آب دیونیزه چیست و چه کاربردی دارد ؟

آب دیونیزه چیست؟ آب یون زدایی شده (Deionized Water) آبی حاصل فرآیند یون زدایی است. در این روند یون های موجود در آب کاملا از بین می رود. آب نوشیدنی در طی فرآیندهای تصفیه و ضدعفونی که بر روی آن انجام می شود، حاوی املاح معدنی به شکل یون مانند کلسیم، سدیم، منیزیم ، آهن و غیره است. برخی از این ترکیبات معدنی در آب برای بدن انسان مهم و ضروری است و برخی دیگر باید از آب جداشوند. در این مقاله قصد داریم به معرفی این ماده و روش های رایج دیونیزه کردن آب بپردازیم و در نهایت به سوالات رایج در این زمینه پاسخ دهیم.

روش دیونیزاسیون

برای پاکسازی یون های موجود در آب روش های متنوعی وجود دارد،به طور مثال برای جداسازی یون های فلزی موجود در آب می توان از ادتا ( 2 سدیم و 4 سدیم ) به عنوان عامل کلاته کننده استفاده نمود.در حال حاضر بیشتر از رزین های تبادل یونی برای جداسازی یون های موجود در آب استفاده می شود.

.دیونایزر

دیونایزر شامل دو رزین با بار مخالف بوده که شامل کاتیونی و آنیونی هستند. رزین کاتیونی کاتیون ها را از بین برده و عموما از استا.یرن حاوی گروه های اسید سولفونیک ساخته می شوند که بار منفی دارند. اگرچه که این رزین دارای سایت فعال با بار منفی است، اما بر اساس کاتیون هایی که می تواند تبادل کند به آن “کاتیونیک” گفته می شود. این رزین بر روی سایت های انتقال این رزین یون های هیدروژن قرار دارند. از طرفی رزین آنیونی معمولا از استایرن حاوی گروه های چهارتایی آمونیوم است که دارای بار مثبت هستند و به خاطر توانایی در تبادل یون های منفی به آنها آنیونی گفته می شود. این رزین ها با یون هیدروکسید شارژ می شوند و سپس مورد استفاده قرار می گیرند. در شکل زیر دیونایزر را می توئان مشاهده نمود:

تبادل یونی:

1. دو بستری (two bed)
2. بستر مخلوط (mixed bed)

روش کار دستگاه آب دیونیزه

دستگاه های دیونایزر دو بستری، رزین های کاتیونی و آنیونی به صورت مجزا در دو ستون متوالی قرار دارد. آب ابتدا وارد ستون کاتیونی و سپس وارد ستون آنیونی به منظور یون زدایی می شود. این روش منجر به ایجاد بستر اسیدی در ستون اول (کاتیونی) می شود. در روش مختلط رزین های کاتیون و آنیون به یک نسبت مشخص در یک ستون قرار دارند و یون زدایی در یک مرحله شکل می گیرد.

پس از اشباع ستون ها توسط یون های جدا شده از آب، لازم است عملیات احیا صورت گیرد. برای احیای ستون کاتیونی از محلول اسید کلریدریک (HCl) ده درصد و یا محلول اسید سولفوریک (H2SO4) ده درصد و برای احیای ستون آنیونی از محلول سود (NaOH) ده درصداستفاده شود.

فرایند تولید آب دیونیزه یک نوع تبادل یونی است.آب حاوی یون های کاتیونی و آنیونی پس از ورود در مجاورت رزین‌ های آنیونی و کاتیونی، یون های خود را با یون های موجود در رزین مبادله کرده و این تبادل منجر به حذف یون های اضافی آب می‌ شود.

طرز تهیه آب دیونیزه (روش رزین تبادل یونی)

پیشتر در خصوص دیونایزر و ساختار آن توضیحاتی ارائه شد اما شرح نحوه استفاده از این روش سوال مهمی است که در ادامه آن را بیشتر بررسی خواهیم نمود.

