در این مقاله از مجله ی دماپویا به گردآوری مطالبی در جهت اینکه آب مقطر چیست و چه کاربردی دارد وشیوه ی ساخت یا چگونگی تشکیل آن می پردازیم. می دانیم که آب ها به طور کل در منبع های مختلف مانند اقیانوس ، دریا ، چشمه و یا رودخانه ها موجود میباشند و لازمه ی اصلی برای یک زندگی نیز استفاده از آب است که با نگاهی به زندگی گذشته افراد در کنار این منابع به اهمیت آن در زندگی پی میبریم.اما نکته ی حائز اهمیت درباره ی آب مقطر و کاربرد آن میباشد که درمقابل آب معمولی با دارا بودن انواع ناخالصی ازجمله : آلودگی ، میکروب ، باکتری و یا نمک میباشند که با این موارد نمیتوانند به عنوان آب مصرفی از جمله آشامیدنی مورد استفاده قراربگیرند در نتیجه برای تبدیل آن به آبی سالم و قابل مصرف که سلامتی افراد را هم به خطر نیاندازد میبایست عملیاتی روی آن تحت عنوان خالص سازی صورت بگیرد که امروزه با پیشرفت تکنولوژی و صنایع این عمل توسط تصفیه خانه های شهری و سیستم آبرسانی ویا نمونه ی جدیدتری ازآن تحت عنوان دستگاه تصفیه آب انجام می گردد که علاوه بر تامین آب سالم روند دستیابی به آن را هم با سرعت بیشتری انجام می دهد در ادامه ی این مقاله به بررسی بیشتر آب مقطر و کاربرد آن می پردازیم .
در تعریف آب مقطر باید گفت آبی است تصفیه شده که فاقد ازهرگونه ناخالصی باشد . و منظور از ناخالصی ها انواع آلودگی مثل میکروب ، باکتری یا وجود نمک است که طی فرآیند تقطیر از آب جدا شده و آب خالص فراهم می گردد. که انجام این کار حتی از زمان های گذشته در تمدن بشری به شکلی ابتدایی وجود داشته به این نحو که آب دریاها را در زمان خشکسالی و کم آبی جهت نوشیدن یا پخت و پز استفاده می کردند که میتوان گفت به نوعی آب مقطر و کاربرد آن همیشه نقش پر رنگی در زندگی افراد برجای گذاشته. طی فرآیند تقطیربیش از 95% آلودگی های موجود در آب از جمله :نمک، فلزات سنگین، میکروارگانیسم ها، مواد معدنی موجود از بین می رود در واقع طی این روند با جوشانده شدن آب، بخار آب جمع آوری شده و به حالت مایع بازگردانده می شود و در نهایت ، آب انباشته شده که از هرنوع مواد ناخالص عاری گشته تبدیل به آبی تصفیه شده یا آب مقطر می شود که ما در ادامه ی مطالب این مقاله به ساختار آب مقطر و کاربرد آن که نقش مهمی را در زندگی افراد ایفا می کنند می پردازیم.
در توضیح بیشتر در رابطه با آب مقطر بهتر است به بررسی فرآیند تولید آن پرداخته شود تا اطلاعات لازم را برای آشنایی بیشتر با آب مقطر و کاربرد آن داشته باشیم . پروسه ی تامین آب شرب درتصفیه خانه های شهری یا بواسطه ی دستگاه های تصفیه آب صورت می گیرد که طی این روند با فیلتراسیون کردن آب عملیات میکروب زدایی صورت گرفته اما مواد معدنی همچنان باقی می ماند و اگر بخواهیم درصد خالص سازی آب را بالا ببریم می بایست این مواد معدنی و آلی را از بین ببریم که در اینجا به لزوم و اهمیت وجود تقطیر پی خواهیم برد چرا که با وجود نقشی که آب مقطرو کاربرد آن دارد یعنی عملیات تقطیر ،میتواند با تبدیل آب به بخار و انباشت آن در نهایت آب خالص یا همان آب مقطری را بدست آوریم که دارای درصد بالایی از خلوص یعنی عاری از تمام مواد معدنی و آلی است که در این صورت به عنوان بهترین و سالم ترین آب مورد استفاده قرار می گیرد .که از نمونه های پرکاربرد این آب مورد استفاده قرار گرفتن در صنایع مختلف بوده که ما در ادامه ی مطالب این مقاله به بررسی نمونه هایی از آن اشاره خواهیم داشت .
