Вода очищена як розчинник в аптечній практиці (стр. 5 из 12)

На якість води очищеної впливає вихідний склад питної води, конструктивні особливості аквадистиляторів, а також умови збору і зберігання води. Для одержання води очищеної в містах, звичайно використовують водопровідну воду, яка відповідає санітарним вимогам, установленим для питної води. Що стосується води, використовуваної сільськими аптеками (криничної, річкової і т.п.), то вона потребує попередньої водопідготовки, оскільки звичайно містить як розчинені, так і механічні, і колоїдно-суспендовані домішки: органічні речовини, аміак, солі, що надають воді твердості, та інші речовини. Способи очищення залежать від характеру домішок, що містяться у воді.

Механічні домішки зазвичай відокремлюють відстоюванням з наступним зливанням води з осаду (декантацією) чи фільтруванням. Для цього використовують фільтри, виконані у вигляді ємності циліндричної форми, заповнені антрацитом чи кварцовим піском. Ємності мають кришку і дно, оснащене пристроєм для введення, виведення і розподілу води усередині фільтра. Фільтри можуть бути одношарові (наприклад, тільки шар антрациту) чи двошарові (антрацит і кварцовий пісок). Висота завантаження коливається в залежності від кількості суспендованих часток і бажаного промивного ефекту.

Руйнування органічних домішок. Перед дистиляцією до 100 л води, яка містить органічні домішки, додають у вигляді розчину 2,5 г калію перманганату (або 1% розчин калію перманганату 25 мл на 10 л води), перемішують і залишають стояти на 6-8 годин. Активний кисень, що виділяється, окисляє органічні речовини:

2KMO4+H2O=2KOH+2MO2+3O

Потім воду зливають і фільтрують.

Зв'язування аміаку. На 10 л води додають 5,0 г алюмінію сульфату чи алюмокалієвих галунів у розчиненому вигляді:

2KA1(S04) 2 + 6NH4OH = 3(NH4) 2S04 + K2S04 + 2А1(ОН) 3

При цьому протікає і побічна реакція: надлишок галунів реагує з хлоридами, що часто присутні у воді, з виділенням газоподібного водню хлориду, що легко переходить у дистилят:

2KA1(SO4) 2 + 2NaCl - K2SO4 + 3Na2SO4 + 2AlCl3

AICI3 + 3H2O = A1(OH) 3 + 3HC1

Якщо після використання галунів очищена вода дає реакцію з нітратом срібла, необхідно перед перегонкою додати ще двозаміщений натрію фосфат.

Для зв'язування водню хлориду до 10 л води додають 3,5 г натрії фосфату двозаміщеного (з розрахунку 2/3 від кількості узятих галунів):

Na2HPO4 + НСІ = NaCl + Na2PO4

При наявності вуглецю діоксида та інших летких домішок додають вапняну воду. По проходженні 20-30 хвилин воду декантують, фільтрують і після цього роблять перегонку.

Пом'якшення води. Небажана присутність у воді солей кальцію і магнію, які придають їй тимчасову і постійну твердість, внаслідок чого при дистиляції води на стінках випарника утворюється накип. Крім того, при перегонці твердої води швидко виходять з ладу нагрівальні елементи дистилятора. Тимчасову твердість обумовлює наявність кальцію і магнію гідрокарбонатів. Від них можна звільнитися кип'ятінням води. При цьому гідрокарбонати переходять у карбонати і випадають в осад, який відфільтровують:

Са(НСO3) 2 → СаСO3↓+ Н2O + СO2

Але в цьому випадку вода насичується вуглецю оксидом, що повільно видаляється при кип'ятінні, тим самим знижується рН води очищеної. Тому для усунення тимчасової твердості доцільно застосовувати кальцію гідроксид:

Са(НСO3) 2 + Са(ОН) 2 → 2СаСO3↓ + 2Н2O

Постійна твердість води обумовлена присутністю кальцію і магнію хлоридів, сульфатів та інших солей. її усувають обробкою води натрію карбонатом:

СаС12 + Na2CО3 → СаСО3↓ + 2NaCl

MgSО4 + Na2CО3 → MgCО3↓ + Na2SО4

Доступний для кожної аптеки вапняно-содовий спосіб пом'якшення води. Суть його в тому, що у воду додають одночасно розчин кальцію гідроксиду і розчин натрію карбонату. Під дією кальцію гідроксиду усувається тимчасова (карбонатна) твердість, оскільки кальцію і магнію гідрокарбонати переходять у карбонати і випадають в осад.

Mg(HCО3) 2 + Са(ОН) 2 → СаСО3↓ + MgCО3↓ + 2Н2О

Під дією натрію карбонату випадають солі постійної (некарбонатної) твердості: сульфати, хлориди та інші солі кальцію і магнію. Кальцію гідроксид зв'язує також вуглецю діоксид, що знаходиться у воді:

СО2 + Са(ОН) 2 → СаСО3↓ + Н2О

Коагуляція колоїдних домішок. Колоїдну муть можна видалити лише після попереднього укрупнення суспендованих часток. Для руйнування колоїдної системи необхідно нейтралізувати електричний заряд часток. Позбавлені заряду частки під впливом сил взаємного притягання з'єднуються - коагулюють. Укрупнені частки мають таку масу, при якій вони втрачають свою кінетичну стійкість і випадають в осад. Нейтралізація заряду колоїдних часток досягається додаванням до води іншої речовини також колоїдного характеру, але частки якої несуть протилежний заряд.

