A. 簡述兩組分精餾和多組分精餾在含量分布上的區別
1、含量不同:
全部組分均存在於進料板上,但進料板含量不等於進料含量。在塔兩端同時提供純度較高的液相和氣相迴流,為精餾過程提供了傳質的必要條件。
提供高純度的迴流,是在相同理論板的條件下,為精餾實現高純度的分離時,始終能保證一定的傳質推動力。所以,只要理論板足夠多,迴流足夠大時,在塔頂可能得到高純度的輕組分產品,而在塔底獲得高純度的重組分產品。
2、分配不同:
關鍵組分含量存在極大值; 非關鍵組分通常是非分配的, 即重組分通常僅出現在釜液中, 輕組分僅出現在餾出液中; 在蒸餾沸點比較接近的混合物時,各種物質的蒸氣將同時蒸出,只不過低沸點的多一些,故難於達到分離和提純的目的,只好藉助於分餾。
3、過程不同:
重、輕非關鍵組分分別在進料板下、上 形成幾乎恆濃的區域; 蒸餾只進行一次汽化和冷凝,分離出的物質一般較純,例如用天然水制蒸餾水,在工業酒精中加生石灰後蒸餾得無水乙醇。
(1)蒸餾水摩爾汽化熱擴展閱讀:
影響多組分精餾過程汽液相流率的因素:
1、通常精餾塔自下至上物料的分子量和摩爾汽化潛熱漸降,則沿塔向上的摩爾流率應有增加的趨勢。
2、沿塔向上,溫度漸降,蒸汽上升中,需被冷卻,若冷卻靠液體的汽化,則導致向上流量增加。
3、液體沿塔向下流動時必須被加熱,若加熱靠蒸汽冷凝,將導致向下流量的增加。
塔內流量變化是上述三個因素的總效應,難以得出一個通用規律。但很大程度上,這些因素相互抵消。因此,恆摩爾流假定有其實用性。流量變化是L與,同方向變化,故L/V變化很小,所以,對分離影響很小。
B. 1噸水變成1噸蒸汽需要多少大卡的熱量
把1噸水燒開(由常溫20度升到100度),需要熱量8萬大卡
水(化學式:H₂O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,無毒。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,包括天然水(河流、湖泊、大氣水、海水、地下水等){含雜質},蒸餾水是純凈水,人工制水(通過化學反應使氫氧原子結合得到的水)。水是地球上最常見的物質之一,是包括無機化合、人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一種狹義不可再生,廣義可再生資源。
C. Cl2,Br2,I2分別有什麼性質。Cl-,Br-,I-跟別有什麼性質
氯氯氣目錄
元素描述
元素輔助資料
危險性概述
最先發現氯的人
元素名稱:
中文名:氯
英文名:Chlorine(Cl)
元素原子量:35.45
折射率:(gas) 1.00077
原子化焓:kJ /mol @25℃121.8
熱容:J /(mol· K)(Cl2) 33.949
導熱系數:W/(m·K)8.9
熔化熱:(千焦/摩爾) 3.203
汽化熱:(千焦/摩爾) 10.20
原子體積:(立方厘米/摩爾)16.9
元素在宇宙中的含量:(ppm)1
元素在太陽中的含量:(ppm) 8
地殼中含量:(ppm)130
元素在海水中的含量:(ppm)18000
晶體結構:晶胞為正交晶胞。
氧化態:
主要: Cl-1, Cl+7
其它: Cl+1, Cl+3, Cl+4, Cl+5, Cl+6
化學鍵能: (kJ /mol)
Cl-O 206
Cl-Cl 242
Cl-F 257
Cl-H 431
晶胞參數:
a = 622.35 pm
b = 445.61 pm
c = 817.85 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
聲音在其中的傳播速率:(m/S)206
電離能 (kJ/ mol)
M - M+ 1251.1
M+ - M2+ 2297
M2+ - M3+ 3826
M3+ - M4+ 5158
M4+ - M5+ 6540
M5+ - M6+ 9362
M6+ - M7+ 11020
M7+ - M8+ 33610
M8+ - M9+ 38600
M9+ - M10+ 43960
元素類型:非金屬
發現人:舍勒 發現年代:1774年
發現過程:1774年,瑞典的舍勒用鹽酸和二氧化錳反應,製得氯氣;1810年由戴維確定了氯元素的存在。
[編輯本段]元素描述
一、性質:
常溫常壓下為黃綠色氣體。密度3.214克/升。熔點-100.98℃,沸點-34.6℃。化合價-1、+1、+3、+5和+7。有毒,劇烈窒息性臭味。電離能12.967電子伏特,具有強的氧化能力,能與有機物和無機物進行取代和加成反應;同許多金屬和非金屬能直接起反應。
二、危險性:
不燃,但遇可燃物會燃燒、爆炸。
侵入途徑:吸入、眼睛及皮膚接觸。
健康危害:嚴重刺激皮膚、眼睛、黏膜;高濃度時,有窒息作用,引起喉肌痙攣,黏膜腫脹,惡心、嘔吐、焦慮和急性呼吸道疾病、咳嗽、胸痛、呼吸困難、支氣管炎、肺水腫、肺炎;甚至因喉肌痙攣而死亡。
三、元素來源:
工業上由電解食鹽水溶液製取;實驗室中可以用濃鹽酸和二氧化錳共熱來製取,也可以用濃鹽酸和高錳酸鉀反應來製取。
四、元素用途:
製造漂白粉、漂白紙漿和布匹、合成鹽酸、製造氯化物、飲水消毒、合成塑料和農葯等。提煉稀有金屬等方面也需要許多氯氣。
[編輯本段]元素輔助資料
:
1771-1774年間,舍勒將軟錳礦(MnO2)與鹽酸混合,放置在曲頸瓶中加熱,在接收器中獲得一種黃綠色氣體。該氣體具有和加熱的王水一樣的刺鼻嗅味,吸入後使肺部很難受。這使得舍勒製得了氯氣,並且研究了它的一些性質。
MnO2 + 4HCl ——→ MnCl2 +2H2O + Cl2 ↑
盡管舍勒很早就製得了氯氣,但卻並沒有完全認識它的一些性質,所以他不但沒認為是找到了一種新的元素,還把氯氣當成了是氧的化合物——「氧化的鹽酸」。直到1810年,英國化學家戴維因「電解氯氣」失敗,確定了「氧化的鹽酸」氣是一種新元素,從希臘文chlōros(黃綠色)命名它為chloine。它的拉丁名稱chlorum和元素符號Cl由此而來。
氯是自然界中廣泛分布的一種元素,在地殼中存在著各式各樣的氯化物,一個較強的氧化劑就能夠把它從它的化合物中分離出來。因此它能夠在18世紀末,在科學家們發現氧、氮和氫等氣體的同時,製得了它的單質。但是由於一些荒謬的理論,妨礙了科學家們對它本質的認識,經過三十多年才確定它是一種元素。
氯,原子序數17,原子量35.4527,元素名來源於希臘文,原意是「黃綠色」。1774年瑞典化學架舍勒通過鹽酸與二氧化錳的反應製得氯,但他錯誤的認為是氯的含氧酸,還定名為「氧鹽酸」。1810年,英國化學家戴維證明氧鹽酸是一種新的元素,並定名。氯在地殼中的含量為0.031%,自然界的氯大多以氯離子形式存在於化合物中,氯的最大來源是海水。天然氯有兩種穩定同位素:氯35和氯37。
氯單質為黃綠色氣體,有窒息性臭味;熔點-100.98°C,沸點-34.6°C,氣體密度3.214克/升,20°C時1體積水可溶解2.15體積氯氣。
氯相當活潑,濕的氯氣比乾的還活潑,具有強氧化性。除了氟、氧、氮、碳和惰性氣體外,氯能與所有元素直接化合生成氯化物;氯還能與許多化合物反應,例如與許多有機化合物進行取代反應或加成反應。
氯的產量是工業發展的一個重要標志。氯主要用於化學工業尤其是有機合成工業上,以生產塑料、合成橡膠、染料及其他化學製品或中間體,還用於漂白劑、消毒劑、合成葯物等。氯氣具有毒性,每升大氣中含有2.5毫克的氯氣時,即可在幾分鍾內使人死亡。
[編輯本段]危險性概述
:
中文名:氯(液化的)
英文名:Liquid chlorine
國家應急電話:0532 3889090
危險性類別:第2.3類 有毒(液化)氣體(高度危害(Ⅱ級)最高允許濃度1.0—<10mg/m3;中度危害(Ⅲ級)
危險性綜述:本品助燃、高毒,具刺激性,對環境嚴重污染,對水體可造成污染。
急救措施:
皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗。就醫。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸 入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。呼吸心跳停止時,立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓術。就醫。
食 入:無資料
接觸控制:
中國MAC(mg/m3):1
前蘇聯MAC(mg/m3):1
美國TLV—TWA:OSHA1ppm,3mg/m3(上限值);ACGIHO0.5ppm,1.5mg/m3
包裝方法:
氣瓶、移動式壓力容器(罐式集裝箱、罐式汽車、鐵路罐車)。
充裝量為500kg、1000kg的氣瓶裝運時,只允許單層放置,固定、防止滾動,瓶口一律朝向車輛行駛方向的右方。嚴禁與易燃物或可燃物、醇類、食用化學品等混運。夏季應早晚運輸,防止日光暴曬。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。
[編輯本段]最先發現氯的人
1774年,瑞典化學家舍勒最先發現了氯。當時他正在對軟錳礦的性質進行研究。他使用了部分鹽酸與這種礦石結合,結果釋放出一種刺激性、有窒息效果的氣味。社勒對這種氣體的性質進行了研究,發現它能腐蝕各種金屬,溶解性不強,能夠對彩色的花葉及綠葉起到漂白的作用。但社勒並沒有清晰地認識到這種氣體是一種新元素,而稱之為「脫烯素的鹽酸」。直到1810年,英國著名化學家戴維以充足的證據證明了這種氣體是一種新元素。由於它呈綠顏色,故而命名之為氯,原意即為「綠色的」。我國翻譯家最初根據原意把它譯成「綠氣」,後來才將二字合為一字棗「氯」。 氯是一種化學性質非常活潑的元素。它幾乎能跟一切普通金屬以及許多非金屬直接化合。氯多儲存在鋼筒中,這是因為乾燥的氯恰恰不與鐵發生反應。 在常溫和6個大氣壓下,人們可以將氯液化為一種黃綠色的液體,叫做「液氯」。 應當注意的是,氯有較強的毒性。如果空氣中含有萬分之一的氯氣,就會嚴重影響人的健康。一般認為,空氣中游離氯氣的最高含量也不得超過1毫克/立方米。 氯氣對人類的生產生活也有很大的價值。
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氯的自述①:我就是氯單質!具有強氧化性,普通人見了我必死無疑,希望有多餘電子的賢人志士來與我相結合!不勝感激!
