Toza suv: osmos haqida 5 ta fakt.

30.07.2017 16:39 Muzaffar Qosimov Maqolalar - Qiziqarli fizika
Chop etish

Toza suv: osmos haqida 5 ta fakt.

Yoz kunlarida tarvuzni suvga solib qo‘yib sovitishni deyarli hammamiz qilib ko‘rganmiz. Avvallari muzlatgichlar bo‘lmagan zamonlarda, ichimliklarni sovitish uchun ham shunday usul keng qo‘llanilgan: meshga to‘ldirilgan sut, sharbat yoki sharobni muzdek suv oqayotgan ariqqa solib qo‘yishardi va natijada, o‘sha ichimlik ham muzdek bo‘lib, ichganda odamga yanada lazzat baxsh etardi.

Farang fizik olimi, abbat Antuan Nolle (1700-1770) ham buzoq terisidan qilingan meshlarda sharob (vino) saqlardi. 1748-yilning issiq yoz kunlarining birida, Nolle shunday meshda saqlanayotgan sharobni sovitib ichish uchun, uni muzdek suvli hovuzga solib qo‘yadi. Biroq, tamaddi qilishga chog‘lanarkan, u xayolida allaqachon muzdek bo‘lib turgan sharobni olish uchun hovuzdan meshni chiqarib oldi va ne ko‘z bilan ko‘rsinki, buzoq terisidan tayyorlangan mesh yorilib, ichiga suv kirib ketgan edi...

Antuan Nolle (1700-1770)

 

Antuan Nolle o‘sha kuni tamaddi vaqtida muzdek sharob icha olmadi. Lekin, mesh bilan ro‘y bergan fizik hodisani o‘rganish asnosida, fan va texnika uchun muhim bo‘lgan ajoyib bir texnologik jarayonni kashf qildi.

Ma’lum bo‘lishicha, qanchalik pishiq ishlangan bo‘lmasin, buzoq terisidan tayyorlangan meshdan qandaydir bir yo‘l bilan suv ichkariga sizib kirgan va natijada, mesh ichidagi suyuqlik hajmi kattalashib, oqibatda mesh yorilib ketgan. Nolle sinchiklab tekshirib shuni aniqladiki, mesh ichidagi va tashqaridagi suyuqliklarning konsentratsiyasi farqi natijasida mesh devorlarida katta bosim yuzaga kelar ekan va buning oqibatida, suv teri mesh devorlarida sizib ichkariga kirib ketarkan. Shu tariqa, Nolle biz hozirda osmos deb ataydigan muhim bir tabiiy jarayonni kashf qildi. Osmos – erituvchi, yoki, suvning yarimsingdiruvchan membrana orqali, to‘yinganligi kamroq bo‘lgan eritmadan kuchliroq to‘yingan eritmaga sizib o‘tishi jarayonidir.

Garchi, osmos hodisasi 1748-yilda kashf etilgan bo‘lsa-da, biroq, undan sanoat miqyosida foydalanishga o‘tilganiga hali uncha ko‘p bo‘lgani yo‘q. Osmos vositasida suvni tozalash texnologiyasining muvaffaqiyatli sanoat namunalari faqat 1970-yillardan buyon odamzotga xizmat qilmoqda. Ta’kidlash joizki, bunday texnologiyalarda biz osmosning to‘g‘ri turidan emas, balki, «teskari osmos» deb nomlanuvchi usulidan foydalanamiz. Teskari osmos texnologiyasida sun’iy hosil qilingan bosim ta’siri ostida, konsentratsiyalangan eritma tarkibidan suv chiqib, konsentratsiyalanmagan eritma tarkibida o‘tadi. Hozirgi kunda, teskari osmos texnologiyasi dengiz suvini chuchuk suvga aylantirish hamda, umuman, suvni turli aralashmalardan, erigan tuzlardan tozalash uchun eng maqbul va samarali texnologiya hisoblanadi.

Teskari osmos texnologiyasi qanday ishlaydi? Suv to‘ldirilgan idishga membrana, ya’ni, to‘siq hosil qiladigan plastina solamiz. Membrana suvni o‘ziga singdiradigan (shimadigan), lekin, suvda eriydigan moddalarni esa singdirmaydigan materialdan tayyorlanadi. Idish ichiga membrana joylagan paytingizda, uning har ikki tarafidagi suv sathi avvaliga bir xil bo‘ladi, chunki, bunda idish ichida fizikadagi tutash idishlar qonuni amal qiladi. Endi, membrananing bir tarafidagi suvga tuz solamiz. Natijada, membrananing tuz solingan tarafida konsentratsiya ortadi va osmotik bosim hosil bo‘ladi. Ushbu osmotik bosim ta’sirida, suv tuz konsentratsiyasi past tarafdan konsentratsiya baland tarafda oqib o‘ta boshlaydi. Bunda tuz konsentratsiyasi past tarafdagi suv, to‘yingan eritmaga aralashib ketishga intiladi. Osmos hodisasining asosida aynan ushbu fizik-kimyoviy qonuniyat yotadi.

