Ultra saf suyun özdirenci neden sonsuz değildir?

İdeal dünyamızda, "mutlak saf" su, tıpkı vakum gibi, elektrik akımına sonsuz direnç göstermeli ve özdirenci sonsuza yaklaşmalıdır. Ancak, bunu en gelişmiş aletlerle ölçtüğümüzde, günümüzün en ileri teknolojisiyle bile ultra saf suyun özdirencinin sonsuz olduğunu görüyoruz.Saf Su Son derece yüksek, ancak sınırlı bir değerde kalmaktadır. Suyun doğal özellikleri ve teknolojimizin sınırları, ultra saf su için teorik bir maksimum direnç olduğunu göstermektedir.

Su moleküllerini genellikle tamamen nötr olduklarını varsayarak H₂O olarak adlandırırız. Ancak gerçekte, su molekülleri asla yalnızca H₂O bırakacak kadar "saf" değildir.

Hidrojen ve oksijen atomları arasındaki kovalent bağ tamamen kararlı olmadığından, su molekülleri "otoiyonizasyon" adı verilen bir reaksiyona girer. Basitçe söylemek gerekirse, bir su molekülü diğerinden bir hidrojen atomunu "çalar":

2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻

Bu reaksiyon dinamik bir denge reaksiyonudur. Bu, en saf suda bile eser miktarda hidronyum iyonu (H₃O⁺, kısaltması H⁺) ve hidroksit iyonu (OH⁻) her zaman mevcut olduğu anlamına gelir. Bu iyonlar yük taşıyıcı görevi görür ve varlıkları suyu iletken hale getirir.

Öz direnci (ρ) hesaplama formülü ρ = 1/σ'dur; burada σ iletkenliktir. İletkenlik iyon konsantrasyonuyla orantılıdır. Bu nedenle, H⁺ ve OH⁻ iyonları mevcut olduğu sürece, suyun iletkenliği sıfır olmayacak ve öz direnci de sonsuz olmayacaktır.

25°C'de, saf suda, [H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L'dir. Bu iyon konsantrasyonuna dayanarak, teorik özdirenç yaklaşık 18,2 MΩ·cm'dir. Bu değer, ideal koşullar altında ultra saf suyun teorik sınır özdirenci olarak kabul edilir.

Gerçek dünya uygulamalarında, en ileri teknolojileri (örneğin, Ters Ozmozİyon değişimi, elektro-iyon giderme ve ultraviyole dezenfeksiyonu gibi yöntemler, sudaki tüm safsızlık iyonlarını (Na⁺, Cl⁻ ve Ca⁺ gibi) tamamen gideremez. Sudaki tüm iyonlar tamamen giderilse bile, aşağıdaki "dışarıdan gelen" iyonların tamamen ortadan kaldırılması zor olmaya devam eder:

Havadaki karbondioksit: Bu, laboratuvarda ultra saf suyun direncindeki azalmanın başlıca nedenlerinden biridir. Ultra saf su son derece güçlü bir çözücüdür. Havaya maruz kaldığında, CO₂'yi hızla çözerek karbonik asit oluşturur ve bu da H⁺ ve HCO₃⁻ iyonlarına ayrışır.

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻

Bu işlem iyon konsantrasyonunu önemli ölçüde artırarak özdirencin 18,2 MΩ·cm'den 1-10 MΩ·cm aralığına hızla düşmesine neden olur. Bu nedenle, gerçekten yüksek özdirençli ultra saf suyun ölçümü, kapalı, inert bir atmosfer altında yapılmalıdır.

Fiziksel Muayeneler ve Kan Testleri için Ters Ozmoz Ultra Saf Su Sistemi - Ters Ozmoz Ekipmanları - Nanjing Xuanke Çevre Koruma Teknolojisi A.Ş.

Kaplardan ve borulardan çözünme: Ultra saf suyu depolamak ve taşımak için kullanılan kaplar (yüksek saflıkta polietilen veya Teflon'dan yapılmış olanlar bile) eser miktarda iyonu veya organik maddeyi yavaşça çözerek su örneklerini kirletebilir.

Mikroorganizmalar: Mikroorganizmalar elektriksel yüke sahiptir ve metabolizmaları iyonik maddeler de üretebilir, bu da su kalitesini etkiler.