رزین کاتیونیک سایت هایی فعال با بار منفی دارد که در ابتدا بر روی آن ها یون های H+ قرار دارند. هنگامی که این رزین در آب قرار می گیرد کاتیون های موجود در آب با یون های هیدروژن جایگزین می شوند و به سطخ رزین می چسبند. از طرفی یون های منفی نیز با یون های OH- که بر روی سایت های فعال با بار مثبت رزین آنیونیک قرار دارند جا به جا می شوند. در نتیجه یون های منفی و مثبت موجود در آب به رزین چسپیده و H+ و OH- ازاد می شوند.

عوامل موثر بر عملکرد رزین ها

• دمای آب در حین فرآیند یون زدایی
• عمر و نوع رزین
• میزان غلظت آنیون ها و کاتیون ها
• نحوه تماس آب و رزین

رزین کاتیونیک سایت هایی فعال با بار منفی دارد که در ابتدا بر روی آن ها یون های H+ قرار دارند. هنگامی که این رزین در آب قرار می گیرد کاتیون های موجود در آب با یون های هیدروژن جایگزین می شوند و به سطخ رزین می چسبند. از طرفی یون های منفی نیز با یون های OH- که بر روی سایت های فعال با بار مثبت رزین آنیونیک قرار دارند جا به جا می شوند. در نتیجه یون های منفی و مثبت موجود در آب به رزین چسپیده و H+ و OH- ازاد می شوند.

خواص آب دیونیزه

• در صد خلوص بالا
• ضد رسوب و فرسایش: آب DI بهترین گزینه برای تجهیزات فلزی مهم جهت جلوگیری از خوردگی.
• بهترین پاک کننده به دلیل خالص بودن بعد از خشک شدن رسوباتی از خود به جا نمی گذارد.
• رسانایی پایین : رسانایی پایین در جریان الکتریکی به دلیل یون های بسیار کم.
• رقیق کننده خوب
• تولید سریع در مقایسه با سایر انواع آب سریعتر است.

کاربردهای آب دیونیزه

آب بدون یون در صنایع میکروالکترونیک و داروسازی (برای حل نمودن داروها) مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به عنوان یکی از ترکیبات مورد استفاده در تولید محصولات مراقبت شخصی و آرایشی بهداشتی شناخته می شود. برخی فرآیندهای صنعتی، پتروشیمی و نیروگاهی نیز به آب خالص نیاز است.

علاوه بر این آب دیونیزه حلالی مناسب برای سرامیک، شیشه، چوب و غیره است.در صنعت تولید رنگ، صنعت غذا تولید مواد نانو نیز کاربرد دارد.

آزمایشگاهی

• آماده سازی مخلوط ها و محلول های شیمیایی
• تاثیر بر بالا بردن دقت آزمایش ها
• قابل استفاده برای خنک کنندگی لیزر پزشکی و زیبایی
• جهت مراقبت و ضد عفونی تجهیزات فلزی حساس و ظریف آزمایشگاهی

آرایشی و بهداشتی

• استفاده در تولید شامپو و مواد شوینده
• تولید خمیردندان و دهان شویه
• عطر سازی
• محلول های نگهداری لنز

استفاده در سیستم های خنک کننده و سیستم های گرمایشی و دیگ بخار

 این آب رسوب های نمکی تشکیل نمی دهد. مواد معدنی و آلاینده های موجود در آب معمولی منجر به رسوب و اختلال در کار سیستم های سرمایشی و گرمایشی تاثیر بسیاری دارد و به دلیل بالا بودن رسانایی الکتریکی در گذر زمان باعث ایجاد خوردگی و فرسایش می شود. بهترین انتخاب می تواند برای سیستم های خنک کننده و دیگ های بخار باشد.

استفاده برای پاک کردن

از آنجایی که این آب عاری از یون است، در مقایسه با آب شیر عطش و ظرفیت بیشتری برای حل کردن ناخالصی ها در خود دارد. از این رو استفاده از آن در مقایسه با آب معمولی برای پاک کردن شیشه، آینه، وسایل چوبی و حتی فرش بسیار مناسب است.

