Co to jest równowaga wodna?
Równowagę wody można zdefiniować jako dwie zupełnie różne koncepcje. Pierwszy typ dotyczy jonów wodnych. Kiedy woda jest w najczystszej postaci, zawiera równą liczbę jonów dodatnich, ujemnych i neutralnych. Aby to zaobserwować, woda musi być idealnie czysta, ponieważ wszelkie dodatki zakłócą i zmienią naturę jonów. Drugi rodzaj równowagi wodnej obejmuje przykład cyklu wodnego na małą skalę. Obserwujący, jak woda zamienia się w parę i kondensację wewnątrz pojemnika, powinni zauważyć, że poziom wody w zasadzie pozostaje stały.
Aby uzyskać wodę zawierającą równowagę jonową, studenci nauk ścisłych muszą ją destylować przy użyciu bardzo czystych instrumentów. Instrumenty te należy zazwyczaj sterylizować termicznie w piekarniku, aby nie trzeba ich zanurzać w wodzie ani nie wycierać szmatką. Woda używana do badania równowagi wody powinna być wcześniej destylowana. Destylacja już destylowanej wody powinna dać najczystszą możliwą formę wody. Uczniowie mogą użyć do tego eksperymentu aparatu słonecznego lub mogą zastosować jednostkę destylacyjną z rurkami i komorą zbiorczą. Tak czy inaczej, przed użyciem należy jeszcze dokładnie wyczyścić aparat destylujący.
Po dwukrotnej destylacji wody należy ją wlać do wysterylizowanego pojemnika. Uczniowie mogą użyć anemometru lub przewodów z prostego obwodu elektrycznego, aby sprawdzić, czy destylacja pomogła osiągnąć równowagę wodną. Jeśli woda zawiera zrównoważoną liczbę jonów, powinna dość łatwo przewodzić prąd. Anemometr powinien zarejestrować co najmniej 0,5 wolta prądu przepływającego przez wodę. Studenci nauk ścisłych mogą również podłączyć dwa przewody do zacisków na oprawce żarówki i wsunąć drugi koniec każdego drutu do wody. Jeśli woda jest zrównoważona, zakończy obwód i zaświeci się żarówka.
Kiedy ciała obce - takie jak muł, chemikalia lub inne płyny - są wprowadzane do wody, zaburzają równowagę jonową. Wysoko destylowana woda opisana powyżej zawiera równą liczbę neutralnych jonów H 3 O +, OH- i H 2 O. Zwykle wprowadzenie ciał obcych zwiększy liczbę jonów neutralnych, powodując połączenie niektórych jonów dodatnich i ujemnych.
Drugi typ równowagi wodnej zwykle naśladuje obieg wody. W naturze słońce odparowuje wodę z jezior, rzek i oceanu, tworząc parę w powietrzu. Kiedy powietrze staje się ciężkie od kondensacji, spada z powrotem na ziemię jak deszcz. Tę samą koncepcję można zaobserwować w zadaszonym słoju wypełnionym około jednej czwartej wody. Jeśli słoik jest rozgrzany, woda na dnie słoika wyparuje i przejdzie na górę. Tam się ochłodzi do kondensacji. W miarę narastania kondensacji opadnie ona z powrotem na dno słoika. Równowaga wody występuje w tych okolicznościach, ponieważ bez względu na to, ile wody wydaje się być w słoiku, zawsze jest ona taka sama.