Endi esa, tajribamizni davom ettirib, idishda membrana bilan ajralib turgan ikki xil konsentratsiyali suvning tuz ko‘proq erigan tarafiga (ya’ni, konsentratsiya yuqoriroq tarafiga) bosim beramiz. Bosim suv molekulalarini membrana orqali o‘tib konsentratsiyasi pastroq tarafga sizib chiqishga majbur qiladi. Tuz esa joyida qolaveradi. Xuddi shu jarayonni teskari osmos deyiladi.

Teskari osmosning eng muhim qismi bu – membranadir. Zamonaviy osmos texnologiyalarida membranani maxsus polimer plyonkadan tayyorlanadi. Suv bilan ta’sirlashganda bunday membrana ishadi. Bosim o‘tkazilganda esa, u siqiladi va o‘zida faqat suv molekulalarini o‘tkaza boshlaydi. Membrananing fizik xossasi shundayki, unga faqat suv singadi, boshqa istalgan modda, shu jumladan turli tuzlar, suvda erigan har qanday kimyoviy moddalar unda sizib o‘ta olmaydi.

Teskari osmos: suv to'yinganligi kamroq bo'lgan suyuqlik tomon intiladi.

Faktlar:

Fakt №1: Osmos – tabiiy jarayondir. Tirik organizmlar hujayralarida osmos jarayoni transport va taqsimlash funksiyasini bajaradi. Ya’ni, osmos – fundamental tabiiy jarayonlar sirasiga kiradi. Istalgan hujayra atrofini albatta membrana qurshab turgan bo‘ladi va ushbu membrana hujayra ichkarisiga faqat suv va kislorod molekulalarini, hamda, ozuqa moddalarni o‘tkazadi xolos. Parrandalar tuxumi, shu jumladan, tovuq tuxumining po‘chog‘ining ichki tarafi ham membrana bo‘lib, undan tuxum ichkarisiga faqat kislorod o‘tadi, boshqa moddalarni ushbu membrana ichkari kiritmaydi. O‘simliklar ildizi ham suvni o‘ziga shimib oladi va o‘simlik tanasidagi hujayralar devorlari tabiiy osmotik membrana hosil qiladi. Natijada, o‘simlik organizmi faqatgina suv ichadi, lekin suv tarkibidagi boshqa moddalarni o‘ziga singdirib olmaydi. Osmos jarayonisiz hujayrali ko‘rinishdagi hayot shakli mavjud bo‘la olmas edi.

Fakt №2. Teskari osmos va filtrlash – boshqa-boshqa narsa. Teskari osmos va filtrlash orasida qanday farq bor? Filtrlashda bir jinsli bo‘lmagan aralashmalar tozalanadi. Bunda g‘ovak jismlar (smola, dag‘al mato, po‘kak va ho kazo) orqali suyuqlik bir tarafdan boshqa tarafga haydaladi va natijada, suvda erimagan, hamda, o‘lchami 1000 mm gacha bo‘lgan mayda zarralar tutib qolinadi. Teskari osmos bilan esa, suv (suyuqlik) tarkibiga singib ketgan har qanday aralashmalarni, ular hatto suyuqlik bilan bir jinsli bo‘lib ketgan bo‘lsa ham, tozalab yuboradi. Bunda aralashma molekula yoki ion tarzida bo‘lsa ham farqi yo‘q – teskari osmosdan u o‘ta olmaydi.

Fakt №3. Teskari osmos mutlaqo zararsiz. Teskari osmosdan foydalanganda suvdagi erigan tuzlar miqdori minimumgacha pasayadi. Chunki, teskari osmotik tozalashda membrana faqatgina suv molekulalarini o‘tkazadi, suvda erigan ionlar esa yo‘q qilinadi. Lekin, teskari osmosli tozalash ham ish bermaydigan ayrim holatlar mavjud. Masalan, bir asosli kuchli azot kislotasining anioni atiga 75-90% ga kamayadi xolos.

