - zwłaszcza w branży AGD, automotive czy design.
Obróbka mechaniczna i galwanizacja
Wiele elementów metalowych trafia do galwanizacji bezpośrednio po obróbce na maszynach CNC (tokarki, frezarki, centra obróbcze). Aby uzyskać idealną powierzchnię pod kąpiel galwaniczną, kluczowe jest nie tylko właściwe chłodzenie i smarowanie narzędzi, lecz także uniknięcie wytrącania się kamienia lub innych osadów wewnątrz układów chłodzących. Woda demineralizowana zazwyczaj w zupełności wystarcza do stworzenia stabilnej emulsji chłodzącej, odpornej na powstawanie wytrąceń mineralnych. W przypadku ekstremalnie precyzyjnych obróbek (np. w przemyśle lotniczym czy medycznym), gdzie każdy mikrometr ma znaczenie, woda destylowana może zostać włączona w układ chłodzenia, by wyeliminować wszelkie możliwe zanieczyszczenia. Dzięki minimalizowaniu ilości soli i jonów agresywnych w rozcieńczanym chłodziwie, rośnie trwałość osprzętu CNC, łożysk, uszczelek i samych narzędzi.
Czynniki wpływające na wybór wody destylowanej lub demineralizowanej
Przy dużych wolumenach produkcyjnych (np. cynkowanie masowe) woda demineralizowana stanowi efektywną ekonomicznie opcję; zapewnia wystarczającą czystość bez drastycznego wzrostu kosztów. W procesach dekoracyjnych (chromowanie na wysoki połysk, anodowanie kolorowe), a także w precyzyjnym czernieniu stosowanym w optyce czy elektronice, woda destylowana może okazać się nieodzowna. Niezależnie od wyboru, niezbędne jest regularne monitorowanie przewodności, pH oraz potencjalnych zanieczyszczeń, by utrzymać stabilność procesów galwanicznych. Część nowoczesnych systemów produkcji pozwala na korzystanie zarówno z wody demineralizowanej, jak i destylowanej, w zależności od etapu procesu. Dzięki temu można optymalizować koszty, nie rezygnując z wysokiej jakości powłok.
Wiele firm galwanizacyjnych oraz warsztatów obróbki CNC decyduje się na połączenie obu typów wody - np. demineralizowaną stosuje się na wstępnych etapach płukania czy chłodzenia urządzeń, natomiast wodę destylowaną zarezerwowaną ma się na kluczowy etap końcowy (finalne płukanie, przygotowanie roztworu dla szczególnie wrażliwych warstw). Współczesne linie galwaniczne coraz częściej idą w parze z zaawansowanymi systemami obróbki CNC. Dzieje się tak, ponieważ obrabiane elementy metalowe - przed poddaniem ich anodowaniu, czernieniu czy cynkowaniu - wymagają nadania im odpowiednich kształtów i właściwości powierzchni. Precyzja tych procesów w znacznym stopniu zależy od jakości chłodziw wykorzystywanych w maszynach CNC.
Chłodziwa w maszynach CNC
Maszyny CNC (tokarki, frezarki, centra obróbcze) korzystają najczęściej z chłodziwa opartego na emulsji wodno-olejowej lub płynach syntetycznych. Zawartość wody bywa wysoka (nawet kilkadziesiąt procent), co oznacza, że jakość tej wody przekłada się na stabilność chemiczną emulsji. Jeśli do wytwarzania chłodziwa użyje się wody z nadmierną ilością wapnia, magnezu czy innych soli (typowej wody wodociągowej), w wysokiej temperaturze i przy intensywnym tarciu (kontakt z narzędziem i obrabianym detalem) mogą zacząć się wytrącać związki mineralne. Skutkuje to powstawaniem kamienia lub osadów w kanalikach chłodzących i dyszach podających płyn, szybszym zużyciem pomp i uszczelek oraz obniżeniem skuteczności chłodzenia i smarowania narzędzi.
Korzystanie z wody pozbawionej jonów mineralnych (zwłaszcza wapnia i magnezu) minimalizuje ryzyko wytrącania się twardego osadu na krytycznych elementach układu chłodzenia. Nawet niewielkie ilości chlorków i siarczanów w wodzie mogą sprzyjać korozji elementów metalowych w maszynie. Uszkodzenia te potrafią się pojawiać dopiero po pewnym czasie eksploatacji, obniżając niezawodność parku maszynowego. Woda destylowana i demineralizowana znacząco redukują stężenie agresywnych jonów, przedłużając żywotność pomp, zaworów i rurociągów. Elementy, które zaraz po obróbce CNC mają trafić do kąpieli galwanicznej, muszą być jak najwolniejsze od zanieczyszczeń.
Zalecenia i analiza potrzeb
Każdy zakład produkcyjny powinien najpierw określić, jakie parametry wody są wymagane w obróbce CNC i w procesach galwanicznych. Czasem wystarczy woda demineralizowana, czasem opłaca się mieć dodatkowy etap destylacji dla najbardziej newralgicznych zadań. Zaleca się regularne sprawdzanie przewodności, pH i ewentualnych osadów w układach chłodzących. W zakładach galwanicznych może to być kluczowe do zachowania stabilnej jakości powłok. Trzeba wyważyć nakłady na produkcję (energia, membrany, żywice jonowymienne) i potencjalne straty wynikające z obniżonej jakości wyrobów czy przestojów maszyn.
tags: #właściwości #fizyczne #i #chemiczne #wody #destylowanej