Chlorine (from the Greek language Chloros, meaning "pale green"), is the chemical element with atomic number 17 and symbol Cl. It is a halogen, found in the periodic table in group 17. As the chloride ion, which is part of common salt and other compounds, it is abundant in nature and necessary to most forms of life, including the human body. As chlorine gas, it is greenish yellow, is two and one half times as heavy as air, has an intensely disagreeable suffocating odor, and is exceedingly poisonous. In its liquid and solid form it is a powerful oxidizing, bleaching, and disinfecting agent.
氯的自述②:下面我來介紹一下我的家庭:
我出生在鹵素家庭,家裡共5個兄弟,我排行老二。我大哥是氟(F),很雄的,在我們元素世家裡是最厲害的;三弟是溴(Br),像個女的般柔情似水,卻沒人喜歡他,因為他太臭了;四弟是碘(I),看起來是個硬傢伙,實際上根本惹不起別人,碰到特殊情況就變成一股紫煙逃之夭夭;小弟是砹(At),是個襁褓中的嬰兒,我們至今還沒看見過他的臉,只知道他在不斷的發出一種「光」。
我和氧姐姐生了五個兒子:(自豪啊,氟大哥只有一個兒子,溴和碘也不過各有四個。)
我的大兒子氯離子(Chloride ion: Cl?),他的孩子們是氯化物(Chloride),都很會游泳,大部分學過水下偽裝。
我的二兒子次氯酸根離子(ClO-),他的孩子們是次氯酸鹽(Hypochlorite),對別人的電子都很眼饞。
我的三兒子亞氯酸根離子(ClO2-),他的孩子們是亞氯酸鹽(Chlorite)。
我的四兒子氯酸根離子(ClO3-),他的孩子們是氯酸鹽(Chlorate),生氣起來就會把氧姐姐變出來嚇唬對方。
我的小兒子高氯酸根離子(ClO4?),他的孩子們是高氯酸鹽(Perchlorate)。
我的五個兒媳婦都是從氫家嫁過來的,分別是氫氯酸(Hydrochloric acid: HCl)、次氯酸(Hypochlorous acid: HClO)、亞氯酸(Chlorous acid: HClO2)、氯酸(Chloric acid: HClO3)和高氯酸(Perchloric acid: HClO4)。
我有幾個女兒,都嫁到了氧家。我的大女兒是一氧化二氯(Dichlorine monoxide: Cl2O),二女兒是二氧化氯(Chlorine dioxide: ClO2),三女兒是七氧化二氯(Dichlorine heptoxide: Cl2O7)。
此外,氟大哥和我在嘗試克隆時弄出了三個怪胎:一氟化氯(Chlorine monofluoride: ClF),三氟化氯(Chlorine trifluoride: ClF3)和五氟化氯(Chlorine pentafluoride: ClF5)。我還有個私生子叫氯胺(Chloramine: NH2Cl)。
下面是我四個兒媳婦的檔案(簡介氯的含氧酸):
1. 次氯酸(HClO)及其鹽
(1) 制備
①通氯氣於冰水中:Cl2 + H2O = HClO + H+ + Cl-
②通氯於鹼液中可得次氯酸鹽:Cl2+ 2NaOH → NaClO + NaCl + H2O
③工業上用電解冷濃食鹽水並劇烈攪拌來制備NaClO
(2)性質
①是弱酸,但為很強的氧化劑,且具有漂白性
②受熱易發生氧化還原反應
3ClO-→ ClO3- + 2Cl-
(3) 用途:製造漂白粉Ca(ClO)2
漂白粉: Cl2與Ca(OH)2反應 2Cl2 + 2Ca(OH)2 → Ca(ClO)2+ +CaCl2 +2H2O
2. 亞氯酸(HClO2)及其鹽
亞氯酸是目前所知唯一的亞鹵酸,非常不穩定。
(1) 制備
①ClO2在水中分解:2ClO2 + H2O → HClO2 + HClO3
②通ClO2於Na2O2或NaOH與H2O2可得亞氯酸鹽
2ClO2 + Na2O2 → 2NaClO2 + O2;2ClO2 + H2O2 + OH-→ 2ClO2- +O2 + H2O
(2) 性質與用途
①非常不穩定的化合物,但亞氯酸鹽較穩定。
②具有漂白性
3. 氯酸(HClO3)及其鹽:濃度高於40%則不穩定
(1) 制備
①次氯酸根水溶液加熱,產生自身氧化還原反應(歧化反應):3ClO-→ ClO3- + 2Cl-
②電解熱氯化鈉水溶液並加以攪拌:3Cl2 + 6OH- → ClO3- + 5Cl- + 3H2O
(2) 性質及用途
①氯酸和氯酸鹽皆為強氧化劑
②氯酸鉀用於製造炸葯
③KClO3受熱反應
A.無催化劑,不可加強熱:4KClO3 → 3KClO4 + KCl (約100℃)
B.催化劑(MnO2):2KClO3 → 2KCl + 3O2↑ (約300℃)
4. 高氯酸(HClO4)及其鹽
(1) 制備
①低壓蒸餾KClO4與H2SO4的混合液:KClO4 + H2SO4 → HClO4 + KHSO4
②電解食鹽水時,陽極產生的氯氣被氧化:1/2Cl2 + 4H2O → ClO4-+ 8H+ + 7e-
③氯酸鹽受熱分解:4KClO3 → 3KClO4 + KCl
(2) 性質與用途
①最穩定的含氧酸,不易分解
②非常強的酸
<版權所有,等電子的氯,2006.2>
啊~寫漏了
氯化物應該是「除了氯化銀外都學過水下偽裝」作者: 等電子的氯 2006-2-12 13:12
氯的簡介
氯是人體必需常量元素之一,是維持體液和電解質平衡中所必需的,也是胃液的一種必需成分。自然界中常以氯化物形式存在,最普通形式是食鹽。氯在人體含量平均為1.17g/kg,總量約為82-100g,占體重的0.15%,廣泛分布於全身。主要一氯離子形式與鈉、鉀化合存在。其中氯化鉀主要在細胞內液,而氯化鈉主要在細胞外液中。