Odam bir kecha-kunduzda taxminan 2 litrga yaqin suv ichadi. Mineral tuzlarni esa biz asosan ovqat tarkibidan olamiz. Agar, masalan biz kalsiyni faqat suvdan olganimizda edi, basharti, qabul qilingan kalsiy 100% o‘zlashtiriladi deb olganimizda ham, kalsiyning bir sutkalik me’yoriy dozasini olish uchun 40 litr suv ichishga to‘g‘ri kelgan bo‘lardi. Shunda ham, tozalangan yumshoq suv emas, balki, qattiq suv ichish kerak bo‘lardi. Vaholanki, amalda organizmga tushgan kalsiy miqdorining atiga 5-10% qismi o‘zlashtiriladi xolos. Biz suvdan magniy elementini yaxshiroq o‘zlashtiramiz. Lekin, tabiiy suvlar tarkibida baribir magniy ancha kam.

Fakt №4. Membrana sorbentlardan ko‘ra yaxshiroq. Maishiy suv tozalash uskunalari ikki xil bo‘ladi: sorbentli va membranali. Membranali tozalash uskunalarining asosiy qismi biz aytgan teskari osmos jarayoni asosida ishlaydi. Sorbentli tozalagichlar suvdan zararli moddalarni tutib qoladi. Teskari osmosli tozalagichlar esa, aralashma tarkibidan suvni ajratib oladi. Har ikkala tozalagichlarda ham albatta suv mexanik aralashmalardan, og‘ir metallarning ionlaridan, organik birikmalardan, faol xlordan, bakteriyalardan va viruslardan tozalanadi. Lekin, sorbentli tozalagichlardan farqli o‘laroq, teskari osmosli tozalagichlar ushbu vazifani to‘liq 100% bajaradi.

Fakt №5. Teskari osmos uskunasining maishiy turlari ham bor. Hozirgi kunda maishiy iste’mol uchun ichimlik suvini tozalash borasida teskari osmos texnologiyasidan o‘tadigani yo‘q. Ushbu texnologiya salqin ichimliklar ishlab chiqarish sanoatidan boshlab, tibbiyot va elektronika sohalarida ham keng qo‘llanilmoqda. Biz do‘kon peshtaxtalaridan sotib olib iste’mol qiladigan qadoqlangan suvlarning deyarli barchasini aynan teskari osmos usulida tozalangan bo‘ladi. Shunday teskari osmos uskunalarining maishiy texnika tarzida ishlab chiqarilgan turlari ham mavjud bo‘lib, ularni aholi xonadonlarida ham o‘rnatish mumkin.


 

Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:

Feysbukda: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/

Tvitterda: @OrbitaUz

Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/

Telegramdagi kanalimiz: https://telegram.me/OrbitaUz


Тоза сув: осмос ҳақида 5 та факт.

Ёз кунларида тарвузни сувга солиб қўйиб совитишни деярли ҳаммамиз қилиб кўрганмиз. Авваллари музлатгичлар бўлмаган замонларда, ичимликларни совитиш учун ҳам шундай усул кенг қўлланилган: мешга тўлдирилган сут, шарбат ёки шаробни муздек сув оқаётган ариққа солиб қўйишарди ва натижада, ўша ичимлик ҳам муздек бўлиб, ичганда одамга янада лаззат бахш этарди.

Фаранг физик олими, аббат Антуан Нолле (1700-1770) ҳам бузоқ терисидан қилинган мешларда шароб (вино) сақларди. 1748-йилнинг иссиқ ёз кунларининг бирида, Нолле шундай мешда сақланаётган шаробни совитиб ичиш учун, уни муздек сувли ҳовузга солиб қўяди. Бироқ, тамадди қилишга чоғланаркан, у хаёлида аллақачон муздек бўлиб турган шаробни олиш учун ҳовуздан мешни чиқариб олди ва не кўз билан кўрсинки, бузоқ терисидан тайёрланган меш ёрилиб, ичига сув кириб кетган эди...Antuan Nolle (1700-1770)

Антуан Нолле ўша куни тамадди вақтида муздек шароб ича олмади. Лекин, меш билан рўй берган физик ҳодисани ўрганиш асносида, фан ва техника учун муҳим бўлган ажойиб бир технологик жараённи кашф қилди.

