증류수

3. 증류의 원리

증류는 외부에서 열을 가하여 물을 끓여 수증기로 만들고, 이 수증기를 냉각하여 다시 액체로 만드는 과정이다. 물이 가열되면 온도가 올라가면서 물에 녹아 있던 이산화 탄소나 산소 등의 기체가 먼저 증발한다. 끓기 전에 물속에서 보이는 기포는 이러한 기체 성분이 물에서 빠져나온 결과이다.^[21]

물이 끓는점에 도달하여 수증기가 되면, 액체 상태의 물속에는 물에 녹아 있던 다양한 용질과 불순물이 남게 된다. 물보다 휘발성이 낮은 성분들은 농축되어 남는다. 이때 수증기가 분해될 정도의 고온은 피해야 한다.^[21]

원료인 물에서 나온 수증기는 증류기 상부를 통해 이동한 후 냉각기를 거치면서 다시 액체 상태의 물, 즉 증류수로 변한다. 증류수를 담는 용기는 미리 깨끗하게 세척되어 있기 때문에, 증류수는 원료인 물에 비해 순도가 높다.^[21]

하지만 증류 후에도 공기 중의 기체가 녹아들거나 미세 입자가 섞일 수 있으므로, 증류수를 다룰 때는 주의해야 한다. 그러나 해수를 음료수로 사용하기 위해 만든 증류수라면 이러한 문제는 일반적으로 발생하지 않는다.^[21]

4. 제조 방법

5. 응용

증류수는 불순물이 없어야 하는 다양한 분야에서 활용된다.

• 의료 분야: CPAP 기계에서 호흡을 위한 공기를 가습하는 데 사용된다. 증류수는 CPAP 기계의 가습기에서 물이 증발할 때 오염 물질을 남기지 않는다.^[7][8] 그 외에 주사액, 세척액, 의료기기 소독 등에 사용된다.
• 실험실: 시약 제조, 실험 기구 세척, 정밀 분석 등에 사용된다. 특히 순도가 높은 물이 필요한 경우 이중 증류수를 사용한다.
• 산업 분야: 전자 제품 제조, 납 축전지 및 자동차 냉각 시스템, 정밀 세척 등에 사용된다. 수돗물에 흔히 발견되는 이온은 납 축전지의 수명을 단축시키고, 자동차 냉각 시스템에서 엔진 내부 부품을 부식시키고 부동액 부식 방지 첨가제를 고갈시킨다.^[4]
• 가정: 스팀 다리미에 사용하여 경수 지역에서 석회질 축적을 최소화하여 스팀 다리미의 수명을 연장하거나, 시가 휴미더와 같이 부피가 작은 가습기에 미네랄 침전물을 방지하기 위해 사용^[5], 수족관에 첨가할 물을 증류하여 알려지거나 알려지지 않은 비휘발성 오염 물질을 제거^[6]등에 사용된다. 단, 생물체는 특정 미네랄을 필요로 하므로, 수족관과 같은 생태계에 증류수를 첨가하면 이러한 미네랄의 농도가 감소한다.^[6]
• 항공: 초기 보잉 707에서 '고온 고지대' 대기 조건에서 이륙하는 동안 초기 항공기 제트 엔진의 공기 밀도를 높이는 데 사용되었다.^[10]
• 음용: 식수 부족 지역, 선박, 우주선 등에서 사용된다. 단, 증류수는 미네랄이 부족하므로 미네랄 보충이 필요하다.

