آب دیونیزه چیست؟

آب دیونیزه که با نام “DI Water” نیز شناخته می شود، در یک تعریف ساده، اشاره به فرآیند دیونیزاسیون و حذف یون ها دارد. یون ‌ها نیز، اتم‌ ها یا مولکول‌ های موجود در آب هستند که دارای بار الکتریکی خالص منفی یا مثبت اند. هنگامی که از آب به عنوان بخشی از یک محصول دیگر مانند شستشو دهنده ها یا پاک کننده ها استفاده می شود، این یون ها در واقع، نوعی ناخالصی محسوب می شوند. در نتیجه باید از آب حذف گردند. اشاره کردیم که یون ها دارای دو بار مثبت و منفی هستند. یون های دارای بار مثبت با نام “کاتیون” و یون های دارای بار منفی  با نام”آنیون” شناخته می شوند. به منظور تولید آب خالص (H20) خالی از یون، رزین های تبادل یونی، با هیدروژن و هیدروکسیل استفاده می شوند تا بتوانند به ترتیب یون های مثبت و منفی را از بین ببرند. آب آشامیدنی شهری، اغلب به شکل طبیعی، حاوی آنیون های کلریدها (Cl-)، سولفات ها (SO4–)، نیترات (NO3)، کربناتها (CO3–)، سیلیس (SiO2-)، هیدروکسیل (OH-) و کاتیون های کلسیم (Ca++)، منیزیم (Mg++)، آهن (Mg++)، منگنز (Mn++)، سدیم (Na+) و هیدروژن (H+) است.

روش تولید آب دیونیزه 

گفتیم که برای تولید آب دیونیزه یا آب غیر معدنی یا همان DI Water، از رزین های تبادل یونی استفاده می شود. رزین ‌های تبادل یونی، دانه‌ های پلاستیکی کوچکی اند که از زنجیره ‌های پلیمری آلی تشکیل شده و دارای گروه‌ های عاملی باردار مثبت یا منفی هستند. این بارها ثابت بوده و برای یون های مثبت و منفی به شکل جداگانه استفاده می شوند. بدین نحو که رزین کاتیونی دارای یک گروه عملکردی منفی است و می تواند یون های دارای بار مثبت را جذب کند. رزین های کاتیونی دو نوع کاتیون اسید ضعیف (WAC) و کاتیون اسید قوی(SAC) هستند. رزین های کاتیونی اسید ضعیف، اغلب در دکالیزاسیون و سایر کاربردهای منحصر به فرد به کار گرفته می شود. از این رو در اینجا، بیشتر به نقش رزین های کاتیونی اسیدی قوی که در تولید آب دیونیزه استفاده می شوند، می پردازیم.

رزین های آنیون نیز به همان نحو، دارای یک گروه عملکردی مثبت اند که می تواند یون های دارای بار منفی را جذب کند. این رزین ها نیز در دو نوع آنیون باز ضعیف (WBA) و آنیون باز قوی (SBA) وجود دارند که هر دو نوع به منظور تولید آب دیونیزه استفاده می شوند، با این حال، دارای ویژگی های متفاوتی هستند. برای مثال رزین ‌های باز ضعیف، نمی توانند سیلیس و C02 را حذف ‌کنند و یا تنها توانایی خنثی ‌سازی اسیدهای ضعیف را دارند. این رزین ها در هنگام استفاده در سیستم بستر دوگانه مجزا، pH کمتر از خنثی نشان می دهند. اما رزین ‌های باز قوی، کلیه آنیون‌ ها از جمله C02 را حذف کرده و به سبب نشت سدیم هنگام استفاده در یک سیستم بستر مجزا، PH بالاتر از خنثی نشان می دهند. برخی از رزین های ترکیبی نیز، از ترکیب رزین های SAC و SBA استفاده می کنند.

برای تولید آب دیونیزه، رزین کاتیونی با اسید هیدروکلریک (HCl) بازسازی می شود. از آنجا که هیدروژن (H+) دارای بار مثبت است، در نتیجه خود را به رزین کاتیونی با بار منفی متصل می کند. در مقابل رزین آنیون با هیدروکسید سدیم (NaOH) بازسازی می شود و بار منفی هیدروکسیل (OH-)، آن را به رزین آنیونی با بار مثبت متصل می کند. یون های مختلف به مهره های رزین با قدرت های متفاوت جذب می گردند. برای مثال، کلسیم بیشتر از سدیم جذب یک رزین کاتیونی می شود، اما هیدروژن روی رزین کاتیونی و هیدروکسیل روی رزین آنیونی جاذبه زیادی ندارند. این دقیقا همان فرآیندی است که تبادل یونی را میسر می کند.

هنگامی که کاتیون های دارای بار مثبت در بین دانه های رزین کاتیون جریان پیدا می کنند، کاتیون ها با هیدروژن (H+) مبادله می شوند. به همین نحو، آنیون ‌های دارای بار منفی نیز، حین جریان در میان رزین های آنیون، منجر به تبدیل آنیون ‌ها به هیدروکسیل (OH-) می ‌شوند. در این هنگام، از ترکیب هیدروژن و هیدروکسیل را ترکیب می کنید، H20 یا آب خالص و دیونیزه تشکیل می شود.

