水平衡とは？
水の平衡は、2つのまったく異なる概念として定義できます。 最初のタイプは、水イオンに関係しています。 水が最も純粋な形の場合、同数の陽イオン、陰イオン、および中性イオンが含まれています。 添加剤はイオンの性質を乱し、変化させるため、これを観察するには水は完全に純粋でなければなりません。 2番目の種類の水平衡には、水循環の小規模な例が含まれます。 容器内の水が蒸気に変わり、凝縮するのを観察している人は、水位が基本的に一定のままであることを認識すべきです。
イオン平衡を含む水を得るために、科学の学生は非常にきれいな器具を使用してそれを蒸留しなければなりません。 これらの器具は通常、水に浸したり布で拭いて乾かす必要がないように、オーブンで熱殺菌する必要があります。 水平衡のテストに使用する水は、事前に蒸留する必要があります。 すでに蒸留された水を蒸留すると、可能な限り純粋な形の水が得られます。 学生はこの実験にソーラースチルを使用するか、チューブと収集チャンバーを備えた蒸留ユニットを使用する場合があります。 どちらにしても、使用前にスチルを注意深く洗浄する必要があります。
水を2回蒸留した後、滅菌容器に注ぐ必要があります。 学生は、簡単な電気回路からの風速計またはワイヤを使用して、蒸留が水平衡の達成に役立ったかどうかを確認できます。 水にバランスのとれた数のイオンが含まれている場合、かなり簡単に電気を通すはずです。 風速計は、水を通る少なくとも0.5ボルトの電気を記録する必要があります。 科学の学生は、2本のワイヤを電球ホルダーのクリップに接続し、各ワイヤのもう一方の端を水に滑り込ませることもできます。 水のバランスが取れていれば、回路が完成し、電球が点灯します。
シルト、化学物質、その他の流体などの異物が水に混入すると、イオン平衡が乱れます。 上記の高度に蒸留された水には、同数のH 3 O +、OH-、およびH 2 O中性イオンが含まれています。 通常、異物を導入すると、陽イオンと陰イオンの一部が結合するため、中性イオンの数が増えます。
2番目のタイプの水平衡は通常、水循環を模倣します。 自然界では、太陽は湖、川、海から水を蒸発させ、空気中に蒸気を生成します。 結露により空気が重くなると、雨のように地球に戻ります。 この同じ概念は、約4分の1の水で満たされたカバー付きの瓶の中で観察できます。 瓶が温められると、瓶の底の水が蒸発して上部に移動します。 そこに達すると、冷却して凝縮します。 結露が発生すると、瓶の底に戻ります。 これらの状況では、水が平衡状態になります。これは、どのくらいの量の水が瓶に入っていても、常に同じ量であるためです。