برخی افراد عقیده دارند که استفاده از آب دیونیزه برای پاک سازی و باز کردن منافذ پوست انتخاب خوبی است، اما با توجه به خورنده بودن و توانایی جذب کلسیم و منیزیم (برای رشد استخوان ها لازم هستند) از بافت ها، توصیه می شود مورد استفاده قرار نگیرد.

برخی کاربردهای دیگر آب دیونیزه

• آماده سازی الکترولیت های مورد استفاده در باتری های آلکالاین و اسیدی
• رقیق سازی مواد شیمیایی ضد یخ غلیظ
• شستشوی نهایی مدارهای چاپی، پاک نمودن اسیدها و بازها از سطح تجهیزاتی که در صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند
• پر کردن مجدد شیشه شوی ماشین
• شستشوی رادیاتور اتومبیل ها

محصول پیشنهادی: خرید ادتا 4 سدیم

تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه

هر دوی این آب ها در دسته آب های با خلوص بالا قرار دارند. آب مقطر که در طی فرآیند تقطیر حاصل می شود، صرف نظر از منبع آب خلوص بسیار بالایی دارد و عملا ناخالصی خاصی در آن وجود ندارد. اما آب دیونیزه به منبع وابسته است به این معنی که اگر آب مورد استفاده دارای ناحالصی هایی باشد که در طی فرآیند دیونیزاسیون حذف نشوند ، محصول خروجی را نمی توان به عنوان خالص و امن در نظر گرفت.

آیا می توان آب دیونیزه را نوشید؟

نوشیدن آب مقطر مشکلی ندارد و می توان آن را با خیال راحت نوشید اما متخصصان توصیه می کنند که نوشیدن آب استاندارد تصفیه شده شهری به دلیل دارا بودن مواد معدنی مفیدتر است.

اما قضیه در مورد این نوع آب فرق دارد و توصیه می شود هر گز نوشیده نشود دلایل این توصیه عبارتند از:

• به دلیل پایداری پایینی که دارد خورنده است و می تواند به مینای دندان و بافت های حساس آسیب وارد کند.
• این آب می تواند یون های کلسیم و منیزیمی را که توسط بدن جذب شده اند دفع نماید
• مزه بد: به دلیل نداشتن مواد معدنی و یون مزه بدی دارد
• قابلیت جذب فلزات سمی در مسیر انتقال و یا محل نگهداری را دارد و می تواند آنها را از طریق نوشیدن منتقل نماید.

سوالات متداول در مورد آب دیونیزه

در ادامه به برخی از سوالات مطرح شده در مورد این آب پاسخ خواهیم داد:

آیا آب دیونیزه برای ضد عفونی کردن مناسب است؟

خیر این آب خاصیت ضد عفونی کردن و از بین میکروارگانیسم ها را ندارد، زیرا همانگونه که گفته شد تنها قادر به جذب برخی یون هاست و بر روی میکروارگانیسم ها اثر چندانی ندارد.

آیا آب دیونیزه برای کشتن ویروس مناسب است؟

ویروس یک میکروارگانیسم است و همانگونه که در سوال قبلی به آن اشاره شد توانایی اثر گذاری بر روی آنها را ندارد. ویروس ها معمولا از ترکیبات لیپیدی و پروتئینی تشکیل شده اند و این آب قابلیت از بین بردن آن ها را ندارد.

تاثیر این ماده بر پوست چیست؟

آب شهری حاوی مقادیر مختلفی از یون سدیم، کلرید، کلسیم، آهن، مس و برمید است. عوامل مذکور بعضا به عنوان آلاینده ممکن است اثرات نامطلوبی روی پوست داشته باشند. آب دیونیزه هیچ یون و ناخالصی ندارد و به خوبی به پوست جذب می شود. استفاده از آن برای شستشوی یا در ماسک های مختلف می تواند سبب آبرسانی بهتر پوست شود بی آنکه لازم باشد به آلاینده های احتمالی موجود در آن فکر کنید.