Nước khử ion (Deionized Water)

Nước khử ion (Deionized Water) hay còn gọi là nước DI, nước Deion, nước DM hoặc nước khử khoáng là một trong những dạng nước tinh khiết nhất và do đó có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y tế, dược phẩm và phòng thí nghiệm. Trong bài viết này, Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy (trungtamthuoc.com) xin gửi đến bạn đọc những thông tin về Nước khử ion (Deionized Water)

1 Nước khử ion (Deionized Water) là gì?

Nước khử ion (Deionized Water) là nước đã loại bỏ gần như toàn bộ hàm lượng ion và khoáng chất hòa tan. Điều đó có nghĩa là Nước khử ion (Deionized Water) không chứa bất kỳ khoáng chất nào như ion natri hoặc Kali ở dạng muối. 

Vậy ion trong nước là gì? Ion là các nguyên tử hoặc phân tử tích điện có điện tích âm hoặc điện tích dương. Các ion mang điện tích dương được gọi là cation và các ion mang điện tích âm được gọi là anion. Ví dụ, Canxi và Sắt là cation và clorua và nitrat là anion.

Sự khử ion là gì? Trong quá trình khử ion, nước chảy qua một lớp hạt nhựa có điện tích dương hoặc âm. Nhựa tích điện dương thu hút và bẫy các anion âm, trong khi nhựa tích điện âm thu hút và bẫy các cation dương. Nhựa sau đó giải phóng các ion hydro (H+) để đổi lấy các cation và ion hydroxit (OH-) để đổi lấy các anion. Cuối cùng, các ion hydro và hydroxit kết hợp tạo thành nước (H+ + OH- = HOH hoặc H2O). Tất cả những gì còn lại trong nước khử ion (còn được gọi là nước DI) là các phân tử nước, do đó nó nổi tiếng là một trong những dạng nước tinh khiết nhất.

2 Tại sao cần phải khử ion? Quá trình khử ion loại bỏ những gì khỏi nước?

Nước máy thông thường chứa đầy các ion có nguồn gốc từ môi trường tự nhiên, đường ống và các nguồn khác. Thông thường chúng có thể bao gồm Natri (Na), Canxi (Ca), Sắt (Fe) và Đồng (Cu). Quá trình khử ion loại bỏ các ion khoáng này và là một khía cạnh quan trọng của quá trình lọc nước cho các ứng dụng khác nhau.

Tuy nhiên đáng chú ý 1 điều đó là quá trình khử ion chỉ loại bỏ các ion. Các chất gây ô nhiễm không tích điện và chất rắn lơ lửng, bao gồm cả vi rút và vi khuẩn, có thể tồn tại trong nước khử ion.

Nồng độ cao của các khoáng chất này tạo ra nước cứng. Nếu đã từng có nước cứng trong nhà, thì việc quản lý nguồn nước này sẽ rất khó khăn. Khi nước cứng khô trên bề mặt, nó có thể để lại cặn có vảy khó làm sạch. Nước cứng cũng có tính ăn mòn, không chỉ đối với các thiết bị và đồ đạc mà còn đối với da và tóc của bạn.

Đồng thời thông thường trong các thí nghiệm hóa học, nếu trong nước có chứa các ion sẽ có nguy cơ cao gây nhiễu các kết quả thí nghiệm. Chúng có thể đổi chỗ với các ion khác mà bạn có thể muốn thử nghiệm. 

3 Ứng dụng của Nước khử ion (Deionized Water)

Nước khử ion lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi tính chất hóa học chính xác, vì việc loại bỏ tất cả các ion (trừ H2O) làm cho nước trở nên tinh khiết về mặt hóa học. Nước không có tạp chất sẽ tạo ra kết quả đáng tin cậy hơn, có thể lặp lại trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và ứng dụng sản xuất. Do đó, thuốc, mỹ phẩm và thậm chí cả đồ uống sản xuất đều có thể sử dụng nước khử ion. Vì vậy Nước khử ion (Deionized Water) có công dụng chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực thương mại.