تفاوت آب دیونیزه با آب مقطر

شاید فکر کنید که آب دیونیزه همان آب مقطر است و می توان آن ها را به جای هم به کار برد. اما چنین نیست. آب مقطر، آب تمیز شده ای است که از طریق جوشاندن و تبدیل اجزای آن به بخار شوند، تولید می شود. اما آب دیونیزه، با عبور آب منبع از طریق سیستم تبادل کاتیونی یا آنیونی تولید شده و تمام یون های آن حذف می شود. مهم ترین تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه، در میزان خلوص آن ها است. آب دیونیزه را می توان خالص ترین شکل آب موجود دانست و یا حتی می توان آن را نوعی آب مصنوعی محسوب کرد. این در حالی است که آب مقطر، علی رغم داشتن یون های جدا شده از آب دیونیزه، هیچگونه کثیفی و آلودگی ندارد. در نتیجه آلاینده های کمتری نسبت به آب دیونیزه شده دارد.

pH آب دیونیزه

گفتیم که آب دیونیزه فاقد هر گونه یون است. در نتیجه میزان غلظت آن باید خنثی باشد و این به معنی PH برابر با 7 است. با این حال، همیشه هم چنین نیست. زیرا آب همواره با CO2 موجود در جو، در تماس بوده تا اسید کربنیک ضعیفی را تشکیل دهد. این امر می تواند pH آب دیونیزه را تا 5.5 کاهش دهد. البته باید توجه داشت که این pH تنها پس از قرار گرفتن آب در معرض CO2 یا دی اکسید کربن هوا، کاهش می یابد. بنابراین، PH اولیه آب دیونیزه، همان pH خنثی 7 است و اگر کمتر از آن اندازه گیری شده باشد، نشان از معیوب بودن ابزار اندازه گیری است.

کاربرد های آب دیونیزه 

آب دیونیزه کاربردهای خانگی و صنعتی فراوانی دارد که در ادامه به مهم ترین آن ها اشارع خواهیم کرد:

آب دیونیزه در آزمایشگاه ها:

یکی از کاربردهای اولیه آب دیونیزه به عنوان معرف (Reagent) در آزمایشگاه ها می باشد. از آب دیونیزه در آزمایشگاه ها، به منظور حذف ناخالصی های حاصل از شیر یا آب های بطری شده، که منجر به اختلال در واکنش های شیمیای می گردد، استفاده می شود. دیونیزاسیون (یا همان فرآیند حذف یون ها)، یون ها و سایر ذرات ناخواسته را حذف مرده و منجر به کاهش واکنش های شیمیایی میان جامدات محلول می گردد. از این طریق، تکنسین های آزمایشگاهی می توانند محصولات پزشکی با ترکیب شیمیایی مناسب را با آب خالص و خنثی تولید کنند. زیرا استفاده از آب لوله کشی حاوی ناخالصی منجر به اثرات نامطلوب بر سلامتی مصرف کنندگان می گردد. این آب خصوصا در محصولات آرایشی و بهداشتی، به منظور کاهش اثرات شیمیایی مواد موجود، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

آب دیونیزه در سیستم های راند معکوس:

راند معکوس، اشاره به فرآیندی دارد که طی آن، از آب دیونیزه شده برای فیلتر کردن نمک و سایر یون ‌ها استفاده می شود. در راند معکوس، آب دیونیزه شده به حذف نمک های محلول و اکسیژن کمک کرده و در تصفیه کننده ها خانگی اغلب مورد استفاده قرار می گیرد.

آب دیونیزه برای تمیزکردن رطوبت سازها:

استفاده از آب یونیزه، به منظور تمیز کردن دستگاه های رطوبت ساز (دستگاه بخور) می تواند به عملکرد صحیح آن کمک کند. این آب می تواند از رسوب مواد معدنی بر روی یا داخل دستگاه جلوگیری کند.

آب دیونیزه برای آکواریوم:

استفاده از آب دیونیزه در آکواریوم، به ایجاد محیطی تمیز و سالم برای ماهی ها کمک کرده و منجر به عمر طولانی ‌تر آن ها خواهد شد. این در صورتی است که سطح ph آب بین 7 تا 8 باشد تا به هیچ گونه حیات دریایی آسیب نرساند.

آب دیونیزه به منظور تمیز کردن قطعات اتومبیل:

از دیگر کاربردهای مهم آب دیونیزه، تمیز کردن قطعات خودرو مانند شیشه، رادیاتور و موتور آن است. همچنین می توان از آن به منظور رقیق کردن ضدیخ های غلیظ، استفاده کرد تا نمک های معدنی را از موتور دور نگه دارد.

آب دیونیزه برای اطفاء حریق:

آب غیر معدنی یا دیونیزه می تواند مانند یک کپسول آتش نشانی عمل کند. از آن جا که این آب، رسانایی الکتریکی پایینی دارد، گزینه ای مناسب برای خاموش کردن آتش های ناشی از بنزین و سایر مواد شیمیایی خواهد بود.

آب دیونیزه برای کاهش میزان سم فلزات سنگین در بدن:

آب دیونیزه شده، برای دفع و کاهش سم فلزات سنگین در بدن مورد استفاده قرار می گیرد و پزشکان از آن به عنوان بخشی از یک رژیم غذایی خاص در راستای پاکسازی بیماران و از بین بردن غلظت فلزات اضافی در بدن به استفاده می کنند.

آب دیونیزه به عنوان پاک کننده سطوح:

آب دیونیزه، یک انتخاب مناسب به منظور پاک کردن سطوحی است که به راحتی می توانند خراش بردارند. این سطوح می تواند شامل میز و مبلمان چوبی با روکش های صیقلی باشد. همچنین سطوح دیگری مانند شیشه، فلز و پلاستیک نیز در بر می گیرد.