Получение и хранение дистиллированной воды

Posted by   Tech Text
22/11/2021
дистиллятор для лаборатории

При проведении химических опытов, разбавлении растворов, приготовления реактивов, мойке посуды, ополаскивания от моющих средств, в лабораторной практике, в не зависимости от специфики лаборатории, в обязательном порядке требуется дистиллированная вода.
Если объемы использования деминерализованной воды незначительны и используется она не часто, можно рассмотреть вариант с регулярными закупками, но чтобы не зависеть от поставщиков, не тратить финансовые ресурсы, имеет смысл приготавливать воду самостоятельно путем перегонки с последующей конденсацией, для чего лучшим прибором является дистиллятор лабораторный, которых на рынке Украины представлен большой ассортимент и основным критерием для выбора опреснительного оборудования является количество (объем) полученной воды.

Этот показатель может исчисляться от 4 до 25 литров, чего достаточно для подавляющего большинства лабораторий.

Получение дистилированной воды в лабораторном дистилляторе

Что является дистиллированной водой ? В отличие от водопроводной воды, которая содержит большое количество солей (их состав может значительно варьироваться в зависимости от региона, структуры почвы, промышленного потенциала), органические примеси, взвешенные частицы, дистиллят практически от них свободен. Именно поэтому очищенная в дистилляторе воды может быть использования для проведения точных аналитических исследований в лабораториях.

После получения, воду собирают в стеклянные бутыли, рассчитанные на несколько литров, с соблюдением защитных мероприятий. Необходимо избежать попадання вводу пыли из воздуха, а также имеющихся микробиологических загрязнений, что особенно актуально для медицинских лабораторий. Защита необходима как в процессе наполнения емкостей (когда трубка выхода охладителя помещается в бутылку) и в этом случае уплонителем – барьером от попадання примесей может выступать вата, так и позже, при последующем сберегании, до момента использования в химических экспериментах.

Технические особенности перегонки

Основным конструктивным элементом дистиллятора явлеятся испаритель, с ТЕНом – нагревателем, куда посредством трубопровода поступает вода из водопровода. Поскольку речь идет о высокой температуре, электрическом нагревательном оборудовании, риске ожогов для персонала лаборатории, повышении давления внутри испарительной камеры, при покупке аквалистиллятора следует в обязательно порядке выбирать опреснительный аппарат с максимальной автоматизацией:

  1. Контроль уровня воды в приборе (обычно реализуется с помощью поплавкового датчика).
  2. Автоматическая подача воды, когда при переработке в дистиллят, она автоматически добавляется.
  3. Отключение при возникновении аварийной ситуации.

Также следует производить по согласованию с компанией-поставщитком дистилляторов, периодическую чистку камеры от минералов (механическую и с помощью химических средств размягчения), оседающих на стенках, при выходе из строя, производить замену нагревательного элемента и в целом техническое обслуживание и ремонт.

Периодичность обслуживания зависит в значительной мере от жесткости воды и интенсивности эксплуатации.

При приобретении, также следует проверять наличие всех соединительных и уплотнительных элементов: фланцев, трубок, переходников, ниппелей, а также уточнять их присутствие на складе у продавца, если потребуется срочная замена. И можно ли эти процедуры провести вручную, силами сотрудников лаборатории.

После нагрева воды до температуры кипения, вверх поднимается пар, который конденсируется снова в воду (уже без солей и других первоначально содержащихся химикатов). Эта вода постепенно сливается в приемник-накопитель. Чтобы сбрасывать повышенное давление, в конденсаторе присутствует специальное отверстие для стравливания избыточного пара.
В зависимости от мощности, подключение аквадистилляторов к электрической сети, может быть однофазным или трехфазным, что требует подведения соответствующих кабелей, установки электрощитов, аварийных автоматов и т.д.

Хранение и очистка дистиллированной воды в лаборатории

Добиться 100% химической чистоты практически невозможно. Всегда будут присутствовать примеси, такие как микроскопические пылевые частицы, продукты, выделяющие в воду от реакции со стеклом (выщелачивание), а также от контакта с металлической трубкой холодильника дистиллятора.

Кроме того, в воде постепенно растворяется (пусть в небольших количествах, но для некоторых высокоточных экспериментов это имеет значение) двуокись углерода, содержащаяся в воздухе, а также газообразные примеси, всегда присутствующие в лаборатории от испарений химических веществ, хранящихся в отрытой лабораторной таре (колбах, пробирках, стаканах, цилиндрах), например аммиак, пары кислот и щелочей. Также часть солей даже после нагрева воды, попадает в пар, таким образом не позволяя полностью “обнулить” концентрацию минеральных примесей в дистилляте.

Для очистки может использоваться активированный уголь, отстаивание, а также фильтрация.

Несмотря на высокотемпературную обработку, когда уничтожаются практически все микроорганизмы, все равно, в воде могут оставаться органические примеси, что недопустимо например при приготовлении инъекционных растворов. Для их удаления необходимо:

  • произвести вторичную перегонку;
  • при этом добавить марганцевокислый калий и серную кислоту в небольшом количестве  (~0,1 г/л). Можно использовать алюмокалиевые квасцы.

Таким образом, удастся полностью убрать все примеси органики. Такой дистиллят называется апирогенным. Чтобы уменьшить содержание солей в дистилированной воде, на выходе перегонного прибора необходимо установить каплеуловительную насадку Кьельдаля.

Двойная дистилляция

Потребуется для получения воды повышенной степени очистки. Требует больших затрат энергии и времени на перегонку. Используется довольно редко, только для отдельных работ в лаборатории.

Вначале производится нагрев водопроводной воды (с помощью газовых горелок или электричества). После испарения, сконденсированная вода охлаждается в холодильнике и поступает через воронку в сборную колбу. Поскольку процесс опреснения двухступенчатый, на каждом из этапов следует принять защитные меры от попадания пылевых частиц из воздуха.
Чтобы избежать растворения углекислого газа и других летучих продуктов, приемник воды двухступенчатой очистки нужно оснастить поглотительными устройствами, в частности хлоркальциевыми трубками.

После заполнения колбы, теперь уже нагреву подлежит она и после повторного испарения бидистиллят поступает в накопитель.

Полученную воду необходимо проанализировать по ряду показателей, в т.ч. на общий уровень минерализации (путем выпаривания на предметном лабораторном стекле – по количеству налета можно судить об оставшихся примесях), PH, электропроводность, биологическую чистоту.

Хранение дистиллята

При хранении следует пользоваться притертыми стеклянными пробками. Удобно использовать бутыль Вульфа с нижним тубусом и краном.
При длительном хранении, вода может загрязняться веществами, выделяющимися из химического стекла. Речь идет прежде всего о новой посуде, где активно идут процессы выщелачивания. Поэтому рекомендуется воспользоваться для хранения дистиллированной воды старыми емкостями, а основное правило это использовать свежепроизведенную воду.