3.1 Ứng dụng trong hóa học và phòng thí nghiệm

Nước có độ tinh khiết đã biết thường được yêu cầu trong các ứng dụng hóa học và phòng thí nghiệm. Kết quả kiểm tra chính xác chỉ có thể thu được khi độ tinh khiết của nước được sử dụng trong thí nghiệm được biết đến một cách đáng tin cậy. Nước đủ tinh khiết cũng cần thiết để làm sạch thiết bị phòng thí nghiệm và khử trùng.

3.2 Quy trình sản xuất công nghiệp

Các ngành công nghiệp khác nhau sử dụng rộng rãi nước tinh khiết, khử ion. Chúng bao gồm các ngành công nghiệp chế biến hóa chất, hóa dầu, dược phẩm, điện, thực phẩm và đồ uống cùng với vi điện tử.

3.3 Ứng dụng làm mát

Nước máy thông thường có chứa các chất ô nhiễm hòa tan ở mức độ khác nhau, bao gồm cả khoáng chất. Những chất này góp phần vào tính dẫn điện của nước khiến nó không phù hợp với nhiều ứng dụng làm mát. Những khoáng chất hòa tan này cũng sẽ góp phần tích tụ cặn, ăn mòn và xói mòn. Do đó, nước khử ion được ưu tiên sử dụng trong các ứng dụng này vì nó có độ dẫn điện thấp hơn nhiều và sẽ không tạo ra cặn bám không mong muốn.

Những hệ thống làm mát thường yêu cầu kiểm soát chặt chẽ và giám sát liên tục độ dẫn của nước làm mát đã khử ion để đảm bảo duy trì nhiệt độ yêu cầu.

3.4 Nguyên liệu cho nồi hơi

Nước cấp nồi hơi là nước được bơm vào thùng trống của nồi hơi, nơi nó được chuyển thành hơi. Nếu nước này chứa nhiều khoáng chất hòa tan thì sẽ có sự tích tụ cặn trong bao hơi.

Chất lượng nước cấp lò hơi rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến hiệu suất lò hơi, cặn tích tụ và ăn mòn. Nước khử ion thường được sử dụng vì điều này giúp giảm thiểu những vấn đề này và kéo dài tuổi thọ lò hơi.

3.5 Ứng dụng trong các bình xịt dập tắt đám cháy

Nước khử ion có độ dẫn điện thấp do đó giúp sử dụng an toàn hơn trong các ứng dụng chữa cháy cho thiết bị điện.

3.6 Cung cấp nước cho bể nuôi cá, thủy hải sản,...

Nước máy thông thường không nên sử dụng cho hầu hết các bể cá vì các tạp chất có trong nước sẽ  thúc đẩy sự phát triển của tảo. Nước khử ion thường được sử dụng vì độ tinh khiết giúp cải thiện sức khỏe tổng thể của thủy, hải sản,..

3.7 Ứng dụng làm mát động cơ

Nước khử ion thường được sử dụng trong các hệ thống làm mát động cơ vì hàm lượng khoáng chất thấp do đó tỉ lệ cặn bám tích tụ ở mức tối thiểu từ đó giúp kéo dài tuổi thọ của hệ thống. 

Nước khử ion cũng thường được sử dụng để nạp pin axit chì. Cũng được sử dụng để rửa và tráng bề mặt trước khi sơn hoàn thiện, để cải thiện độ bám dính và cải thiện bề mặt hoàn thiện.

3.8 Được sử dụng để giảm độc tính kim loại nặng trong cơ thể

Nước khử ion được sử dụng để thải ra ngoài và giảm độc tính của kim loại nặng ra khỏi cơ thể. Các bác sĩ có thể khuyên dùng nó như một phần của chế độ ăn kiêng hoặc thanh lọc đặc biệt để giúp bệnh nhân loại bỏ nồng độ kim loại dư thừa trong cơ thể.

