증류수와 탈이온수의 차이

증류수와 탈이온수의 차이

 

증류수(Distilled water)와 탈이온수(Deionized water) 차이

 

대부분 과학실험을 수행하는 연구실에서는 실험, 실험장비의 유지보수, 용액 만들기, 세정 등을 이유로 불순물이 포함될 수 있는 수돗물을 사용하지 않습니다. 수돗물 대신, 역삼투, 증류, 탈이온화 등을 거친 정제수를 사용합니다.

 

화학 실험실에서 가장 널리 사용되는 물인 증류수와 탈이온수는 어떤 차이가 있을까요? 증류와 탈이온화는 모두 물 안에 존재하는 이온성 불순물을 제거한다는 점에서 비슷하지만 자세히 살펴보면 차이점이 존재할 뿐 아니라 실험실에서도 서로 다른 목적으로 사용됩니다. 즉, 탈이온수를 사용해야될 실험에 증류수를 사용하면 곤란하다는 말입니다. 이번 글에서는 증류 및 탈이온화의 방법과 그 차이점, 그리고 각 종류의 정제수가 어떠한 상황에서 사용되어야 하는지 살펴보겠습니다.

 

증류수는 어떻게 만들어지나요?

 

증류수는 물 내에 용해되어 있는 각종 미네랄(무기염류) 및 불순물 입자를 제거하기 위해 증류 공정을 거쳐 만들어지는 정제수의 종류입니다. 쉽게 말하면, 물을 끓이고 그 증기를 다시 응축 후 회수하면 증류수를 얻을 수 있습니다.

 

증류 과정의 모식도

 

증류수를 만들기 위한 원수로는 일반적으로 수돗물이나 샘물을 이용합니다. 물이 끓어 기화되면 대부분의 미네랄(무기염류)과 입자성 불순물은 남아 있지만 일부 휘발성 불순물의 경우 물과 함께 휘발되어 증류수에 혼합될 수 있기 때문에 원수의 순도는 증류수의 순도에 큰 영향을 끼칩니다.

 

탈이온수는 어떻게 만들어지나요?

 

탈이온수는 주로 DI water라는 이름으로 불리는데, 전기화학적 방법으로 만들어집니다. 구체적으로는 전기적으로 하전된 된 수지, 즉 양전하 및 음전하를 띄는 이온교환수지에 수돗물 또는 증류수를 흐르게하여 만들어집니다. 이 과정을 통해 양이온 및 음이온은 이온교환수지에서 H⁺ 및 OH^-와 교환하고 최종적으로 H₂O가 생성됩니다.

 

탈이온화 과정의 모식도

 

탈이온수는 물 내부에 이온이 존재하지 않아 반응성이 높습니다. 이로 인해 탈이온수는 공기에 노출되면 공기 중의 이산화탄소가 용해되기 시작하며 H⁺ 및 HCO₃^-이온이 형성되고 pH가 7 미만으로 낮아져 산성을 띕니다.

 

탈이온화 과정에서는 전기적으로 하전된 이온을 제거하는 공정이기 때문에 하전되지 않은 박테리아나 바이러스와 같은 유기 입자 또는 설탕과 같은 중성의 분자는 제거되지 않고 통과됩니다.

 

증류수와 탈이온수의 용도

 

수돗물 또는 샘물을 원수로 이용한 증류수는 대부분의 실험실에서 아래와 같은 용도로 충분히 사용될 수 있습니다.

 

•  용액 제조를 위한 용매

•  분석용 블랭크(대조군)

•  교정용 표준물질

•  초자 및 장비의 세척

•  초순수의 원수

 

탈이온수의 최종 순도는 원수의 순도에 따라 다릅니다. 탈이온수는 연수, 즉 경도가 낮은 물이 필요할 때 주로 사용됩니다.

 

•  미네랄 침착의 방지를 위한 냉각수 분야

•  미생물학 실험용 용매

•  이온성 화합물의 제거가 필요한 화학 실험

•  세척된 유리 초자의 최종 헹굼

 

보시다시피, 미생물 또는 냉각 분야에서는 증류수보다 탈이온수를 사용하는 것이 좋을 수 있습니다. 특히 탈이온수 부식성이므로 배관 내 금속과 장기간 접촉을 해야되는 상황에 사용되지 않습니다.

 

증류수 또는 탈이온수는 마셔도 되나요?

 

종종 불순물이 없는 순수한 증류수를 마시는 것이 건강에 좋다고 주장하는 글을 볼 수 있습니다. 하지만 증류수에는 일반적인 수돗물 또는 생수에 포함되어 있는 여러 이온성 미네랄이 부족하기 때문에 음용수로서 좋은 물은 전혀 아닙니다.

 

증류수는 음용수로서 최상의 선택이 아닐 뿐, 증류수를 마신다고 큰 문제가 생기는 것은 아닙니다. 하지만 탈이온수는 마시지 않는것이 좋습니다. 앞서 말씀드린바와 같이 탈이온수는 부식성이 있어 치아 또는 인체의 특정 조직에 손상을 입힐 수 있으며 박테리아나 바이러스와 같은 병원체가 걸러지지 않고 존재할 가능성이 있습니다. 다만 한번 증류된 탈이온수가 공기중에 노출 된 경우에는 마실 수 있습니다.