Маълум бўлишича, қанчалик пишиқ ишланган бўлмасин, бузоқ терисидан тайёрланган мешдан қандайдир бир йўл билан сув ичкарига сизиб кирган ва натижада, меш ичидаги суюқлик ҳажми катталашиб, оқибатда меш ёрилиб кетган. Нолле синчиклаб текшириб шуни аниқладики, меш ичидаги ва ташқаридаги суюқликларнинг концентрацияси фарқи натижасида меш деворларида катта босим юзага келар экан ва бунинг оқибатида, сув тери меш деворларида сизиб ичкарига кириб кетаркан. Шу тариқа, Нолле биз ҳозирда осмос деб атайдиган муҳим бир табиий жараённи кашф қилди. Осмос – эритувчи, ёки, сувнинг яримсингдирувчан мембрана орқали, тўйинганлиги камроқ бўлган эритмадан кучлироқ тўйинган эритмага сизиб ўтиши жараёнидир.

Гарчи, осмос ҳодисаси 1748-йилда кашф этилган бўлсада, бироқ, ундан саноат миқёсида фойдаланишга ўтилганига ҳали унча кўп бўлгани йўқ. Осмос воситасида сувни тозалаш технологиясининг муваффақиятли саноат намуналари фақат 1970-йиллардан буён одамзотга хизмат қилмоқда. Таъкидлаш жоизки, бундай технологияларда биз осмоснинг тўғри туридан эмас, балки, «тескари осмос» деб номланувчи усулидан фойдаланамиз. Тескари осмос технологиясида сунъий ҳосил қилинган босим таъсири остида, концентрацияланган эритма таркибидан сув чиқиб, концентрацияланмаган эритма таркибида ўтади. Ҳозирги кунда, тескари осмос технологияси денгиз сувини чучук сувга айлантириш ҳамда, умуман, сувни турли аралашмалардан, эриган тузлардан тозалаш учун энг мақбул ва самарали технология ҳисобланади.

Тескари осмос технологияси қандай ишлайди? Сув тўлдирилган идишга мембрана, яъни, тўсиқ ҳосил қиладиган пластина соламиз. Мембрана сувни ўзига сингдирадиган (шимадиган), лекин, сувда эрийдиган моддаларни эса сингдирмайдиган материалдан тайёрланади. Идиш ичига мембрана жойлаган пайтингизда, унинг ҳар икки тарафидаги сув сатҳи аввалига бир хил бўлади, чунки, бунда идиш ичида физикадаги туташ идишлар қонуни амал қилади. Энди, мембрананинг бир тарафидаги сувга туз соламиз. Натижада, мембрананинг туз солинган тарафида концентрация ортади ва осмотик босим ҳосил бўлади. Ушбу осмотик босим таъсирида, сув туз концентрацияси паст тарафдан концентрация баланд тарафда оқиб ўта бошлайди. Бунда туз концентрацияси паст тарафдаги сув, тўйинган эритмага аралашиб кетишга интилади. Осмос ҳодисасининг асосида айнан ушбу физик-кимёвий қонуният ётади.

Энди эса, тажрибамизни давом эттириб, идишда мембрана билан ажралиб турган икки хил концентрацияли сувнинг туз кўпроқ эриган тарафига (яъни, концентрация юқорироқ тарафига) босим берамиз. Босим сув молекулаларини мембрана орқали ўтиб концентрацияси пастроқ тарафга сизиб чиқишга мажбур қилади. Туз эса жойида қолаверади. Худди шу жараённи тескари осмос дейилади.

Тескари осмоснинг энг муҳим қисми бу – мембранадир. Замонавий осмос технологияларида мембранани махсус полимер плёнкадан тайёрланади. Сув билан таъсирлашганда бундай мембрана ишади. Босим ўтказилганда эса, у сиқилади ва ўзида фақат сув молекулаларини ўтказа бошлайди. Мембрананинг физик хоссаси шундайки, унга фақат сув сингади, бошқа исталган модда, шу жумладан турли тузлар, сувда эриган ҳар қандай кимёвий моддалар унда сизиб ўта олмайди.

Тескари осмос: сув тўйинганлиги камроқ бўлган суюқлик томон интилади.

Фактлар:

Факт №1: Осмос – табиий жараёндир. Тирик организмлар ҳужайраларида осмос жараёни транспорт ва тақсимлаш функциясини бажаради. Яъни, осмос – фундаментал табиий жараёнлар сирасига киради. Исталган ҳужайра атрофини албатта мембрана қуршаб турган бўлади ва ушбу мембрана ҳужайра ичкарисига фақат сув ва кислород молекулаларини, ҳамда, озуқа моддаларни ўтказади холос. Паррандалар тухуми, шу жумладан, товуқ тухумининг пўчоғининг ички тарафи ҳам мембрана бўлиб, ундан тухум ичкарисига фақат кислород ўтади, бошқа моддаларни ушбу мембрана ичкари киритмайди. Ўсимликлар илдизи ҳам сувни ўзига шимиб олади ва ўсимлик танасидаги ҳужайралар деворлари табиий осмотик мембрана ҳосил қилади. Натижада, ўсимлик организми фақатгина сув ичади, лекин сув таркибидаги бошқа моддаларни ўзига сингдириб олмайди. Осмос жараёнисиз ҳужайрали кўринишдаги ҳаёт шакли мавжуд бўла олмас эди.

