Дистилляция изымает из воды любые примеси. Это влияет на некоторые физические и химические свойства, например, растворимость и кислотный баланс. Но как она влияет на процесс кипения воды, и что он представляет из себя с точки зрения физики – расскажу в своей статье.

Все тонкости кипения

Вид сверху на емкость с кипящей водой
Кипение – это процесс парообразования.Он связан с:

  • нагреванием воды до определенной температуры;

  • образованием пузырьков на ее поверхности.

Но при этом не следует путать его с испарением. В отличие от него, кипение может происходить лишь по достижению определенной температуры и при подходящем давлении окружающей среды.

Температура кипения есть у абсолютно всех веществ, не только у воды. Просто мы не привыкли так думать про твердые вещества или газы, потому что температура кипения у первых очень высока, а вторых – чрезвычайно низка. Например, в холодильных камерах постоянно кипит хладагент. Но так как это происходит при очень низких температурах, это позволяет остужать содержимое холодильника.

Этапы кипения

Пузыри, образующиеся в процессе кипения воды
Кипение воды представляет из себя сложный процесс.Он проходит в четыре этапа.

Для простоты в качестве примера представим себе открытый стеклянный сосуд, наполненный водой, подогреваемый снизу.

Этап процесса кипения Описание
Образование пузырьков воздуха на дне и у стенок Они образуются из микрочастиц воздуха.
Расширение пузырьков Внутри у них насыщенный водяными частицами пар. Под воздействием силы Архимеда и из-за собственного расширения они поднимаются к поверхности воды, которая еще не прогрелась, охлаждаются, сжимаются и возвращаются на дно.
Поднятие пузырьков на поверхность Когда верхний слой прогревается до 100 градусов, пузырьки больше не остывают в нем. Пузырьков становится очень много, отчего вода кажется потемневшей, а затем они лопаются и она бледнеет. Это называется «кипеть белым ключом».
Бурление воды Маленькие пузырьки становятся большими, лопаются с брызгами. Обильно валит пар, появляется характерный звук бурлящей жидкости. Это значит, что вода во всем сосуде перегрелась выше 100 градусов Цельсия.

Кипячение дистиллированной воды

Кипячение дистиллированной воды в чайнике
Дистиллированная вода (по-научному Aqua Destillata) или просто дистиллят – это химически чистая вода.Это значит, что в ней нет:

  • минеральных солей;
  • ионов других веществ;

  • органики;
  • каких-либо примесей вообще.

Это вода, прошедшая через высшую степень очистки. Метод очищения называют дистилляцией, и обычно он заключается именно в выпаривании из воды всех примесей посредством кипячения. Но что будет, если вскипятить ее снова?

Кипятить или не кипятить: вот в чем вопрос?

Пузырьки, поднимающиеся вверх во время кипения воды
Несмотря на заумное название, от кипячения дистиллированной воды хуже не станет.Но и лучше тоже.

Ведь она уже прошла процесс очистки настолько тщательной и глубокой, что в ней ни осталось не то что микробов и бактерий, а даже просто солей и примесей. Пить и использовать в быту ее можно без кипячения.

При этом можно не бояться и последствий ее закипания при работе тех или иных приборов, например, паровых утюгов. Главное преимущество дистиллята перед водопроводной водой – он не оставляет никакого осадка. Соответственно, и к образованию накипи, появлению грязных следов и к прочим неприятным последствиям привести не сможет.

Единственная причина специально кипятить уже чистый дистиллят – избавление от газов. Дело в том, что даже в самой чистой дистиллированной воде растворены атмосферные газы:

  • углекислый;

  • аргон;

  • кислород.

Мнение эксперта
Татьяна Любимова
Заведующая кафедрой нефтяной геологии, гидрогеологии и геотехники КубГУ. Доцент, кандидат геолого-минералогических наук. Татьяна Владимировна закончила Саратовский госуниверситет им. Н.Г. Чернышевского, получив диплом инженера-геолога-гидрогеолога. Прошла переподготовку по специальности «Педагогическая деятельность специалиста в сфере высшего, среднего и начального профессионального образования».
Их количество крайне мало, но они все еще содержатся в ней. В различных научных, медицинских и технических целях проводят бидистилляцию. Для этого просто дистиллированную воду кипятят по крайней мере полчаса, чтобы с помощью специального оборудования разделить водяной пар и еще более легкие летучие газы. В результате получается «химически чистая вода»

Закипание дистиллята

Закипание воды в прозрачной кастрюле
В Интернете часто можно найти заявления о том, что дистиллированная вода закипает при 110°С.Это ошибочные данные.

На самом деле она закипает при тех же 100°С, что и обычная… но не совсем.