آب زمانی میتواند به تبخیر برسد که در درجه ی حرارت بالایی قرا بگیرد و در این موقعیت ناخالصی های آن باقی و میکروب های و میکروارگانیزم های آن و نیز مواد معدنی مفید از قبیل کلسیم و منیزیم از آب جدا می گردند. در آب مقطرکه آبی است خالص ph خنثی و حدود 7 می باشد و به همین دلیل اگر نمک از آن حذف شود نقش آب مقطر و کاربرد آن در رسانایی الکتریکی افزایش پیدا می کند ودارای دمای جوش پایین تری از آب معمولی می شود . عدم وجود مواد محلول در این آب که خاصیت خورندگی دارد را میتوان نمونه ای دیگر از ویژگی های آب مقطر دانست چرا که عاملیست که این آب را به یکی از پرکاربرد و ضروری ترین ها در انجام فرآیند شیمیایی تبدیل نموده است .
از آب مقطر و کاربرد آن می توان به مورد استفاده قرار گرفتن در شستشو و آبکاری قطعات فلزی، صنایع داروسازی، کوره های القایی، استفاده در بیمارستان ها و آزمایشگاه های طبی، فنی و خدماتی، کاربرد های حساس نظامی از قبیل انرژی اتمی اشاره کرد و از دیگر نقش های مهم ایفاکننده این نوع آب مورداستفاده بودن درسیستم های خنک کننده، انجام واکنش های شیمیایی، تولید مواد شیمایی بر پایه آب، استفاده در باتری های سربی-اسیدی، دیگ ها و کوره ها، شستشوی قطعات حساس پس از تولید، سیستم خنک کننده تجهیزات صنعتی است که میتوان از آن بهره مند شد. علاوه بر این آب مقطر به دلیل خنثی بودن و عدم وجود هرماده ی معدنی در صنعت طلاسازی، تولید آب اسید، آزمایشگاه های شیمی، استفاده در آکواریم ها نیز کاربرد زیادی دارد و با دارا بودن خلوص بالا و عدم وجود مواد معدنی بهترین انتخاب برای تمیز کردن سطوح حساس از قبیل صفحه نمایش مانیتورها، لپ تاپ و سطوح آشپزخانه می باشد چراکه به دلیل فقدان نمک و کلسیم هیچ نوع لکه ای روی سطح از خود باقی نمی گذارد و تحت عنوان یک پاک کننده محبوب شناخته می شود. از موارد دیگری که استفاده از آب مقطر و کاربرد آن به ما می دهد در زمینه آشپزی و پخت و پز است که بسیاری از آشپزهای حرفه ای و بین الملی برای پخت انواع سبزیجات از آب مقطراستفاده می کنند زیرابا ساختار منحصر بفردی که دارد تاثیر منفی ای روی غذا نداشته و در عین حال نیز بافت و رنگ تازه ی غذاها را هم حفظ می کند.