6. 음용 시 주의 사항

증류수는 미네랄이 제거된 물이기 때문에 장기간 마시면 미네랄 부족을 초래할 수 있다.^[17] 세계보건기구(WHO)는 1982년에 탈염수가 건강에 미치는 영향을 조사했는데, 탈염수는 이뇨 작용을 증가시키고 전해질 제거를 증가시키며 혈청 칼륨 농도를 감소시키는 것으로 나타났다.^[17]

물속의 마그네슘, 칼슘 및 기타 영양소는 영양 결핍으로부터 보호하는 데 도움이 될 수 있다.^[17] 마그네슘은 최소 10mg/L, 최적 범위는 20~30mg/L가 권장되며, 칼슘은 최소 20mg/L, 최적 40~80mg/L, 총 물 경도(마그네슘과 칼슘 추가)는 2~4mmol/L가 권장된다.^[17] 5mmol/L 이상의 물 경도에서는 담석, 신장 결석, 요로 결석, 관절염 및 관절병증의 발생률이 더 높은 것으로 관찰되었다.^[17]

'일반 내과학 저널(Journal of General Internal Medicine)'은 미국에서 이용 가능한 다양한 물의 미네랄 함량에 대한 연구를 발표했다. 이 연구에서는 "북미인들이 이용할 수 있는 식수원에는 높은 수준의 칼슘, 마그네슘, 나트륨이 함유되어 있을 수 있으며 이러한 미네랄의 권장 섭취량 중 임상적으로 중요한 부분을 제공할 수 있음"이 밝혀졌다.^[19] 따라서 증류수를 마실 경우, 미네랄이 풍부한 식품을 함께 섭취하거나, 별도의 미네랄 보충제를 통해 부족한 미네랄을 보충하는 것이 좋다.^[19]

경수(미네랄이 함유된 물) 섭취는 심혈관에 유익한 영향을 미치는 것과 관련이 있다.^[20] '미국 역학 저널(American Journal of Epidemiology)'에 언급된 바와 같이, 경수 섭취는 죽상 심장병과 음의 상관관계를 보인다.^[20]

참조

_[1] 논문 The Evolution of the Still
_[2] 웹사이트 Meteorology – Book II https://ebooks.adela[...] The University of Adelaide 2010-06-14
_[3] 서적 The old shipmasters of Salem G.P. Putnam's Sons
_[4] 간행물 Pollution Prevention Fact Sheet Antifreeze Recycling & Disposal https://web.archive.[...] Utah Department of Environmental Quality, US
_[5] 웹사이트 Distilled water {{!}} Empire City Auto Parts https://empirecityau[...] 2020-06-19
_[6] 웹사이트 Basic Aquarium System Set-Up Trout-in-the-Classroom http://www.dfg.ca.go[...] Department of Fish and Game 2015-01-03
_[7] 웹사이트 Distilled Water And CPAP Usage http://www.cpap.com/[...] cpap.com
_[8] 웹사이트 CPAP Humidifier Frequently Asked Questions - CPAP.com http://www.cpap.com/[...]
_[9] 웹사이트 How to Brew – By John Palmer – Reading a Water Report http://www.howtobrew[...]
_[10] 서적 Down the Susquehanna to the Chesapeake
_[11] 서적 Popular Science https://books.google[...] 1946-02
_[12] 웹사이트 Solar Water Distiller http://www.thefarm.o[...] thefarm.org 2009-09-03
_[13] 논문 The pH of water from various sources: an overview for recommendation for patients with atopic dermatitis
_[14] 웹사이트 Drinking Water Contaminants http://water.epa.gov[...] 2011-10-25
_[15] 논문 Defluoridation of Drinking Water and Rainwater Harvesting Using a Solar Still 2012-06-13
_[16] 웹사이트 Health risks from drinking demineralised water (application/pdf Object) https://iris.who.int[...] 2011-10-25
_[17] 서적 Nutrients in Drinking Water World Health Organization
_[18] 웹사이트 Walton International – Home http://watersystems.[...] Watersystems.walton.com 2011-12-11
_[19] 논문 Comparison of the mineral content of tap water and bottled waters
_[20] 뉴스 Mineral in the municipal water and atherosclerotic heart death http://aje.oxfordjou[...] 1971-04-01
_[21] 문서 神楽坂4丁目・6丁目――尾澤薬局 http://old.kaguramur[...] サザンカンパニー
_[22] 논문 The Evolution of the Still