Dalam dunia ideal kita, air yang "benar-benar murni", seperti ruang hampa, harus menawarkan hambatan tak terhingga terhadap arus listrik, dan resistivitasnya harus mendekati tak terhingga. Namun, ketika kami mengukurnya dengan instrumen paling canggih, kami menemukan bahwa bahkan dengan teknologi-tercanggih saat ini, resistivitas air ultra murni tetap berada pada nilai yang sangat tinggi namun terbatas. Sifat bawaan air dan keterbatasan teknologi kami menentukan bahwa terdapat resistivitas maksimum teoritis untuk air ultra murni.
Kita sering menyebut molekul air sebagai H₂O, dengan asumsi molekul tersebut benar-benar netral. Namun kenyataannya, molekul air tidak pernah begitu "murni" sehingga hanya menyisakan H₂O.
Karena ikatan kovalen antara atom hidrogen dan oksigen tidak sepenuhnya stabil, molekul air mengalami reaksi yang disebut “autoionisasi”. Sederhananya, satu molekul air “mencuri” atom hidrogen dari molekul lain:
2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻
Reaksi ini merupakan kesetimbangan dinamis. Artinya, bahkan dalam air paling murni sekalipun, sejumlah kecil ion hidronium (H₃O⁺, disingkat H⁺) dan ion hidroksida (OH⁻) selalu ada. Ion-ion ini bertindak sebagai pembawa muatan, dan keberadaannya membuat air bersifat konduktif.
Rumus untuk menghitung resistivitas (ρ) adalah ρ=1/σ, dimana σ adalah konduktivitas. Konduktivitas sebanding dengan konsentrasi ion. Oleh karena itu, selama ada ion H⁺ dan OH⁻, konduktivitas air tidak akan nol, dan resistivitasnya tidak akan terbatas.
Pada suhu 25 derajat , dalam air murni, [H⁺]=[OH⁻]=10⁻⁷mol/L. Berdasarkan konsentrasi ion ini, resistivitas teoretisnya kira-kira 18,2 MΩ·cm. Nilai ini dianggap sebagai batas teoritis resistivitas air ultra murni dalam kondisi ideal.
Dalam penerapan-dunia nyata, bahkan penggunaan teknologi-tercanggih (seperti osmosis balik, pertukaran ion, elektro-deionisasi, dan desinfeksi ultraviolet) tidak dapat sepenuhnya menghilangkan semua ion pengotor (seperti Na⁺, Cl⁻, dan Ca⁺) dari air. Bahkan jika semua ion dalam air dapat dihilangkan seluruhnya, “zat asing” berikut ini tetap sulit untuk dihilangkan sepenuhnya:
Karbon dioksida di udara: Ini adalah salah satu penyebab utama penurunan resistivitas air ultra murni di laboratorium. Air ultra murni adalah pelarut yang sangat kuat. Setelah terkena udara, ia dengan cepat melarutkan CO₂, membentuk asam karbonat, yang terionisasi menjadi ion H⁺ dan HCO₃⁻:
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻
Proses ini secara signifikan meningkatkan konsentrasi ion, menyebabkan resistivitas turun dengan cepat dari 18,2 MΩ·cm ke kisaran 1-10 MΩ·cm. Oleh karena itu, pengukuran air ultra murni dengan resistivitas tinggi harus dilakukan di bawah atmosfer inert yang tertutup.
Sistem Air Ultra Murni Osmosis Terbalik untuk Pemeriksaan Fisik dan Tes Darah - Peralatan Osmosis Terbalik - Nanjing Xuanke Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Pelarutan dari wadah dan pipa: Wadah yang digunakan untuk menyimpan dan mengangkut air ultra murni (bahkan yang terbuat dari-polietilen atau Teflon dengan kemurnian tinggi) dapat secara perlahan melarutkan sejumlah kecil ion atau bahan organik, sehingga mencemari sampel air.
Mikroorganisme: Mikroorganisme membawa muatan listrik, dan metabolismenya juga dapat menghasilkan zat ionik, sehingga mempengaruhi kualitas air.
