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發(fā)布時間:2019-10-11 發(fā)布人:佳潔濾材
水,化學式為H?O,是由氫、氧兩種元素組成的無機物,無毒,可飲用。在常溫常壓下為無色無味的透明液體,被稱為人類生命的源泉。水是地球上常見的物質之一,是包括無機化合、人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體重要的組成部分。
純水可以導電,但十分微弱,屬于極弱的電解質。日常生活中的水由于溶解了其他電解質而有較多的陰陽離子,有較為明顯的導電性。
水是無色無味液體,地球有72%的表面被水覆蓋。水在空氣中含量雖少,但卻是空氣的重要組分。固態(tài)水(冰)的密度(916.8kg/m3)比液態(tài)水的密度(999.84kg/m3)小,因而冰會漂浮在水面上,水結冰時體積略有增加。水在3.98℃時達到大密度(999.97kg/m3),不像其他液體的大密度出現(xiàn)在熔點。水分子是極性的,即水分子的正負電荷中心不重合,這使得水成為一種很好的溶劑。 兒童體內有80%的水,老人體內則有50-60%,正常中年人體內則有70%的水
水是人體正常代謝所必需的物質 ,正常情況下身體每天要通過皮膚、內臟、肺以及腎臟排出1.5升左右的水,以保證毒素從體內排出。
水在機體內有許多重要功能:
(1)水是細胞原生質的重要組分;
(2)水在體內起溶媒作用,溶解多種電解質;
(3)水在體內起運輸作用,可以傳遞營養(yǎng)物質、代謝廢物和內分泌物質(如激素)等;
(4)水有較高熱導性和比熱,可作為“載熱體”在體內和皮膚表面間傳遞熱量,有助于人體調節(jié)體溫。
水
水在常溫下為無色、無味無臭的液體。在標準大氣壓下(101.325kPa),純水的沸點為100℃,凝固點為:0℃。純水在4℃時的密度為1.0000g/cm3。常溫下水的離子積常數(shù)Kw=1.00×10-14;純水的理論電導率為0.055μS/cm。
水的生成焓很高,ΔfHmθ=-285.8kJ/mol,所以熱穩(wěn)定性好,在2000K的高溫下其離解不足百分之一;比熱容大:75.3J/(mol·℃)能很好地起到調節(jié)溫度的作用。
很多常見氣體可以溶解在水中,如氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳、惰性氣體等,這些氣體的溶解度與溫度、壓力、氣相分壓等因素有關。
化學式D2O,又稱氧化氘。1931年H.C.尤萊在把4L液氫在-259℃下緩慢蒸發(fā)到剩余數(shù)毫升,光譜分析時發(fā)現(xiàn)了重氫“D”,稱氘。氘 (deuterium) 的意思是2,表示原子量等于2的氫同位素。由重氫和氧組成的化合物稱重水,分子量為20.028,比普通水分子量18.016高出約11%。純重水在1933年就已制得。普通水中所含重水很少,約占普通水質量的0.02%,自然界沒有富含重水的源泉。重水在外觀上和普通水相似,但許多物理性質不同,其比較見下表。
性質 |
H2O |
D2O |
相對密度 (20℃) |
0.997 |
1.108 |
凝固點/℃ |
0.00 |
3.79 |
沸點/℃ |
100 |
101.41 |
蒸發(fā)熱/kJ·mol-1 |
40.67 |
41.6 |
熔化熱/kJ·mol-1 |
6.008 |
6.276 |
凝固點降低/℃ 0.997 |
1.86 |
2.00 |
重水分子間氫鍵力較大,分子間締合度也較大,所以它的熔點、沸點比水高。常溫下重水的蒸氣壓比水小,這是水精餾法富集重水的理論根據(jù)。在25℃時重水的粘度比水大2.3%,致使許多電解質在重水中的電導率比水中小。重水的介電常數(shù)低于水,鹽類在重水中的溶解度一般小些,在25℃時1g水能溶解0.3592g氯化鈉,但1g重水只能溶解0.3056g;在25℃時,碘在四氯化碳和水間的分配系數(shù)是85:1,而在四氯化碳和重水間的分配系數(shù)是103:1。重水表面張力、離子積(2×10-15)數(shù)值都比水小,重水的反應速度比水的同樣反應要慢些。重水有吸水的性質,和濃硫酸相像,必須將它保存在密封的容器內。
重水的主要用途是在核反應堆中做“減速劑”,減小中子速度,控制核裂變過程,也是冷卻劑。重水和氘在研究化學和生理變化中是一種寶貴的示蹤材料,例如,用稀重水灌溉樹木,可以測知水在這些植物中每小時可運行十幾米到幾十米。測定飲過大量稀重水的人尿中的氘含量,知道水分子在人體中停留時間平均為14天。用氘代替普通氫,可以研究動植物消化和新陳代謝過程。濃的或純重水不能維持動植物生命,重水對一般動植物的致死濃度為60%。
生產(chǎn)重水的方法很多,曾用過電解法、水精餾法等,現(xiàn)在利用H2S/H2O雙溫交換法,先把重水富集約15%后,再電解富集成99.8%,該法成本低廉。
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