Po co destylować wodę?

To pytanie samo się nasuwa ponieważ łatwo taką wodę kupić i nie jest droga. Z tą łatwością zakupu to już nie zawsze jest prawda. Teraz najczęściej dostępna jest woda demineralizowana. Pomimo, że jest bardzo czysta to jednak woda destylowana jest jeszcze czystsza. Gdybyśmy chcieli kupić konkretnie wodę destylowaną to mielibyśmy problem bo sprzedawcy mylą te nazwy lub po prostu piszą obie na raz. W zastosowaniach domowych to nie jest duży błąd, jednak chcąc zastosować odpowiednią wodę w chemii to lepiej znać jej źródło, pochodzenie i skład. Do tego się nadaje destylacja wody.

Jednak jest kilka ważniejszych powodów, dla których warto samemu destylować wodę. Po pierwsze jest to ćwiczenie/eksperyment, którego przeprowadzenie pozwala dokonać różnych spostrzeżeń na temat procesu destylacji. Do tego dokładniej poznajemy właściwości wody, które się ujawniają podczas tego procesu.

Druga sprawa to przetestowanie świeżo zakupionego sprzętu laboratoryjnego. Warto go sprawdzić na wodzie, która jest bezpieczniejsza niż na przykład kwas stężony. Poza tym pierwsza destylacja to też przemycie samego sprzętu.

Często też w literaturze można spotkać określenie, że woda czysta to woda przedestylowana dwukrotnie. Bierze się to stąd, że w miarę zwiększania dokładności mierzenia zachodzących reakcji, zwiększa się czułość na zanieczyszczenia. Chcąc wykrywać śladowe ilości substancji musimy mieć o wiele bardziej czysty preparat. Do tego niektóre reakcje są czułe na rozpuszczone w wodzie gazy. Wtedy najlepiej jest użyć wody świeżo destylowanej.

Aparatura do destylacji wody

W internecie można znaleźć wiele przykładów destylatorów DIY. Można wykorzystać garnki, czajniki, różne rurki. Mi jednak zależy nie na samej destylacji wody. Mam w planach destylację wielu innych substancji więc aparaturę chcę mieć dostosowaną do moich przyszłych potrzeb. Dlatego zdecydowałem się na zakup szklanej aparatury laboratoryjnej. Jest to stosunkowo drogie rozwiązanie, ale niesamowicie uniwersalne. Szkło jest odporne na działanie większości kwasów i zasad. Nie rozpuszcza się ani w rozpuszczalnikach mineralnych, ani organicznych.

Lista elementów, którą posiadam, nie jest jedynym możliwym rozwiązaniem. To jest kwestia mojego wyboru. Ważnym wyborem jednak było zakupienie szkła łączonego na szlif. Zapewnia to połączenie gazoszczelne. Właściwie nigdzie nie znalazłem kompletnej listy destylatora, żeby się na czymś wzorować. Więc wypiszę Wam listę moich elementów:

• Chłodnica kulowa ze szlifami 29/32 30 cm długa
• Kolba okrągłodenna 500 ml szlif 29/32
• Kolba okrągłodenna 500 ml z dwoma szyjkami 29/32 oraz 14/23
• Nasadka prosta trójramienna kąt 75° szlify 29/32. 29/32, 14/23
• Osłona termometru szlif 14/23 długość 40 mm
• Łuk z tubusem próżniowym szlify 29/32
• Dwa stojaki DIY
• Dwa łączniki statywu
• Dwie łapy uniwersalne
• Butla gazowa LPG
• Reduktor gazowy
• Przewód gazowy
• Palnik Bunsena z zaworem iglicowym
• Wiaderko
• Pompka akwariowa
• Przewód 8 mm od pompki do chłodnicy i z powrotem do wiaderka

Na takiej aparaturze zamierzam przeprowadzić parę eksperymentów.

Destylacja wody

Cały proces destylacji można obejrzeć na załączonym filmiku. Aparatura jest złożona standardowo. Dodam tylko, że mając łuk z tubusem próżniowym, nie jest potrzebna kolba z dwoma szyjkami. Jednak niezbędne jest, żeby układ był otwarty ponieważ podczas destylacji wzrosłoby w nim ciśnienie. To skończyłoby się rozerwaniem aparatury.

Cały proces jest dość prosty. Ogrzewamy wodę aż do wrzenia i powstaje para wodna. Skrapla się ona w chłodnicy i spływa do kolby odbierającej. To na co warto zwrócić uwagę to to, o czym się często zapomina.

Rozgrzewając kolbę płomieniem należy się postarać o równomierne ogrzewanie. Współczesne szkło jest wysokiej jakości, ale to nie powód by ryzykować pęknięcie kolby przez niedbalstwo. Trzeba na początku przesuwać płomień po całej powierzchni dna kolby.

Pierwsze pojawiające się pęcherzyki to nie oznaka gotowania. To wydzielają się gazy rozpuszczone w wodzie. Warto na to zwrócić uwagę bo wbrew pozorom jest ich dość dużo. Często mogą wejść w reakcję kiedy to nie jest pożądane. Zwłaszcza chlor i CO₂ mogą być niepożądanymi zanieczyszczeniami.

Woda zanim zacznie się gotować już intensywnie paruje. Jest to powód, przez który nie zawsze da się w 100% oddzielić wody od innych substancji. Zwłaszcza tych, które mają podobną temperaturę wrzenia.

Woda wrze podczas gdy termometr pokazuje temperaturę 60°C. Dzieje się tak ponieważ nie mierzyłem temperatury wody, a temperaturę wewnątrz nasadki. Powstająca para wodna potrzebuje czasu żeby nagrzać szyjkę kolby, nasadkę i osłonę termometru. W tym czasie większość pary skrapla się na tych elementach i do chłodnicy dostaje się niewielka część.

Szkło dobrze przewodzi ciepło więc warto odizolować szyjkę kolby i nasadkę, żeby podnieść sprawność destylacji. W przypadku destylacji cieczy wrzących w 300°C jest to nawet niezbędne.

Wystarczy odparować niewielką ilość wody, żeby już zobaczyć osadzający się kamień. To dość dobrze obrazuje jak „czysta” woda nie jest czysta. Zaskoczyło mnie to, że w takich warunkach powstały kryształki.

Wnioski z przeprowadzonego doświadczenia

Oprócz wielu ciekawych obserwacji w trakcie destylacji można jeszcze zwrócić uwagę na problemy pokrewne. Jak chociażby energochłonność i długotrwałość całego procesu. Woda ma bardzo duże ciepło właściwe, dlatego trzeba użyć sporo energii żeby ją podgrzać i jeszcze więcej, żeby odparować. Jest to kłopot nie tylko przy produkcji wody destylowanej. Jest to szczególnie kłopot dla regionów objętych suszą, które chcą oczyścić wodę morską. Proces destylacji jest bardzo prosty, ale jednak bardzo kosztowny.

Tutaj wciąż jest wyzwanie zarówno dla mnie jak i dla Was. Konstrukcja urządzenia, które destylowałoby wodę tylko dzięki energii naturalnej wciąż jest potrzebna. Napiszcie czy już takie coś widzieliście lub zbudowaliście. Zapraszam do zapisu na stronę zrobtolepiejsam.pl. Posyłam tam więcej informacji i możemy się ze sobą kontaktować. Zachęcam do eksperymentowania i odkrywania otaczającego nas świata bezpośrednio samemu.