Если не считать того, что дистиллят полностью очищен от примесей, и больше ничем не отличается от водопроводной воды из-под кухонного крана, то в условиях одинакового давления и под влиянием одинаковых источников тепла дистиллированная вода закипит чуточку быстрее. У обычной воды – если доля примесей не слишком высока – все равно температура кипения немного, но выше 100°С. Но разница столь незначительна, что без специального оборудования это и не заметить, да и в бытовых целях это ни на что не влияет.

Разумеется, на этот процесс влияет давление воздуха и другие факторы, как и с обычной водой.

Изменчивая температура

Бурлящая вода, которая кипит
Как я уже говорила, вода кипит при сотне градусов по Цельсию.Только это не совсем правда!

На самом деле это просто температура закипания в привычных нам с вами условиях – пресная вода, при нормальном атмосферном давлении, в кислородной среде, плюс-минус на уровне моря…

А если вода соленая? А если давление не нормальное? А если вокруг не воздух? А если в горах?

Разберем каждый случай по порядку:

  1. соленая вода закипает медленнее. Все дело в ионах соли. Они «связывают» молекулы воды намного сильнее, чем те связаны друг с другом. Чтобы оторвать их, придется дать больше энергии – в виде тепла. При этом, из-за этой особенности, от соленой воды меньше пара. Чтобы повысить температуру кипения на 1° потребуется 60 грамм соли на 1 литр воды.
  2. чем ниже давление, тем ниже температура закипания. Все дело в том, что атмосферное давление мешает образовываться водяному пару, отбирает у него тепла и возвращает его обратно в основную массу жидкости. Если оно высокое, нужно много энергии, чтобы его преодолеть. Если же оно очень низкое, то вода закипит быстрее. Если же это полный вакуум – вода закипит мгновенно без источников тепла, потому что температура, при которой пар может оторваться, становится ниже температуры среды вокруг.
  3. именно поэтому чем выше в горы, тем ниже температура кипения. Там воздух становится более разреженным и давление падает. Как следствие, уже на пятистах метрах вода закипает при 98°C. А на Эвересте – самой высокой горе мира – она всего 69°С.

Перегретая вода

Пар, который исходит от кастрюли с кипящей водой
Также известная, как докритическая вода или горячая вода под давлением.Эта жидкость представляет собой небольшой эксперимент, который можно провести в домашних условиях.

Для него вам потребуются:

  • источник тепла;
  • сосуд для нагревания (кастрюля с плотной крышкой подойдет);

  • несколько кусочков пористого материала (вроде мелко накрошенного мела);
  • дистиллированная вода.

Сосуд с водой начинаем нагревать (например, на плите), и во время этого, раньше, чем она закипит, добавляем мел. Должно начаться интенсивное закипание. Дело в том, что из-за воздуха в меловых частицах они становятся центрами кипения. Вода закипает сразу в нескольких слоях, причем быстрее обычного, и весь процесс становится нестабильным – почти что взрывным. Вода сильно бурлит, разлетаясь брызгами, и при этом ее температура превышает сотню градусов. Лишь когда она доходит до активного закипания, то жидкость отдает тепло в воздух и остывает до «всего лишь» 100°С.

Разумеется, есть и другой способ: кипячение жидкости в стеклянной посуде внутри микроволновки. Но он строго запрещен, и неспроста! Перегретая вода бурлит, как уже было сказано, очень сильно, особенно в закрытом пространстве, и ни к чему хорошему это не приведет.

Заключение

Черная емкость с кипящей водой
Дистиллированная вода - чистая от любых минеральных и органических примесей жидкость.Она активно используется в разных направлениях науки для экспериментов и в промышленном производстве.

Все потому, что отсутствие неизвестных элементов в виде этих посторонних веществ делает ее поведение более предсказуемым и зависящим только от внешних факторов, таких, как давление воздуха. Поэтому важно знать ее физические особенности и химические характеристики, в том числе при кипении.

Вопрос-ответ

Как получить дистиллированную воду?

Самый простой способ – с помощью домашнего дистиллятора. В качестве альтернативы, ее можно покупать в технических и медицинских магазинах, или сделать самому (например, с помощью самогонного аппарата).

Зачем нужна дистиллированная вода?

Она используется в различных устройствах, чувствительных к появлению осадка и накипи, а также в медицинских и технических целях.

Можно ли пить дистиллированную воду?

Да, сама по себе она ничем не вредит. Но и какими-то особыми целебными свойствами не обладает.

Что будет, если вскипятить дистиллированную воду?

Если не считать создания особых условий за счет давления или способа кипячения, у вас просто будет чистый от примесей кипяток.

Для чего можно использовать кипяченую дистиллированную воду?

Не считая обычных способ применения, ее используют в некоторых научных экспериментах и химических процессах.