氯的發現
1771-1774年間,舍勒將軟錳礦(MnO2)與鹽酸混合,放置在曲頸瓶中加熱,在接收器中獲得一種黃綠色氣體。該氣體具有和加熱的王水一樣的刺鼻嗅味,吸入後使肺部很難受。這使得舍勒製得了氯氣,並且研究了它的一些性質。盡管舍勒很早就製得了氯氣,但卻並沒有完全認識它的一些性質,所以他不但沒認為是找到了一種新的元素,還把氯氣當成了是氧的化合物—「氧化的鹽酸」。直到1810年,英國化學家戴維確定了「氧化的鹽酸」氣是一種新元素,從希臘文chlōros(黃綠色)命名它為chloine。它的拉丁名稱chlorum和元素符號Cl由此而來。
食物來源
膳食氯幾乎完全來源於氯化鈉,僅少量來自氯化鉀。因此食鹽及其加工食品醬油、腌制肉或煙熏食品、醬菜類以及鹹味食品等都富含氯化物。 一般天然食品中氯的含量差異較大;天然水中也幾乎都含有氯。
生理功能
1.維持體液酸鹼平衡。
2.氯離子與鈉離子是細胞外液中維持滲透壓的主要離子,二者約占總離子數的80%左右,調節與控制著細胞外液的容量和滲透壓。
3.參與血液CO二價離子運輸。
4.氯離子還參與胃液中胃酸形成,胃酸促進維生素B12和鐵的吸收;激活唾液澱粉酶分解澱粉,促進食物消化;刺激肝臟功能,促使肝中代謝廢物排出;氯還有穩定神經細胞膜電位的作用等。
需要人群
大量出汗、腹瀉嘔吐、腎功能異常及使用利尿劑、肺心病時會導致氯丟失、引起氯缺乏和血漿鈉氯比例改變。
生理需要
我國目前尚缺乏氯的需要量的研究資料,難於制定EAR和RNI,根據氯化鈉的分子組成,結合鈉的AI值,我國提出中國居民膳食適宜攝入量(AI)為3400mg/d。
過量表現
人體攝入氯過多引起對機體的危害作用並不多見。僅見於嚴重失水、持續攝入高氯化鈉或過多氯化銨;臨床上可見於輸尿管-腸吻合術、腎功能衰竭、尿溶質負荷過多、尿崩症以及腸對氯的吸收增強等,以上均可引起氯過多而致高氯血症。此外,敏感個體尚可致血壓升高。
缺乏症
氯的缺乏常伴有鈉缺乏,此時,造成低氯性代謝性鹼中毒,常可發生肌肉收縮不良,消化功能受損,且可影響生長發育。
攝取提示
飲用含氯的水最好能吃一些酸乳酪和維生素E,因為酸奶酷能補充被氯殺死的腸內有益菌,而維生素E能補充被氯破壞掉的部分。
溴 溴 拼音:xiù
部首:氵,部外筆畫:10,總筆畫:13;繁體部首:水,部外筆畫:10,總筆畫:14
五筆86&98:ITHD 倉頡:EHUK
筆順編號:4413251111344 四角號碼:36184 UniCode:CJK 統一漢字 U+6EB4
元素名稱:溴
元素符號:Br
元素英文名稱:bromine
元素類型:非金屬元素
溴(bromine)
是海水中重要的非金屬元素.地球上99%的溴元素以BR-的形式存在於海水中,所以人們也把溴稱為"海洋元素."
晶體結構:晶胞為正交晶胞。
常見化合價:-1、+5
單質:溴
單質化學符號:Br2
顏色和狀態:棕紅色易揮發有強烈刺激性臭味的液體
密度:3.119g/cm3
熔點:-7.2℃
沸點:58.76℃
發現人:巴拉爾
發現年代:1824年
發現過程:
元素描述:
棕紅色發煙液體。密度3.119克/厘米3。熔點-7.2℃。沸點58.76℃。主要化合價-1和+5。溴蒸氣對粘膜有刺激作用,易引起流淚、咳嗽。第一電離能為11.814電子伏特。化學性質同氯相似,但活潑性稍差,僅能和貴金屬(惰性金屬)之外的金屬化合。而氟和氯既能同所有的金屬作用,也能和其他非金屬單質直接反應。溴的反應性能則較弱,但這並不影響溴對人體的腐蝕能力,皮膚與液溴的接觸能引起嚴重的傷害。另外,溴可以腐蝕橡膠製品,因此在進行有關溴的實驗時要避免使用膠塞和膠管。
元素用途:
主要用於制溴化物、氫溴酸、葯物、染料、煙熏劑等。
溴 - 發現過程:
1824年,法國的巴拉爾把氯氣能到廢海鹽母液里,獲得了溴。
元素來源:
鹽鹵和海水是提取溴的主要來源。從制鹽工業的廢鹽汁直接電解可得。
元素用途:
主要用於制溴化物、氫溴酸、葯物、染料、煙熏劑等。
元素輔助資料:
溴在自然界中和其他鹵素一樣,沒有單質狀態存在。它的化合物常常和氯的化合物混雜在一起,只是數量少得多,在一些礦泉水、鹽湖水和海水中含有溴。
碘
狀態:298K 時為固體
顏色:暗紫色,有光澤
碘單質是紫黑色,有光澤的固體。加熱時,碘升華為漂亮的紫色蒸氣,這種蒸氣有刺激性氣味。碘可以和大多數元素形成化合物,但是它不如其它鹵素(F,Cl,Br)活潑,位於碘之前的鹵素可以從碘化物中將碘置換出來。碘具有類似金屬的特性。碘易溶解在氯仿、四氯化碳、二硫化碳中形成美麗的紫色溶液,但微溶於水。碘的化合物在有機化學中十分重要,另外在醫葯和照相方面的用途也很廣泛。缺乏碘會導致甲狀腺腫大。碘單質遇到澱粉會顯深藍色,這是碘的特徵之一。碘被海藻吸收,所以人們可以從海藻中提取碘,另外,碘也可以從智利硝石、生硝、海水、鹽井中獲得。
製法
由於碘有商業產品,所以一般沒有必要在實驗室中製取。碘存在於海水中,但是含量相
對於 Cl, Br 要少得多。與 Br 的製法類似,將氯氣通入海水中,然後將生成物用空氣
吹出。這里,碘離子被氯氣氧化為碘單質。
2I- + Cl2 --> 2Cl- + I2
少量的碘可以用固體碘化物和濃硫酸反應獲得。反應先生成碘化氫氣體.
中子數:74
同位素:
摩爾質量:127
原子半徑:
所屬周期:5
所屬族數:VIIA
電子層排布: 2-8-18-18-7
常見化合價:-1,+1,+3,+5,+7
單質:碘
單質化學符號:I
顏色和狀態: 紫紅色
元素用途:
用於制葯物、染料、碘酒、試紙和碘化合物等。
溴、碘的氧化性隨核電荷數的增加、原子半徑的增大而減弱。
溴、碘與水反應的劇烈程度也隨著核電荷數的增多、原子半徑的增大而減弱的。
碘分子使澱粉變藍。
物理性質上面說的差不多了,我說一下化學性質:
1、氧化性:兩者均有氧化性,且溴的更強:Br與鐵生成溴化鐵,碘與鐵只能生成碘化亞鐵
還可與其他金屬反應(在此不在列舉)
與氫氣反應,溴比碘容易反應,且生成氫化物更穩定
2、與水反應:均發生岐化反應,生成HX和HXO,(溴與碘均不易溶於水,單質的水溶液可用苯或四氯化碳萃取)
3、與鹼反應:生成鹵化物和次鹵酸鹽
夠詳細了嗎?
