Che cos'è l'equilibrio idrico?
L'equilibrio idrico può essere definito come due concetti completamente diversi. Il primo tipo ha a che fare con gli ioni d'acqua. Quando l'acqua è nella sua forma più pura, contiene un numero uguale di ioni positivi, negativi e neutri. L'acqua deve essere perfettamente pura per poter essere osservata perché eventuali additivi disturbano e modificano la natura degli ioni. Il secondo tipo di equilibrio idrico prevede un esempio in scala ridotta del ciclo dell'acqua. Coloro che osservano l'acqua trasformarsi in vapore e condensa all'interno di un contenitore dovrebbero notare che il livello dell'acqua rimane sostanzialmente costante.
Per ottenere acqua che contiene equilibrio ionico, gli studenti di scienze devono distillarla usando strumenti molto puliti. In genere, questi strumenti devono essere sterilizzati a caldo in un forno in modo da non essere immersi in acqua o asciugati con un panno. L'acqua utilizzata per testare l'equilibrio idrico deve essere precedentemente distillata. La distillazione di acqua già distillata dovrebbe produrre la forma più pura possibile di acqua. Gli studenti possono usare un alambicco solare per questo esperimento, oppure possono usare un'unità di distillazione con tubi e una camera di raccolta. In entrambi i casi, l'ancora deve essere pulita accuratamente prima dell'uso.
Dopo che l'acqua è stata distillata due volte, dovrebbe essere versata in un contenitore sterilizzato. Gli studenti possono utilizzare un anemometro o fili da un semplice circuito elettrico per vedere se la distillazione ha aiutato a raggiungere l'equilibrio dell'acqua. Se l'acqua contiene un numero equilibrato di ioni, dovrebbe condurre l'elettricità abbastanza facilmente. Un anemometro dovrebbe registrare almeno 0,5 volt di elettricità che passa attraverso l'acqua. Gli studenti di scienze possono anche collegare due fili alle clip su un portalampada e far scivolare l'altra estremità di ciascun filo nell'acqua. Se l'acqua è bilanciata, completerà il circuito e la lampadina si accenderà.
Quando oggetti estranei - come limo, sostanze chimiche o altri fluidi - vengono introdotti nell'acqua, interrompono l'equilibrio ionico. L'acqua altamente distillata sopra descritta contiene un numero uguale di ioni neutri H 3 O +, OH- e H 2 O. Normalmente, l'introduzione di oggetti estranei aumenterà il numero di ioni neutri causando la combinazione di alcuni degli ioni positivi e negativi.
Il secondo tipo di equilibrio idrico di solito imita il ciclo dell'acqua. In natura, il sole fa evaporare l'acqua dai laghi, dai fiumi e dall'oceano per creare vapore nell'aria. Quando l'aria diventa pesante con la condensa, ricade sulla terra come pioggia. Lo stesso concetto può essere osservato all'interno di un barattolo coperto riempito per circa un quarto pieno d'acqua. Se il vaso viene riscaldato, l'acqua sul fondo del vaso evapora e viaggia verso l'alto. Una volta lì, si raffredderà in condensa. Man mano che la condensa si accumula, ricadrà sul fondo del vaso. L'equilibrio idrico si verifica in queste circostanze perché, indipendentemente dalla quantità di acqua che appare nel vaso, è sempre la stessa quantità.