آبیاری گیاهان با آب مقطر
بعد از بررسی و آشنایی با آب مقطر و کاربرد آن در صنایع گوناگون به تاثیر و لزوم استفاده از این آب در بخش کشاورزی می پردازیم . می دانیم که مهمترین پارامترها برای رشد و نمو یک گیاه تامین موارد طبیعی از جمله : نور ،آب وخاک است که فراهم کردن هر کدام از این موارد در بهترین نوع از از موضوعات مهم و حائز اهمیت برای هر باغدار و یا کشاورز میباشد چرا که اگر این شرایط به طور مناسب تامین شوند از ورود خسارت به باغ ، گلخانه و یا مواردی از این قبیل جلوگیری و نتیجه مطلوبی را نیز به همراه دارد . همانطور که به آن اشاره کردیم برای رشد هر گیاه وجود چند عامل ضروریست که مهمترین آن آب است این عامل نه تنها مواد مغذی موجود را به خاک و ریشه گیه انتقال می دهد بلکه با وجود املاح ضروری ای که در آن است گیاه را هم به طور کامل تغذیه می کند که در اینجا باید به آب مقطر و کاربرد آن اشاره نمود . البته آب شرب شهری به دلیل اینکه در تصفیه خانه فیلتر شده و طی فرایند تصفیه مواد اضافه و آلودگی های آن حذف می گردد هم میتواند انتخابی مناسب برای به کار گیری در جهت رشد و تکثیر گل ها باشد چرا که برخی از املاحی که به طور طبیعی قبل از تصفیه در آب موجود است میتواند در پروسه ی رشد گیاه خلل ایجاد کرده یا برای آن مضر و سمی محسوب گردد به همین منظور با در نظر داشتن نقش آب مقطر و کاربرد آن باید گفت میتواند گزینه ای مناسب برای این نوع از استفاده باشد .
یافته ها در سالهای اخیر نیز حاکی از آن است که آب خالص به دلیل نبود مواد شیمیایی ای چون نمک های محلول ، هالیت ها و کلسیت ها تاثیر بسزایی در روند رشد یک گیاه دارد از این رو طبق مطالبی که راجب به آب مقطر و کاربرد آن گفته شد این نوع آب بهترین تامین کننده ی شرایط رشد یک گیاه است . چنانچه آب تصفیه نشده باشد حاوی میزان بالایی از نمک است که هدایت الکتریکی آب را افزایش می دهد و این امر موجب برهم خوردن تعادل مواد مغذی می گردد یعنی بی کربنات های منزیم و کلسیم موجود در آب سخت، با تبخیر آب رسوب آهکی بر جای گذاشته و سدیم آب را نیز افزایش می دهد که این باعث آسیب رساندن به گیاه می شود . نکته قابل توجه حین آبیاری گیاهان با آب مقطر این است که به دلیل خالص بودن آب و نداشتن هیچ نوع ماده ی آلی یا معدنی وو در عین حال نیاز برخی گیاهان به این مواد بهتر است در صورت استفاده از آب مقطر مواد مورد نیاز را از طریق کود جبران نماییم. با در نظر داشتن ویژگی های آب مقطر و کاربرد آن باید گفت برای گیاهان گوشتخوارهم بهترین گزینه به شمار می آیند. چرا که از نظر تکامل گیاهان گوشتخوار در خاک های مردابی و کویری رشد کرده اند که خاک این مناطق خالی از مواد معدنی از قبیل نیتروژن، فسفر می باشد. بنابراین می توان برای آبیاری گیاهان گوشتخوار بهتر است از آب مقطر استفاده شود.
چگونگی ساخت آب مقطر
تا این قسمت از مقاله با بدست آوردن اطلاعاتی در خصوص آب مقطر و کاربرد آن درصنایع مختلف ،در نهایت به نحوه ی ساخت و چگونگی آن می پردازیم . آب مقطر از متداول ترین حلال مورد استفاده در آزمایشگاه ها، صنعت، مراکز دارویی به شمار می آید که تمامی آزمایش های شیمایی و بیولوژیکی بوسیله ی این آب خالص و در محیط های آبی رخ می دهد و نیز تمامی پیوند های مولکولی تحت تاثیر مواد موجود در آب صورت میگیرد. بنابراین از نکات مهم درباره ی آب مقطر و کاربرد آن مورد استفاده ی بسیارقرار گرفتن آن در آزمایشگاه ها است . البته با توجه به گستردگی و نیاز به آب خالص شرکت های صنعتی متعددی در خصوص تولید انبوه آب مقطر در حال فعالیت هستند و روزانه میلیون ها لیتر آب خالص در حجم بالا تولید و در بازار مصرف مورد استفاده قرار می گیرند. اما سوال اینجاست که طریقه ساخت آب مقطر در صنعت چیست ؟ به دلیل آسان بودن مراحل ساخت این نوع آب ، می توان در حجم کم توسط انجام فرایند تقطیر و بخار کردن آب درمنزل مقداری آب مقطر تولید و مورد استفاده قرار داد. اما با توجه به نیاز به حجم های گسترده در صنعت لازم است که توسط تجهیزات و روش های مخصوص آب مقطر را تامین نمود. آب خالص به 4 روش قابل تولید می باشد که در ادامه به بررسی تمامی روش های تامین آب مقطر و کاربرد آن می پردازیم .