By:Skyy
D. 高分!水的結構
水的結構
1.氣態水的結構
以單水分子(H2O)、雙水分子([H2O]2)和三水分子([H2O]3)存在。
水分子具有極性結構。
單水分子(H2O)的鍵角是104º31¹,O-H鍵的鍵長是0.96Å。
2.固態水的結構(冰)
水分子通過氫鍵與另外四個水分子連結,具有較為完整的正四面體結構形態。
鍵角增為109º28¹,鍵長增為1.01Å,故其密度較低。
3.液態水的結構
液態水的結構較復雜,目前廣泛接受的是「閃動簇團」模型。
把液態水看成以氫鍵結合的水分子的閃動簇團,在略為「自由」的水中游泳的一種液態體系,這些簇團的尺寸較小,且處於不斷轉化成「閃動」的狀態,因而整個液體是均勻的,穩定流動的。液態水的結構既包含有水分子的締合體(簇團),又包含著水分子的微粒,此二者在液態溫度0—100℃的條件下共居共存,且處於連續的轉化「閃動」中。
E. 水的知識
水(H2O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在自然界,純水是非常罕見的,水通常多是酸、鹼、鹽等物質的溶液,習慣上仍然把這種水溶液稱為水。純水可以用鉑或石英器皿經過幾次蒸餾取得,當然,這也是相對意義上純水,不可能絕對沒有雜質。水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。固態的水稱為冰;氣態叫水蒸氣。水汽溫度高於374.2℃時,氣態水便不能通過加壓轉化為液態水。
在20℃時,水的熱導率為0.006 J/s•cm•K,冰的熱導率為0.023 J/s•cm•K,在雪的密度為0.1×103 kg/m3時,雪的熱導率為0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃時最大,為1×10^3kg/m3,溫度高於3.98℃時,水的密度隨溫度升高而減小 ,在0~3.98℃時,水不服從熱脹冷縮的規律,密度隨溫度的升高而增加。水在0℃時,密度為0.99987×10^3kg/m3,冰在0℃時,密度為0.9167×10^3kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的熱穩定性很強,水蒸氣加熱到2000K以上,也只有極少量離解為氫和氧,但蒸餾水在通直流電的條件下會離解為氫氣和氧氣。具有很大的內聚力和表面張力,除汞以外,水的表面張力最大,並能產生較明顯的毛細現象和吸附現象。純水沒有導電能力,普通的水含有少量電解質而有導電能力。
水本身也是良好的溶劑,大部分無機化合物可溶於水。
在-213.16℃,水分子會表現出現厭水性。
物理性質:
摩爾質量:18.0153g/mol
密度:水0.998g/cm3(20度) 冰0.92g/cm3
熔點:0度273.15k
沸點:100度373.15k(1標准大氣壓下)
比熱:4.184J/(g.K)
漢字中的水shuǐ
(象形文。甲骨文字形。中間像水脈,兩旁似流水。「水」是漢字的一個部首。從水的字,或表示江河或水利名稱,或表示水的流動,或水的性質狀態。本義:以雨的形式從雲端降下的液體,無色無味且透明,形成河流、湖泊和海洋,分子式為 H2O,是一切生物體的主要成分)
1.同本義 [water]
水,准也。――《說文》
水,准也。准,平也。天下莫平於水。――《釋名》
積陰之寒氣為水。――《淮南子•天文》
五行一曰水。――《書•洪範》
凡平原出水為大水。――《左傳•桓公元年》
水曰清滌。――《禮記•曲禮》
冰,水為之,而寒於水。――《荀子•勸學》
劉豫州王室之胄,英才蓋世,眾士慕仰,若水之歸海。――宋•司馬光《資治通鑒》
2.特指河流 [river]
在水之湄。――《詩•秦風•蒹葭》
去來江口守空船,繞船月明江水寒。――唐•白居易《琵琶行(並序)》
又如:水口(渡口);水汊(河的支流);水志(記載河道水系的書籍);水牒(指記述河道水系的文獻);水谷(山間河溝);水尾(江河的末端);水老鼠(專在船上偷竊的賊);水事(關於江河水利的事宜);水禁(有關河川方面的禁令);水會(河流匯合處)
3.泛指一切水域 [waters]
水府幽深,寡人暗昧,夫子不遠千里,將有為乎?――唐•李朝威《柳毅傳》
劉備、周瑜水陸並進。――宋•司馬光《資治通鑒》
又如:水陸(佛教中的水陸道場);水泊(湖澤);水居(居住於水鄉);水隍(水溝);水王(海的別稱);水伯(傳說中的水神;大河流);水宿(水上宿夜;水中住宿);水脈(水路,地下的伏流);水潦(因雨水過多而積在田地里的水或流於地面的水)
4.汁、液的通稱 [liquid]。
如:水禮(果餌等禮物);水果糖(摻用果汁製成的糖果);墨水;口水;淚水;葯水;汽水
5.大水;水災 [flood]
故堯 禹有九年之水,湯有七年之旱。――漢•晁錯《論貴粟疏》
曰:天地有法乎?曰:水旱疾疫,即天地調劑之法也。――清•洪亮吉《治平篇》
又如:水備(防止水患的設施);水墉(防洪牆)
5.星名 [morning star]。
如:水宿(星座名。古代天文學家對北方列星七宿的總稱)
6.官名 [official's name]。
如:水虞(古代官名。掌管川澤的政令);水官(掌管治水、徵收魚稅的官)
7.貨幣中銀的含量。銀子的成色,轉為貨幣兌換貼補金及匯費之稱 [silver content in coins]。
如:貼水;扣水;匯水;水絲(成色低劣的銀子)
8.五行之一 [water, one of the five elements]
五行:一曰水,二曰火,三曰木,四曰金,五曰土。――《書•洪範》
9.水生動植物 [water animal or plant]。
如:無力買田聊種水,近來湖面亦收租
10.舊指尼姑和娼妓的痛苦生活境遇 [deep distress]。
如:水局(舊指妓院娼家);水客(跑碼頭的商人,也指人販子)
11.額外收入或附加費用。
又「發水」就是「發財」 [extra income]
12.指水軍 [troops fight on the waters]
諸人徒見操書言水步八十萬而各恐懾。――宋•司馬光《資治通鑒》
13.水族 [Shui nationality]。中國少數民族之一,居住在貴州省
14.姓
15.五筆拆成II
水的來源
地球是太陽系八大行星之中唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;也有觀點認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始地殼中硅酸鹽等物質受火山影響而發生反應、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現在地球上的水還在不停增加。
對氣候的影響
水對氣候具有調節作用。大氣中的水汽能阻擋地球輻射量的60%,保護地球不致冷卻。海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過低。
海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了雲,雲中的水通過降水落下來變成雨,冬天則變成雪。落於地表上的水滲入地下形成地下水;地下水又從地層里冒出來,形成泉水,經過小溪、江河匯入大海。形成一個水循環。
雨雪等降水活動對氣候形成重要的影響。在溫帶季風性氣候中,季風帶來了豐富的水氣,形成明顯的干濕兩季。
此外,在自然界中,由於不同的氣候條件,水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現並影響氣候和人類的活動。
對地理的影響
地球表面有71%被水覆蓋,從空中來看,地球是個藍色的星球。水侵蝕岩石土壤,沖淤河道,搬運泥沙,營造平原,改變地表形態。
地球表層水體構成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水。由於注入海洋的水帶有一定的鹽分,加上常年的積累和蒸發作用,海和大洋里的水都是鹹水,不能被直接飲用。某些湖泊的水也是含鹽水。世界上最大的水體是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。歐亞大陸上的裏海是最大的鹹水湖。
地球上水的體積大約有 1 360 000 000 立方公里. 當中
海洋佔了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰蓋佔了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水佔了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,內陸海,和河裡的淡水佔了250 000 立方公里(或0.02%)。
大氣中的水蒸氣在任何已知的時候都佔了13 000立方公里(或0.001%)。
