问题

在科学实验中,你能用饮用水来代替蒸馏水吗?

回答
这个问题挺有意思的,在科学实验里,能不能拿咱们平时喝的饮用水来代替蒸馏水,这事儿得看具体做啥实验。简单来说,答案是“看情况”,不能一概而论。

咱们先说说蒸馏水。顾名思义,蒸馏水是通过蒸馏过程得到的,把水烧开了变成水蒸气,再把水蒸气冷凝收集起来。这个过程啊,就像给水洗了个澡,把里头那些杂七杂八的矿物质、离子、细菌、有机物什么的,大部分都给“洗”掉了,最后留下来的就是比较纯净的水。这就像家里烧开水,水壶底上会有水垢,那就是水里的矿物质留下的。蒸馏水就尽量避免了这种情况。

那咱们平时喝的饮用水呢?它就五花八门了。有的是自来水经过简单的过滤、消毒处理的,有的可能是地下水、山泉水,甚至是经过更复杂的处理,比如反渗透、超滤等等。不管哪种,只要符合国家饮用水标准,对咱们身体来说是安全的,那就行。但重点在于,饮用水里通常会保留一些矿物质,比如钙、镁、钠等等。这些矿物质对人体健康是有益的,但它们在科学实验里,就可能变成“不速之客”。

什么时候可以用饮用水?

如果你的实验对水的纯度要求不高,那用饮用水替代蒸馏水是没问题的。比如:

清洗实验器皿: 大多数情况下,用饮用水冲洗干净试管、烧杯什么的,不会影响后续实验。除非你的实验非常精细,对残留物敏感,否则不用太担心。
配制一些不需要高纯度溶剂的溶液: 比如配制一些基础的缓冲液,或者做一些定性的观察实验,只要杂质不干扰结果,饮用水也能凑合。
某些生物学实验的非关键步骤: 比如在培养细胞前,对器皿进行常规清洗。

什么时候绝对不能用饮用水?(必须用蒸馏水或更高纯度的水)

这个时候,饮用水里的矿物质和溶解物就会出来捣乱了,导致实验结果不准确,甚至完全错误。这种情况一般包括:

需要精确配制浓度的溶液: 比如配制标准滴定溶液,稍微一点点杂质都会影响最终的摩尔浓度,导致滴定结果偏差。
涉及化学反应的实验,需要纯净的反应介质: 很多化学反应对反应物和溶剂的纯度非常敏感。饮用水里的离子可能会参与反应,或者抑制、催化反应,改变反应路径,最终影响产物的生成量或性质。比如,在配制一些金属盐溶液时,饮用水中的其他金属离子可能会共沉淀,影响目标金属离子的纯度。
电化学实验: 电化学实验对水的离子含量要求极高。饮用水中的导电离子会极大地影响电解液的电阻,导致电流、电压等测量值失真,影响电极反应的动力学研究。
光谱分析、色谱分析等精密分析仪器: 这些仪器对样品中的微量成分非常敏感。饮用水中的杂质可能会出现在背景信号中,干扰对目标物质的检测和定量,产生假阳性或假阴性结果。
细胞培养、微生物学实验(对水质要求高的): 尽管有些微生物对水质不敏感,但很多细胞培养和微生物学实验需要无菌、无离子干扰的培养基和缓冲液。饮用水中的矿物质、消毒剂残留或其他有机物,都可能对细胞生长、微生物代谢产生影响,甚至抑制其生长。
需要制备超纯水的实验: 有些实验需要的是去离子水、超纯水(通常用MilliQ系统制备),它们比蒸馏水更加纯净,对离子、有机物、微生物等都有更严格的控制。这时候饮用水更是万万不能用了。

为什么饮用水里的这些“杂质”会影响实验?

离子干扰: 饮用水里的钙离子、镁离子、钠离子、氯离子等等,它们都是带电的,在溶液中会影响其他离子的浓度和活度,也会参与某些化学反应。例如,在配制某些对钙离子或镁离子敏感的试剂时,饮用水中的这些离子就会造成干扰。
沉淀或络合: 饮用水中的某些溶解物,比如碳酸氢根离子,遇到溶液中的金属离子,可能会形成不溶性的沉淀,影响溶液的均一性,或者堵塞仪器。
pH值变化: 饮用水的pH值也不是绝对恒定的,可能受到水中溶解的二氧化碳等影响,而pH值对于许多化学反应和生物过程至关重要。
有机物: 即使是处理过的饮用水,也可能含有微量的有机物,这些有机物可能在加热或光照条件下发生反应,或者被生物利用,影响实验结果。
细菌或内毒素: 尽管我们喝的水经过消毒,但对于一些高度敏感的实验(比如无菌操作),饮用水中可能存在的微量细菌或内毒素也可能造成污染。

简单来说,如果你的实验步骤明确要求使用“蒸馏水”或“去离子水”或“超纯水”,那最好还是严格按照要求来。 如果实验说明里只是笼统地说“水”,而你又不太确定,最好先查查相关的实验规程,或者问问有经验的老师、同学,看看他们对水的纯度有什么具体要求。

总而言之,拿饮用水代替蒸馏水,就跟找替身演戏一样,不是所有角色都能胜任的。得看你的实验“剧本”对“演员”(也就是水)的要求有多高了。为了实验的可靠性和准确性,在不确定的情况下,还是优先使用符合要求的纯水吧,避免不必要的麻烦和结果偏差。

网友意见

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正如 @Phosphates 所说,取决于你做什么实验。

但你要问能不能,当然可以。我之前一篇文章中就直接用了自来水[1](主要是我懒得问系里那里去接蒸馏水了)

我们做高精度光谱实验的,如果不涉及化学反应,只测稳定分子的话,一般来说杂质什么的都不是问题。光谱里全能分得清清楚楚,99% 和 99.99% 纯其实没啥区别。

但如果要涉及化学反应,杂质往往就说不清了。这时候还是能用纯一点的就用纯一点的好

参考

  1. ^ https://doi-org/10.1016/j.jms.2016.04.010
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取决于你是什么样的实验,但是一般来说不建议。相比于蒸馏水来说,饮用水多了一些金属离子,但是两者的pH值还是接近的。

如果你想做酸碱滴定实验的话,那么用饮用水代替也未尝不可——因为这不会影响你的实验。

但是如果你想做络合滴定实验的话,那么那些金属离子的存在很可能会影响你的实验结果了,所以不能代替。

一般来说,能用蒸馏水就不用饮用水,尤其是对于一些未知的探究性实验——鬼知道饮用水中的杂质会不会影响呢?甚至有些时候还需要用更纯的二次蒸馏水呢!

而对于一些很已知的实验,并且你确信饮用水不会影响的话,就用饮用水吧。

我不禁想起本科时有位学长,做的分子自组装体系。他的小分子(全都没有手性)可以自组装形成具有手性的结构。按道理,如果没有引入任何手性分子的话,最终形成的一定是左旋和右旋相等的。但是在他的实验中,却发现其中一种多于另一种。最后他找到了原因——我们实验室用的Milli Q水,里面进了极少量的细菌,而细菌中含有一些手性分子从而诱导了手性结构的产生。

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