تقطیر برای تهیه آب مقطر
در تکمیل گفته ها در خصوص بررسی آب مقطر و کاربرد آن به چگونگی و نحوه ی ساخت آن می رسیم . از ابتدایی ترین و متداول ترین روش ها بریا تولید آب خالص بهره مندی از روش تقطیر است. درشکل گیری این فرآیند ابتدا آب جوشانده می شود و زمانیکه به نقطه جوش رسید شروع به تبخیر می کند ودر آخر هم بخار آب از یک خنک کننده عبور داده می شود. در این روش آب به واسطه المنت های الکتریکی به بخار تبدیل می شود و سپس از یک مبرد با حالت مارپیچ عبور داده می شود. بخار در اثر عبور از خنک کننده یا همان مبرد در اثر معیان تغییر حالت داده و به آب تبدیل می گردد.در نهایت نیز آب خالص ایجاد شده درون مخزن جای می گیرد که به طور عمده جنس این مخزن و مبرد ها از پیرکس یا فولاد ضد زنگ است.
تبادل یونی برای تولید آب مقطر
از دیگر راه های تولید آب مقطر در حجم بالا، استفاده از روش تبادل یونی می باشد که به نوعی این روش در بررسی آب مقطر و کاربرد آن دارای اهمیت بسیاری می باشد در این روش از کاتیون و رزین هایی با بار مثبت و منفی استفاده می گردد که هنگام عبور آب از این رزین ها یون های H با دارا بودن بارمثبت به رزین های کاتیون چسبیده و سپس از رزین های آنیونی عبور داده می شود . در این مرحله تبادل یون های منفی یعنی OH با بارهای منفی آنیون صورت می پذیرو در نهایت یون های آزاد شده H و OH مولکول H2O را تشکیل می دهند. در روش تبادل یونی به میزان مشخص از رزین آنیون و کاتیون روی یک ستون قرار گرفته و تبادل یون صورت می پذیرد.
روش جذب برای تولید آب مقطر
یک نمونه دیگر از راه هایی که برای شناسایی بیشتر آب مقطر و کاربرد آن مورد استفاده قرار میگیرد مربوط به ساختار آن ازاین روش است که در تولید آب مقطر با درصد خلوص بسیار بالا و با استفاده از فیلتر کربن UDF می باشد. در تصفیه آب های خانگی آب شهری توسط پمپ آب به ورودی فیلترهای تعبیه شده در دستگاه پمپاژ و فیتلرهای کربن به عنوان پیش تصفیه دراین هنگام ناخالصی های موجود در آب را تا حد زیادی جذب و فیلتر می کنند. این روش از تهیه آب مقطر، بیشتر برای مصارف خانگی و در دستگاه های تصفیه مورد استفاده است .
روش اسمز معکوس برای تولید آب مقطر
و در آخر می پردازیم به بررسی آب مقطر و کاربرد آن از طریق روش ساخت به شیوه ی اسمز معکوس که در این فرآیند جهت ساخت آب مقطراز فیلترهای ممبران یا غشاء نیمه تروا برای تهیه آب خالص و حذف تمامی آلودگی های موجود در آب از قبیل میکروب ها، مواد آلی و معدنی استفاده می شود . در روش اسمز معکوس آب با غلظت بالا به سمت غلظت پایین انتقال پیدا می کند. در نهایت نیزآلودگی های موجود در آب به صورت پسماند به مسیر فاضلاب می رود بهره گیری از این روش باعث می شود تا حدود 99 درصد ناخالصی های موجود در آب فیلتر و حذف گردد.