對生命的影響
地球上的生命最初是在水中出現的。水是所有生物體的重要組成部分。人體中水佔70%;而水母中98%都是水。水中生活著大量的水生植被等水生生物。
水有利於體內化學反應的進行,在生物體內還起到運輸物質的作用。 水對於維持生物體溫度的穩定起很大作用。
水的種類
不同的學科對水有著一些不同的稱呼:
根據水質的不同,可以分為:
軟水:硬度低於8度的水為軟水。(不含或較少含有鈣鎂化合物)
硬水:硬度高於8度的水為硬水。(含較多的鈣鎂化合物).硬水會影響洗滌劑的效果;鍋爐用水硬度高了十分危險,不僅浪費燃料,而且會使鍋爐內管道局部過熱,易引起管道變形或損壞;人長期引用危害健康.硬水加熱會有較多的水垢。
飲用水根據氯化鈉的含量,可以分為:
淡水
鹹水
此外還有:生物水:在各種生命體系中存在的不同狀態的水。
天然水:
土壤水:貯存於土壤內的水
地下水:貯存於地下的水
超純水:純度極高的水,多用於集成電路工業
結晶水:又稱水合水。在結晶物質中,以化學鍵力與離子或分子相結合的、數量一定的水分子。
重水的化學分子式為D2O,每個重水分子由兩個氘原子和一個氧原子構成。重水在天然水中占不到萬分之二,通過電解水得到的重水比黃金還昂貴。重水可以用來做原子反應堆的減速劑和載熱劑。
超重水的化學分子式為T2O,每個重水分子由兩個氚原子和一個氧原子構成。超重水在天然水中極其稀少,其比例不到十億分之一。超重水的製取成本比重水還要高上萬倍。
氘化水的化學分子式為HDO,每個分子中含一個氫原子、一個氘原子和一個氧原子。用途不大。
此外,水還包括汗水、鹽水、尿水、蒸餾水等。
與水相關的化學反應
水的電離與溶液pH值
水是一種極弱的電解質,它能微弱地電離: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+簡寫為H+
水的離子積 Kw=[H+][OH-]
25度時,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液為酸性,pH=7,溶液為中性,pH>7,溶液為鹼性。
能溶於水的酸性氧化物或鹼性氧化物都能與水反應,生成相應的含氧酸或鹼。酸和鹼發生中和反應生成鹽和水。水在電流的作用下能夠分解成氫氣和氧氣。鹼金屬和水接觸會發生燃燒。
在催化劑的作用下,無機物和有機物能夠與水進行水解反應:
有機物的水解:有機物分子中的某種原子或原子團被水分子的氫原子或羥基(-OH)代換,例如乙酸甲酯的水解:
無機物的水解:通常是鹽的水解,例如弱酸鹽乙酸鈉與水中的H+結合成弱酸,使溶液呈鹼性:
此外,水本身也可以作為催化劑。
淡水短缺問題與對策
地球上水總儲量約為1.36x1018m3,但除去海洋等鹹水資源外,只有2.5%為淡水。淡水又主要以冰川和深層地下水的形勢存在,河流和湖泊中的淡水僅佔世界總淡水的0.3%。
人工增雨是利用有降水天氣的條件,也就是說有能下雨的雲(低於0℃的雲),通過人工干預,使雲裡面的水滴經催化劑(液氮)催化後,促使液態水滴出現 冰晶,使低於0℃的雲的局部迅速降溫,引起象態變化。在水滴和冰晶共存的情況下,冰面的水汽壓力要比液態水滴的水汽壓力小,這樣液態水滴表面的水汽分子向冰面運動,附著在冰粒上,使冰粒不斷長大,然後變成小雪花存在焉,在沉降過程中越落溫度越高,逐漸化成小水滴。在自然狀態下,液態水滴很難變成冰晶 ,通過人工干預使它事成冰晶,在自然降水的情況下增加降水。
水的利用和水資源現狀
水是人類生活的重要資源,特別是農業需要大量水進行灌溉,人類文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水邊建立,以解決灌溉、飲用和排污問題。在人類日常生活中,水在飲用、清潔、洗滌等方面的作用不可或缺。 水也是萬物賴以生存的基本要素。但隨著社會經濟的發展,人類對水資源的需求量不斷增大。本世紀以來全世界淡水用量增長了8倍,其中農業用水增長了7倍,城市用水增長了12倍,工業用水增長了20倍,而且世界淡水用量以每年 5%的速度遞增。目前世界上大約有90個國家,40%的人口出現缺水危機,30億人缺乏用水衛生設施,每年有300萬到400萬人死於和水有關的疾病。到2025年,水危機將蔓延到48個國家,35億人為水所困。水資源危機帶來的生態系統惡化和生物多樣性破壞,也將嚴重威脅人類生存。過去50年中,由水引發的沖突共507起,其中37起有暴力性質,21起演變為軍事沖突。專家警告:隨著水資源日益緊缺,水的爭奪戰將愈演愈烈。水資源的危機已成為全世界關注的問題。世界氣象組織1996年初指出:缺水是全世界城市面臨的首要問題,估計到2050年, 世界2/3以上的人口將生活在城市,而全球有46%的城市人口缺水,必須平衡社會經濟發展和城市淡水供應管理二者之間的關系,進行水資源的儲存 、輸送和管理的大規模工程建設。英國《獨立報》稱,世界上的大河正以令人擔憂的速度枯竭斷流,給人類、動物及地球的未來造成毀滅性的後果。雪上加霜的是,全世界最長的20條河流均遭到大壩攔截。1/5的淡水魚群已經或瀕臨絕跡。 2006年3月16日,第四屆世界水資源論壇在墨西哥開幕。聯合國在向大會提交的《世界水資源發展報告》中說,我們已嚴重改變了全球河流的自然規律。 而同樣出自聯合國的一項名為「綜合評估世界淡水資源」的研究報告說:如果人們繼續像現在這樣不加節制的話,30年後貧水人口數將可能達到2/3。據媒體報道,一些第三世界國家城市中有60%的飲用水管道蝕損嚴重,流失了許多水量。聯合國一項調查稱,菲律賓首都馬尼拉市供水管網的漏耗水量已接近其總供水量的58%;在管理措施較好的新加坡,也存在著8%的管網漏耗率;美、英兩國管網漏耗率均為12%;中國這一數字是20%。毫無疑問,淡水本應當是一種稀缺資源,然而,在相當數量的國家和人群里,這個觀念尚未真正形成。
隨著科學技術的發展,人們興修水利,與水澇害和洪水等自然災害作斗爭。因此形成了一些專門與水有關的研究領域,如水力學,水文科學,水處理等,甚而產生了以水為生的產業水產業。
世界國家水資源指標排序
1 .水資源量前10名
巴西、俄羅斯、美國、印尼、加拿大、中國、孟加拉國、印度、委內瑞拉、哥倫比亞
2 .人均水資源量後10名
科威特、利比亞、新加坡、沙烏地阿拉伯、約旦、葉門共和國、以色列、突尼西亞、阿爾及利亞、蒲隆地、
3 .用水量前10名
中國、美國、印度、巴基斯坦、俄羅斯、日本、烏茲別克、墨西哥、埃及
4 .人均用水量前10名
土庫曼、烏茲別克、吉爾吉斯坦、塔吉克、亞塞拜然、巴基斯坦、美國、阿富汗
5 .人均年用水量後10名
索羅門群島、海地、剛果共和國、赤道幾內亞、幾內亞比索、剛果、蒲隆地、烏干達、中非共和國、貝南
據統計,我國水資源總量為2.8萬億立方米,居世界第六位。人均佔有量2340立方米,僅為世界人均佔有量的1/4,排在世界第109位,被列為世界13個貧水國家之一。我國640多個城市中,缺水城市300多個,嚴重缺水城市108個。
水和農業的發展
1.古中國人早已把水靈活運用到農業中:為保證水稻生活的環境濕潤,他們在田沿築起土埂,防止田內余水流失,大大提高了水稻產量。他們還使用桔槔,桔槔是在一根豎立的架子上加上一根細長的杠桿,當中是支點,末端懸掛一個重物,前段懸掛水桶。當人把水桶放入水中打滿水以後,由於杠桿末端的重力作用,便能輕易把水提拉至所需處。桔槔早在春秋時期就已相當普遍,而且延續了幾千年,是中國農村歷代通用的舊式提水器具。
2.古代亞述國王在其首都四周種滿珍稀植物。為了灌溉這些植物,他修了一條長長的運河,用來從附近的水源處引水灌溉這些植物。
3.在墨西哥前首都特諾奇幕特蘭四周有許多湖,阿茲泰克人在湖中建台田。他們挖出湖裡的淤泥鋪在田上,再種上作物。阿茲泰克人在台田周圍挖了溝渠,類似於中國的水田用於灌溉。
4.以色列位於沙漠之中,農作物卻難以死亡,因為以色列人於作物的下方的土中埋有鐵管,在作物的根部處打一小孔,滴水灌溉,又有灌溉效果,還防止水分蒸發。這種方法就是滴灌。
飲用水的處理
1. 先從河流等處引水至處理廠,同時用濾網濾除大型物體;
2. 在過濾了大物的水中摻入明礬,將泥土等物與明礬粘合成礬花,然後沉澱水以濾除礬花;
3. 當水流過沙和沙礫群時,濾除了一些有機物和化學成分(相當於現在家用過濾飲水機);
4. 把氯加入水來殺死剩下的微生物;
5. 可以加入鈉或石灰來軟化硬水,有時也用空氣通風趕出水中的氯。
廢水處理
1. 廢水流過沉澱槽,固狀物會沉澱下來;
2.在滴流過濾中,廢水流過沙礫得以過濾,沙礫表面也可鋪細菌,以分解污水中的廢物;
3. 還可在水中加入其他成分趕出化學成分;
4. 水被排入露天池塘,可以天然凈化。
水對人體的作用
水是生命的源泉。人對水的需要僅次於氧氣。人如果不攝入某一種維生素或礦物質,也許還能繼績活幾周或帶病活上若干年,但人如果沒有水,卻只能活幾天。由此可見,水對人的生存是多麼重要。
人體細胞的重要成分是水,水占成人體重的60~70%。那麼人體要這么多水份有什麼作用呢?