3.9 Mỹ phẩm

Nước khử ion (Deionized Water) trong mỹ phẩm được sử dụng khá phổ biến trong các sản phẩm chăm sóc da và làm đẹp bởi tác dụng tuyệt vời của nó. Nước đóng vai trò là dung môi hòa tan cho thành phần mỹ phẩm không tan trong dầu, nhưng tan trong nước đồng thời trộn lẫn chúng lại với nhau. Ngoài ra  Nước khử ion (Deionized Water) dùng trong mỹ phẩm mục đích ngăn sản phẩm bị biến chất qua thời gian. 

Không những thế để nước còn có vai trò trong duy trì được sức sống của làn da - do vậy đây là một thành phần vô cùng cần thiết nên thường được xếp ở vị trí đầu tiên trong các nhãn thành phần của sản phẩm mỹ phẩm. Đó là lý do Nước luôn là thành phần luôn có mặt trong các công thức sản phẩm mỹ phẩm, nước hoa, tinh dầu, nước rửa tay….

4 Uống Nước khử ion (Deionized Water) có an toàn không?

Với nhiều công dụng như vậy vậy nên rất nhiều câu hỏi được đặt ra Nước khử ion (Deionized Water) có nên dùng để uống hằng ngày không?

Và câu trả lời là không. Mặc dù Nước khử ion (Deionized Water) có nhiều ứng dụng, và cũng không hề độc hại nhưng có 1 vài lý do sau đây khiến bạn chỉ nên tiêu thụ một lượng nhỏ Nước khử ion (Deionized Water) và  không bao giờ nên sử dụng Nước khử ion (Deionized Water)  làm nguồn nước uống chính.

• Thứ nhất Nước khử ion (Deionized Water) thiếu khoáng chất: Nước máy thông thường chứa nhiều khoáng chất thực sự tốt cho sức khỏe của con người. Quá trình khử ion loại bỏ hầu hết những chất này, chẳng hạn như Canxi và Magiê, là những khoáng chất cần thiết trong chế độ ăn uống của chúng ta.
• Vị nhạt : Việc loại bỏ khoáng chất cũng ảnh hưởng đến mùi vị của nước và Nước khử ion (Deionized Water) có mùi vị không ngon. Khó có thể mô tả sự khác biệt về hương vị, nhưng một số người cho rằng nước khử ion có vị “không bằng” hoặc “không ngon”.
• Các chất gây ô nhiễm còn sót lại : Nước khử ion vẫn có thể chứa các hợp chất hữu cơ - bao gồm cả vi rút hoặc vi khuẩn - có thể khiến cơ thể bị bệnh. Điều này nghe có vẻ khá xung đột, vì nước khử ion thường được coi là “tinh khiết”. Nhưng "độ tinh khiết" liên quan đến quá trình khử ion có nghĩa là nước không có các phân tử tích điện . Như đã lưu ý, quá trình khử ion không loại bỏ các hợp chất hữu cơ không tích điện do vậy nước khử ion ban đầu là loại không uống được bởi sẽ không an toàn để uống.

5 Nước khử ion có giống như nước cất không (Deionized water and Distilled water)?

Nước khử ion không giống như nước cất. Cả nước khử ion và nước cất đều được tinh chế, nhưng thông qua các quá trình khác nhau - quá trình chưng cất sử dụng nhiệt trong khi quá trình khử ion sử dụng trao đổi ion.

Quá trình chưng cất làm nóng nước cho đến khi nó bay hơi. Hơi tách ra khỏi các khoáng chất hòa tan, chất rắn lơ lửng và các tạp chất khác. Những thứ đó vẫn còn trong thùng chứa ban đầu, trong khi hơi nước được thu giữ ở nơi khác. Hơi tinh khiết sau đó được làm lạnh trở lại thành nước lỏng. Quá trình chưng cất loại bỏ các khoáng chất cũng như vi rút, vi khuẩn và các sinh vật khác.