Сполуки кремнієвої кислоти, що знаходяться у воді, в колоїдно - дисперсному стані несуть негативні заряди, тому для їх коагуляції придатні лише речовини, заряджені у воді позитивно. Як таку речовину найчастіше застосовують алюмінію сульфат чи алюмокалієві галуни. Обробку води перед дистиляцією варто робити в окремих ємностях, щоб уникнути забруднення аквадистиляторів.

Водопровідна вода, підготовлена таким чином, все ж містить достатню кількість солей, які при дистиляції осідають на стінках випарника й електронагрівальних елементів, що значно знижує продуктивність дистилятора і нерідко виводить з ладу електронагрівники. Тому найбільш перспективне створення апаратів у комплексі з водопідготовлювачами. Зараз запропонована електромагнітна обробка води.

Метод магнітної обробки води полягає в пропущенні її через зазори, утворені в корпусі спеціального пристрою між рухомими і нерухомими магнітами. В результаті впливу на воду магнітного поля змінюються умови кристалізації солей при дистиляції. Замість щільного осаду на стінках дистиляторів утворюються рихлі шлами, а в товщі води - суспендований. При використанні пристрою обов'язкове щоденне скидання води з апарата для видалення шламу. Запропоновано електрохімічний діалізний апарат із застосуванням напівпроникних мембран, а також іонообмінна установка для одержання знесоленої води з використанням гранульованих іонітів та іонообмінного целюлозного волокна.

Дистиляція води. Загальний принцип одержання води дистильованої полягає в тому, що питну воду, яка пройшла водопідготовку, поміщають в аквадистилятор, що складається з таких основних частин: випарника, паровідвідної частини (шолома і сполучних трубок), конденсатора (холодильника) і збірника. Для контролю рівня води в камері випару обладнане водомірне скло. Випарник з водою нагрівають до кипіння. Пари води надходять у конденсатор, де вони скраплюються й у вигляді дистиляту надходять у збірник. Усі нелеткі домішки, що знаходилися у вихідній воді, залишаються в аквадистиляторі.

Залежно від джерела нагрівання аквадистилятори розділяються на апарати з вогневим, електричним і паровим нагріванням. За сучасною номенклатурою аквадистилятори класифікуються на наступні: ДВ - аквадистилятор вогневий, ДЕВ - аквадистилятор електричний з водопідготовлювачем, ДЕВЗ - аквадистилятор електричний з водопідготовлювачем і збірником та інші. За конструкцією апарати бувають періодичної дії і циркуляційні (безперервної дії). В аквадистиляторах періодичної дії воду очищену одержують окремими порціями. Для наповнення випарника вихідною водою процес дистиляції переривають.

Мал. Аквадистилятор ДЕ-25

Циркуляційні аквадистилятори автоматично наповняються під час перегонки нагрітою водою з конденсатора і дистильована вода може виходити безперервно. В аптеках в основному використовують аквадистилятори безперервної дії: ДЕ-1, ДЕ-25, ДЕ-4 з використанням електричного нагрівання (цифри позначають продуктивність апаратів у літрах за годину), та аквадистилятори вогневі ДВ-10, ДВ-4, джерелом нагрівання в яких є стандартна газова плита. Вони можуть бути використані замість електричних в аптеках з централізованим газопостачанням при наявності підводки газового трубопроводу в дистиляційну.

Мал. Аквадистилятор Д-2 Мал. Аквадистилятор ДТВС-4

Основні частини апарата ДЕ-25 (мал.99): камера випаровування з відбивними екранами для сепарації пари, конденсатор, електронагрівники, датчик рівня, вентиль, кран спускний, електрощит із проводом, основа, кришка люка, ніпель для зливу води. Сепаратор пари має велике значення для одержання високої якості води очищеної, оскільки внаслідок бризковиносу в дистилят потрапляють речовини, що містяться у вихідній воді.

У камері випаровування змонтовано електронагрівники. На початку роботи водопровідна вода, що безперервно надходить через вентиль, заповнює камеру випаровування до встановленого рівня. Надалі в міру википання вода буде надходити в камеру випаровування тільки частково, основна ж частина буде зливатися по трубці в вирівнювач і далі через штуцер у каналізацію або може використовуватися для господарських потреб. Вирівнювач поєднується з камерою випаровування і служить для постійної підтримки в ній необхідного рівня води. Апарат оснащений автоматичним пристроєм - датчиком рівня, який охороняє електронагрівники від перегонки на випадок зниження рівня води нижче допустимого. У випадку припинення подачі води чи при малому напорі електронагрівники автоматично відключаються. Робота апарата контролюється сигнальними електролампами, розташованими на електрощиті.