1.人的各種生理活動都需要水,如水可溶解各種營養物質,脂肪和蛋白質等要成為懸浮於水中的膠體狀態才能被吸收;水在血管、細胞之間川流不息,把氧氣和營養物質運送到組織細胞,再把代謝廢物排出體外,總之人的各種代謝和生理活動都離不開水。
2.水在體溫調節上有一定的作用。當人呼吸和出汗時都會排出一些水分。比如炎熱季節,環境溫度往往高於體溫,人就靠出汗,使水分蒸發帶走一部分熱量,來降低體溫,使人免於中暑。而在天冷時,由於水貯備熱量的潛力很大,人體不致因外界溫度低而使體溫發生明顯的波動。
3.水還是體內的潤滑劑。它能滋潤皮膚。皮膚缺水,就會變得乾燥失去彈性,顯得面容蒼老。體內一些關節囊液、漿膜液可使器官之間免於摩擦受損,且能轉動靈活。眼淚、唾液也都是相應器官的潤滑劑。
4.水是世界上最廉價最有治療力量的奇葯。礦泉水和電解質水的保健和防病作用是眾所周知的。主要是因為水中含有對人體有益的成分。當感冒、發熱時,多喝開水能幫助發汗、退熱、沖淡血液里細菌所產生的毒素;同時,小便增多,有利於加速毒素的排出。
5.大面積燒傷以及發生劇烈嘔吐和腹瀉等症狀,體內大量流失水分時,都需要及時補充液體,以防止嚴重脫水,加重病情。
古代世界觀中的水
在文明的早期,人們開始探討世界各種事物的組成或者分類,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素說中就有水;佛教中的四大也有水;中國古代的五行學說中水代表了所有的液體,以及具有流動、潤濕、陰柔性質的事物。
水崇拜
在人類的童年時期,對於水兼有養育與毀滅能力、不可捉摸的性情,產生了又愛又怕的感情,產生了水崇拜。通過賦予水以神的靈性,祈禱水給人類帶來安寧、豐收和幸福。
中國傳統上的龍王就是對水的神格化。凡有水域水源處皆有龍王,龍王廟、堂遍及全國各地。祭龍王祈雨是中國傳統的信仰習俗。
水的口語化
形容人沒有出息,或者是做事不夠好。
例如:你咋這么水的那。(你咋這么差勁那。)
高山流水
古代琴曲。戰國時已有關於高山流水的琴曲故事流傳,故亦傳《高山流水》系伯牙所作。樂譜最早見於明代《神奇秘譜(朱權成書於1425年)》,此譜之《高山》、《流水》解題有:「《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者樂山之意。後志在乎流水,言智者樂水之意。至唐分為兩曲,不分段數。至來分高山為四段,流水為八段。」兩千多年來,《高山》、《流水》這兩首著名的古琴曲與伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中間廣泛流傳。
《高山流水》取材於「伯牙鼓琴遇知音」,有多種譜本。有琴曲和箏曲兩種,兩者同名異曲,風格完全不同。
隨著明清以來琴的演奏藝術的發展,《高山》、《流水》有了很大變化。《傳奇秘譜》本不分段,而後世琴譜多分段。明清以來多種琴譜中以清代唐彝銘所編《天聞閣琴譜》(1876年)中所收川派琴家張孔山改編的《流水》尤有特色,增加了以「滾、拂、綽、注」手法作流水聲的第六段,又稱「七十二滾拂流水」,以其形象鮮明,情景交融而廣為流傳。據琴家考證,在《天聞閣琴譜》問世以前,所有琴譜中的《流水》都沒有張孔山演奏的第六段,全曲只八段,與《神奇秘譜》解題所說相符。
另有箏曲《高山流水》,音樂與琴曲迥異,同樣取材於「伯牙鼓琴遇知音」。現有多種流派譜本。而流傳最廣,影響最大的則是浙江武林派的傳譜,旋律典雅,韻味雋永,頗具「高山之巍巍,流水之洋洋」貌。
山東派的《高山流水》是《琴韻》、《風擺翠竹》、《夜靜鑾鈴》、《書韻》四個小曲的聯奏,也稱《四段曲》、《四段錦》。
河南派的《高山流水》則是取自於民間《老六板》板頭曲,節奏清新明快,民間藝人常在初次見面時演奏,以示尊敬結交之意。這三者及古琴曲《高山流水》之間毫無共同之處,都是同名異曲。
典 故
傳說先秦的琴師伯牙一次在荒山野地彈琴,樵夫鍾子期竟能領會這是描繪「巍巍乎志在高山」和「洋洋乎志在流水」。伯牙驚曰:「善哉,子之心與吾同。」子期死後,伯牙痛失知音,摔琴斷弦,終身不操,故有高山流水之曲。
春秋時代,有個叫俞伯牙的人,精通音律,琴藝高超,是當時著名的琴師。俞伯牙年輕的時候聰穎好學,曾拜高人為師,琴技達到水平,但他總覺得自己還不能出神入化地表現對各種事物的感受。伯牙的老師知道他的想法後,就帶他乘船到東海的蓬萊島上,讓他欣賞大自然的景色,傾聽大海的波濤聲。伯牙舉目眺望,只見波浪洶涌,浪花激濺;海鳥翻飛,鳴聲入耳;山林樹木,鬱郁蔥蔥,如入仙境一般。一種奇妙的感覺油然而生,耳邊彷彿響起了大自然那和諧動聽的音樂。他情不自禁地取琴彈奏,音隨意轉,把大自然的美妙融進了琴聲,伯牙體驗到一種前所未有的境界。老師告訴他:「你已經學了。」
一夜伯牙乘船游覽。面對清風明月,他思緒萬千,於是又彈起琴來,琴聲悠揚,漸入佳境。忽聽岸上有人叫絕。伯牙聞聲走出船來,只見一個樵夫站在岸邊,他知道此人是知音當即請樵夫上船,興致勃勃地為他演奏。伯牙彈起贊美高山的曲調,樵夫說道:「真好!雄偉而莊重,好像高聳入雲的泰山一樣!」當他彈奏表現奔騰澎湃的波濤時,樵夫又說:「真好!寬廣浩盪,好像看見滾滾的流水,無邊的大海一般!」伯牙興奮極了,激動地說:「知音!你真是我的知音。」這個樵夫就是鍾子期。從此二人成了非常要好的朋友。
水的認識
1.病名,即水腫。以水腫主要表現為水液代謝障礙,故名。出《素問•平人氣象論》:「頸脈動,喘疾咳,曰水。目裹微腫如卧蠶起之狀,曰水。」又:「足脛腫曰水。」
2.指水腫病的病理機制。《素問•陰陽別論》:「三陰結,謂之水。」王冰註:「三陰結,謂脾肺之脈俱寒結也,脾肺寒結,則氣化為水。」
3.五行之一。《素問•臟氣法時論》:「五行者,金木水火土也。」五行中相生相刻,金生水,水克火。五行以腎屬水,故常腎、水並稱。
4.西方古代的四元素說中也有水。
F. 誰知100kpa壓力下的水的物性參數表
一、水的物理性質
1.水是無色、無臭、無味液體,在淺薄時是清澈透明,深厚時呈藍綠色
2.在1 atm時,水的凝固點(f.p.)為,沸點(b.p.)為100℃。
水在0℃的凝固熱為5.99 kJ/mole(或80 cal/g)
水在100℃的汽化熱為40.6 kJ/mole(或540 cal/g)
由於水分子間具有氫鍵,故沸點高、莫耳汽化熱大,蒸氣壓小
(1)沸點:液體的飽和蒸氣壓等於液面上大氣壓之溫度,此時液體各點均呈劇烈汽化現象,且液氣相可共存若液面上為1 atm(76 mmHg)時,則該沸點稱為「正常沸點」,水的正常沸點為100℃
(2)若液面的氣壓加大,則液體需更高的蒸氣壓才可沸騰;而更高的溫度使得更高的蒸氣壓,故液體的沸點會上升。
液面上蒸氣壓愈大,液體的沸點會愈高
例:壓力鍋,壓力鍋內水面造成6atm而使水的沸點升至105℃以上,如此高溫的水煮起東西會比平常更快
(3)反之,若液面上氣壓變小,則液面的沸點將會下降
3.水在4℃(精確值為3.98℃)時的體積最小、密度最大,D = 1g/mL
(1)三相點:在真空容器中,純質的液相、固相、氣相以平衡狀態同時存在的溫度與壓力稱之。
(2)臨界點(critical point)之溫度為臨界溫度,壓力為臨界壓力。
1. 臨界溫度:加壓力使氣體液化之最高溫度稱為臨界溫度。如水之臨界溫度為374℃,若溫度高於374℃,則不可能加壓使水蒸氣液化
2. 臨界壓力:在臨界溫度時,加壓力使氣體液化的最小壓力稱之。臨界壓力等於該液體在臨界溫度之飽和蒸氣壓。
二、水的化性
1.水是最常見的溶劑
(1)一般而言活性小的金屬和非極性分子物質在水中的溶解度較小。但分子量小、極性大且能與水分子產生氫鍵的分子物質,如氨(NH3)、甲醇 (CH3OH)、蔗糖(C12H22O11)皆易溶於水中
如:2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