Nước khử ion sử dụng trao đổi ion để tách nước khỏi các phân tử có điện tích dương hoặc âm, điển hình là khoáng chất. Vì chỉ có các ion bị loại bỏ nên các chất gây ô nhiễm không tích điện bao gồm chất rắn, vi rút và vi khuẩn sẽ vẫn còn trong nước.

Do vậy sự khác biệt chính giữa hai loại nước này nằm ở dạng tinh khiết. Nước khử ion là dạng nước tinh khiết nhất hiện có và trong một số trường hợp, có thể được coi là một loại nước tổng hợp. Tuy nhiên, nước cất không chứa bất kỳ tạp chất nào và do đó có ít chất gây ô nhiễm hơn nước khử ion.

6 Nước khử ion có pH bao nhiêu?

Nước khử ion không còn chứa ion nên phải có nồng độ trung tính là pH7. Tuy nhiên, điều đó không phải lúc nào cũng đúng vì nước luôn tiếp xúc với CO2 trong khí quyển để tạo thành axit cacbonic yếu, làm giảm độ pH xuống còn 5,5. 

Điều quan trọng cần lưu ý là độ pH chỉ giảm sau khi nước tiếp xúc với CO2 trong khí quyển. Do đó, số đo pH ban đầu phải có độ pH trung tính là 7. Bất cứ giá trị nào thấp hơn mức đó sẽ là dấu hiệu của dụng cụ đo bị lỗi.

7 Nước khử ion (Deionized Water) được tạo ra bằng cách nào?

Quá trình khử ion trong nước trao đổi tất cả các ion tích điện, cả dương (cation) và âm (anion), cho các ion Hydro và Hydroxl kết hợp với nhau tạo thành H2O tinh khiết. Các kỹ thuật và công nghệ khác nhau được sử dụng, tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước và mức độ tinh khiết của nước cần thiết.

7.1 Điện cực hóa

Electrodeionisation (EDI) liên quan đến việc sử dụng điện. Màng trao đổi ion và nhựa khử ion được sử dụng trong quá trình này.

Nước được truyền qua giữa cực dương dương và cực âm. Các màng chọn lọc ion đặc biệt được sử dụng để tách các ion tích điện dương bị hút về cực âm tích điện âm và các ion tích điện âm bị hút về phía cực dương. Khử ion điện dung (CDI) là một dạng EDI.

Một số hệ thống EDI được gọi là hệ thống điện cực hóa liên tục (CEDI) vì dòng điện chịu trách nhiệm tái tạo liên tục khối lượng nhựa cần thiết.

7.2 Khử ion bằng thẩm thấu ngược

Khử ion thường được sử dụng sau khi nước được đưa qua hệ thống thẩm thấu ngược (RO). Thẩm thấu ngược có thể loại bỏ tới khoảng 99,9% chất gây ô nhiễm. Điều này chỉ để lại những hạt nhỏ nhất được lọc qua màng khử ion và nhựa. Quá trình này tạo ra nước có độ tinh khiết cao.

8 Chế phẩm có chứa Nước khử ion (Deionized Water) 

Nước khử ion (Deionized Water) thường có mặt hầu hết trong các công thức sản phẩm mỹ phẩm, nước hoa, tinh dầu, nước rửa tay….

9 Tài liệu tham khảo

• Tác giả Michał Drobnik , Teresa Latour (đăng năm 2002).The influence of deionized water on the health status of the population, Pubmed. Truy cập ngày 27 tháng 09 năm 2023
• Tác giả Xiao-Fen Yu, Ying-Yu Ma, Xian-Qin Hu, Qin-Fang Zhang, Zai-Yuan Ye (đăng tháng 10 năm 2014). Effect of distilled water on rapid inactivation of tumour cells attached to surgery instruments, Pubmed. Truy cập ngày 27 tháng 09 năm 2023