Факт №2. Тескари осмос ва фильтрлаш – бошқа-бошқа нарса. Тескари осмос ва фильтрлаш орасида қандай фарқ бор? Фильтрлашда бир жинсли бўлмаган аралашмалар тозаланади. Бунда ғовак жисмлар (смола, дағал мато, пўкак ва ҳо казо) орқали суюқлик бир тарафдан бошқа тарафга ҳайдалади ва натижада, сувда эримаган, ҳамда, ўлчами 1000 мм гача бўлган майда зарралар тутиб қолинади. Тескари осмос билан эса, сув (суюқлик) таркибига сингиб кетган ҳар қандай аралашмаларни, улар ҳатто суюқлик билан бир жинсли бўлиб кетган бўлса ҳам, тозалаб юборади. Бунда аралашма молекула ёки ион тарзида бўлса ҳам фарқи йўқ – тескари осмосдан у ўта олмайди.

Факт №3. Тескари осмос мутлақо зарарсиз. Тескари осмосдан фойдаланганда сувдаги эриган тузлар миқдори минимумгача пасаяди. Чунки, тескари осмотик тозалашда мембрана фақатгина сув молекулаларини ўтказади, сувда эриган ионлар эса йўқ қилинади. Лекин, тескари осмосли тозалаш ҳам иш бермайдиган айрим ҳолатлар мавжуд. Масалан, бир асосли кучли азот кислотасининг аниони атига 75-90% га камаяди холос.

Одам бир кеча-кундузда тахминан 2 литрга яқин сув ичади. Минерал тузларни эса биз асосан овқат таркибидан оламиз. Агар, масалан биз кальцийни фақат сувдан олганимизда эди, башарти, қабул қилинган кальций 100% ўзлаштирилади деб олганимизда ҳам, кальцийнинг бир суткалик меъёрий дозасини олиш учун 40 литр сув ичишга тўғри келган бўларди. Шунда ҳам, тозаланган юмшоқ сув эмас, балки, қаттиқ сув ичиш керак бўларди. Ваҳоланки, амалда организмга тушган кальций миқдорининг атига 5-10% қисми ўзлаштирилади холос. Биз сувдан магний элементини яхшироқ ўзлаштирамиз. Лекин, табиий сувлар таркибида барибир магний анча кам.

Факт №4. Мембрана сорбентлардан кўра яхшироқ. Маиший сув тозалаш ускуналари икки хил бўлади: сорбентли ва мембранали. Мембранали тозалаш ускуналарининг асосий қисми биз айтган тескари осмос жараёни асосида ишлайди. Сорбентли тозалагичлар сувдан зарарли моддаларни тутиб қолади. Тескари осмосли тозалагичлар эса, аралашма таркибидан сувни ажратиб олади. Ҳар иккала тозалагичларда ҳам албатта сув механик аралашмалардан, оғир металларнинг ионларидан, органик бирикмалардан, фаол хлордан, бактериялардан ва вируслардан тозаланади. Лекин, сорбентли тозалагичлардан фарқли ўлароқ, тескари осмосли тозалагичлар ушбу вазифани тўлиқ 100% бажаради.

Факт №5. Тескари осмос ускунасининг маиший турлари ҳам бор. Ҳозирги кунда маиший истеъмол учун ичимлик сувини тозалаш борасида тескари осмос технологиясидан ўтадигани йўқ. Ушбу технология салқин ичимликлар ишлаб чиқариш саноатидан бошлаб, тиббиёт ва электроника соҳаларида ҳам кенг қўлланилмоқда. Биз дўкон пештахталаридан сотиб олиб истеъмол қиладиган қадоқланган сувларнинг деярли барчасини айнан тескари осмос усулида тозаланган бўлади. Шундай тескари осмос ускуналарининг маиший техника тарзида ишлаб чиқарилган турлари ҳам мавжуд бўлиб, уларни аҳоли хонадонларида ҳам ўрнатиш мумкин.


 

Бизни ижтимоий тармоқларда ҳам кузатиб боринг:

Фейсбукда: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/

Твиттерда: @OrbitaUz

Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/

Телеграмдаги каналимиз: https://telegram.me/OrbitaUz


Yangilаndi: 30.07.2017 17:17