(2)水是電解質的優良溶劑因為水是極性分子,可與電解質的陰陽離子水合,隔離陽離子與陰離子間之吸引力,而使電解質溶於水中
參閱課本p.67,Fig 4-1
2.水分子中氫與氧都有同位素存在
(1)氫的同位素有三種
氫(或H):占天然存在的氫之99.98%
氘(或D):占天然存在的氫之0.04%
氚(或T):具有放射性
(2)氧的同位素有三種
氧-16():占天然存在氧的99.76%
氧-17():占天然存在氧的0.04%
氧-18():占天然存在氧的0.20%
(3)純化的水可視為1H216O。
自然界水中含有極少量的氧化氘(D2O),可有水電解後的殘液分餾而得
∵在電解水時,由於H2O較輕,比D2O更易移動到電極分解,故電解後留下的液體中含D2O的比率較電解前多
氧化氘俗稱重水(heavy water),廣用於核子反應器,作為中子的減速器
3.常見與水有關的化學反應
(1)水與全部的鹼金屬及鹼土族的鈣、鍶、鋇等均可反應產生氫氧化物及氫氣
如 Ca(s)+2H2O(l)→Ca(OH)2(aq)+H2(g)
(2)水和許多金屬氧化物反應會生成鹼
K2O(s)+H2O(l)→2KOH(aq)
CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(aq)
(3)水和許多非金屬氧化物反應會生成酸
SO3(g)+H2O(l)→H2SO4(aq)
CO2(g)+H2O(l)→H2CO3(aq)
回答者:mythad - 助理 三級 9-27 12:03
水的基本物理化學性質
1、水的形態、冰點、沸點:
純凈的水是無色、無味、無臭的透明液體。水在1個大氣壓時(105Pa),溫度在0℃以下為固體,0℃為水的冰點。從0℃-100℃之間為液體(通常情況下水呈液態),100℃以上為氣體(氣態水),100℃為水的沸點。
2、水的比熱:
把單位質量的水升高1℃所吸收的熱量,叫做水的比熱容,簡稱比熱,水的比熱為4.2x103[焦/克.℃)]。
3、水的汽化熱:
在一定溫度下單位質量的水完全變成同溫度的氣態水(水蒸氣)所需的熱量,叫做水的汽化熱。(水從液態轉變為氣態的過程叫做汽化,水表面的汽化現象叫做蒸發,蒸發在任何溫度下都能進行) 4、冰(固態水)的溶解熱:
單位質量的冰在熔點時(0℃)完全溶解為同溫度的水所需的熱量,叫做冰的溶解熱。
5、水的密度:
在一個大氣壓下(105Pa),溫度為4℃時,水的密度為最大(1g/cm3),當溫度低於或高於4℃時,其密度均小於1g/cm3。
6、水的壓強:
水對容器底部和側壁都有壓強(單位面積上受的壓力叫做壓強)。水內部向各個方向都有壓強;在同一深度,水向各個方向的壓強相等;深度增加,水壓強增大;水的密度增大,水壓強也增大。
7、水的浮力:
水對物體向上和向下的壓力差就是水對物體的浮力。浮力總是豎直向上的。 8、水的硬度:
水的硬度是指水中含有的鈣、鎂、錳離子的數量(一般以碳酸鈣來計算)。
硬度單位:mg/L(毫克/升),mmol/L(毫克當量/升),PPM(個/百萬),GPG(格令/加侖)
9、pH值:
pH值是指水的酸鹼度,表示水中H+和OH-的含量比例(范圍為0-14)。
人體對pH值的反應非常敏感,身體內大部分物質的pH值為6.8,血液和細胞水的pH值為7.2-7.3。
10、固體溶解物含量(TDS):
TDS是指水中溶解的所有固體物的含量,單位為mg/L或PPM。TDS越低,表示水越純凈。
11、電導率(CND):
水的電導率(CND)是指通過水的電流除以水兩邊的電壓差,表示水溶液傳導電流的能力,其大小間接反應了水中溶解性鹽類的總量,也反映了水中礦物質的總量。
12、范德華引力:
對一個水分子來說,它的正電荷中心偏在兩個氫原子的一方,而負電荷中心偏在氧原子一方,從而構成極性分子。當水分子相互接近時,異極間的引力大於距離較遠的同極間的斥力,這種分子間的相互吸引的靜電力稱為范德華引力。
13、水的表面張力:
水的表面存在著一種力,使水的表面有收縮的趨勢,這種水表面的力叫做表面張力。
天然水有哪些特性
水在常溫下呈液態存在,具有一般液體的共性。與其它液體相比,又有許多獨特的性質。
(1)水在0~4℃范圍內不是熱脹冷縮,而提冷脹熱縮,即溫度升高,體積縮小,密度增大。
(2)在所有的液體中,水的比熱容最大,為4.18焦耳/克度。因此水可作為優質的熱交換介質,用於冷卻、儲熱、傳熱等方面。
(3)常溫下(0~100℃),水可以出現固、液、氣三相變化,幫利用水的相熱轉換能量是很方便的。
(4)在液體中,除了汞(Hg)以外,水的表面能最大。
(5)水溶解及反應能力極強。許多物質不但在水中有很大的溶解度,而且有最大的電離度。
(6)水的導電性能是隨著水中含鹽量的增加而增大。
G. 水變為水蒸氣內能
在水變成水蒸氣的過程中,是吸熱的,所以Q>0,而變成氣體的瞬間,氣體幾乎沒有對外做什麼功,W幾乎為0,與Q不是一個數量級別。所以,總體來說,內能是增大的。
內能分為分子熱動能,和分子間勢能。內能是兩種能量之和。分子熱動能,表現為各個分子熱運動的所有動能之和。分子間勢能,是分子之間引力斥力的位置勢能。100度水,變成100度水蒸氣,由於溫度沒有變,可以認為分子熱運動激烈程度未變,所以,分子熱動能沒變。
內能
是系統的一種狀態函數(簡稱態函數),即內能可以表達為系統的某些狀態參量(例如壓強、體積等)的某種特定的函數,函數的具體形式取決於具體的物質系統(具體地說,取決於物態方程)。當系統處於某一平衡態時,系統的一切狀態參量將取得定值,內能作為這些狀態參量的特定函數也將取得定值(盡管還不清楚它的絕對數值是多少)。
H. 汽化水裡有什麼成分
水(H2O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在自然界,純水是非常罕見的,水通常多是酸、鹼、鹽等物質的溶液,習慣上仍然把這種水溶液稱為水。純水可以用鉑或石英器皿經過幾次蒸餾取得,當然,這也是相對意義上純水,不可能絕對沒有雜質。水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。固態的水稱為冰;氣態叫水蒸氣。水汽溫度高於374.2℃時,氣態水便不能通過加壓轉化為液態水。
分子結構: 水分子是V形分子、極性分子。
在20℃時,水的熱導率為0.006 J/s??cm??K,冰的熱導率為0.023 J/s??cm??K,在雪的密度為0.1×103 kg/m3時,雪的熱導率為0.00029 J/s??cm??K。水的密度在3.98℃時最大,為1×10^3kg/m3,溫度高於3.98℃時,水的密度隨溫度升高而減小 ,在0~3.98℃時,水不服從熱脹冷縮的規律,密度隨溫度的升高而增加。水在0℃時,密度為0.99987×10^3kg/m3,冰在0℃時,密度為0.9167×10^3kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的熱穩定性很強,水蒸氣加熱到2000K以上,也只有極少量離解為氫和氧,但蒸餾水在通直流電的條件下會離解為氫氣和氧氣。具有很大的內聚力和表面張力,除汞以外,水的表面張力最大,並能產生較明顯的毛細現象和吸附現象。純水沒有導電能力,普通的水含有少量電解質而有導電能力。
水本身也是良好的溶劑,大部分無機化合物可溶於水。
在-213.16℃,水分子會表現出現厭水性。
物理性質:
摩爾質量:18.0153g/mol
密度:水0.998g/cm3(20度) 冰0.92g/cm3
熔點:0度273.15k
沸點:100度373.15k(1標准大氣壓下)
比熱:4.184J/(g.K)
I. 有關於水的知識點。
水,化學式為H₂O,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。水是地球上最常見的物質之一,是包括無機化合、人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。
純水可以導電,但十分微弱,屬於極弱的電解質。日常生活中的水由於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。
(9)蒸餾水摩爾汽化熱擴展閱讀
我國淡水資源總量較多,但按人口、耕地平均佔有水平很低與世界上許多國家相比,我國淡水資源問題比較嚴重,盡管我國河川徑流總量居世界第六位,但是由於我國國土遼闊,人口眾多,人均和畝均佔有量均低於世界平均水平。
人均佔有量為世界人均佔有量的1/4左右,畝均佔有量僅為世界畝均佔有量的3/4。據對149個國家和地區的最新統計,中國人均佔有量已經退居世界110位。因此,正確處理好水及人和人及於水兩方面的關系比世界上任何一個國家都艱巨復雜。
我國淡水資源在地區上分布不均,水土組合不平衡。我國的水量和徑流深的分布總趨勢是由東南沿海向西北內陸遞減,並且與人口數耕地的分布不相適應。81%集中分布在長江及其以南地區,而耕地面積僅佔全國的 36%;淮河及其以北地區耕地面積佔全國 64%。
J. 果蔬凈化機的工作原理
臭氧是一種具有刺激性特殊氣味的不穩定氣體,分子結構如圖所示。它可在地球同溫層內光化學合成,但是在地平面上僅以極低濃度存在。 熔點( 760mmHg)/℃ -192.5±0.4 氣體密度( 0℃)/(g/L) 2.144
沸點( 760mmHg)/℃ -111.9±0.3 蒸發熱( -112℃)/(J/L) 316.8
臨界溫度 /℃ -12.1 臨界密度 /(g/ml) 0.437
臨界壓力 /atm 54.6 固態臭氧密度( 77.4K)/(g/cm 3 ) 1.728
臨界體積( cm 3 /mol) 111 液態熱容( 90~105K)/(cal/k) 0.425+0.0014×(T-9)
液態臭氧的粘滯度 77.6K(Pa·s)
90.2K(Pa·s) 0.00417
0.00156 汽化熱
-111.9℃
-183℃ 14277
15282
表面張力( cyn/cm)①
77.2K
90.2K 43.8
38.4 生成熱
氣體( 298.15k)
液體( 90.15k)
理想氣體( 0k) 142.98
125.60
145.45
等張比容( 90.2K) 75.7 生成自由能(氣體, 298.15k) 162.82
介電常數(液態 90.2k) 4.79 偶極距 /Debye(德拜) 0.55
磁化率( cm-g-s單位)氣體/液體 0.002×10 -6
0.150
①1dyn=10 -3 N/m;1atm=101.325Pa;1cal=4.18J 。
表 1-2 臭氧的液體密度和蒸氣壓
溫度 /℃ 液體密度
/(g/cm 3 ) 液體蒸氣壓
/mmHg 溫度 /℃ 液體密度 / ( g/cm3 ) 液體蒸氣壓
/mmHg
-183 1.574 0.11 -140 1.442 74.2
-180 1.566 0.21 -130 1.410 190
-170 1.535 1.41 -120 1.318 427
-160 1.504 6.75 -110 1.347 865
-150 1.473 24.3 -100 1.316 1605
1.2 臭氧的溶解度
臭氧略溶於水,標准壓力和溫度下( STP ),其溶解度比氧大 13 倍(見表 1-3 ),比空氣大 25 倍。
表 1-3 臭氧在水中的溶解度(氣體分壓為 10 5 Pa ) /(ml/L)
氣體 密度( g/L) 溫度 /℃
0 10 20 30
O 2 1.492 49.3 38.4 31.4 26.7
O 3 2.143 641 520 368 233
空氣 1.2928 28.8 23.6 18.7 16.1
將臭氧通入蒸餾水中,可以測出不同溫度、不同壓力下臭氧在水中的溶解度。圖 2-2 是在壓力為 1atm 時,純臭氧在水中的溶解度和溫度的關系曲線。從圖2-2 知,當溫度為 0℃ 時,純臭氧在水中的溶解度可達 2.858×10 -2 mol/L(1372mg/L).
臭氧和其他氣體一樣,在水中的溶解度符合亨利定律,即在一定溫度下,任何氣體溶解於已知液體中的質量,將與該氣體作用在液體上的分壓成正比,而亨利常數的大小隻是溫度的函數,與濃度無關。
C=K H P (1-1)
式中 C -臭氧在水中的溶解度, mg/L ;
P -臭氧化空氣中臭氧的分壓, kPa ;
K H -亨利常數, mg/ ( L·kPa )。
從式( 1-1 )知,由於實際生產中採用的多是臭氧化空氣,其臭氧的分壓很小,故臭氧的溶解度遠遠小於表 1-3 中的數據。例如,用空氣為原料的臭氧發生器生產的臭氧化空氣,臭氧只佔 0.6 %~ 1.2 %(體積)。根據氣態方程及道爾頓分壓定律知,臭氧的分壓也只有臭氧化空氣壓力的 0.6 %~ 1.2 %。因此,當水溫為 25℃ 時,將這種臭氧化空氣加入水中,臭氧的溶解度只有( 0.625 ~ 1.458 ) ×10 -4 mol/L(3 ~ 7mg/L) 。
表 1-4 低濃度臭氧在水中的溶解度 /(mg/L)
氣體質量百分比含量 /% 溫度 /℃
0 5 10 15 20 25 30
1 8.31 7.39 6.5 5.6 4.29 3.53 2.7
1.5 12.47 11.09 9.75 8.4 6.43 5.09 4.04
2 16.64 17.79 13 11.19 8.57 7.05 5.39
3 24.92 22.18 19.5 16.79 12.86 10.58 8.09
在一般水處理中,臭氧濃度較低,所以在水中的溶解度並不大。在較低濃度下,臭氧在水中的溶解度基本滿足亨利定律。低濃度臭氧在水中的溶解度見表 1-4 。
二、臭氧的化學性質
1. 臭氧的化學性質極不穩定,在空氣和水中都會慢慢分解成氧氣,其反應式為:
2O3 →3O2 + 285kJ ( 1-2 )
由於分解時放出大量熱量,故當其含量在 25 %以上時,很容易爆炸。但一般臭氧化空氣中臭氧的含量很難超過 10 %,在臭氧用於飲用水處理的較長歷史過程中,還沒有一例氧爆炸的事例。
含量為 1 %以下的臭氧,在常溫常壓的空氣中分解半衰期為 16h 左右。隨著溫度的升高,分解速度加快,溫度超過 100℃ 時,分解非常劇烈,達到 270℃ 高溫時,可立即轉化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快的多。在含有雜質的水溶液中臭氧迅速回復到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為 6.25×10 -5 mol/L(3mg/l) 時,其半衰期為 5 ~ 30min ,但在純水中分解速度較慢,如在蒸餾水或自來水中的半衰期大約是 20min ( 20℃ ),然而在二次蒸餾水中,經過 85min 後臭氧分解只有 10 %,若水溫接近 0℃ 時,臭氧會變得更加穩定。
臭氧在水中的分解速度隨水溫和 PH 值的提高而加快,圖 1-3 為 PH=7 時,水溫和分解速度的關系,圖 1-4 為 20℃ , PH 和分解速度的關系。
為提高臭氧利用率,水處理過程中要求臭氧分解得慢一些,而為了減輕臭氧對環境的污染,則要求處理後尾氣中的臭氧分解快一些。
2. 臭氧的氧化能力
臭氧得氧化能力極強,其氧化還原電位僅次於 F 2 ,在其應用中主要用這一特性。從表 1-5 中看出。
從表 1-5 可知,臭氧的標准電極電位除比氟低之外,比氧、氯、二氧化氯及高錳酸鉀等氧化劑都高。說明臭氧是常用氧化劑中氧化能力最強的。同時,臭氧反應後的生成物是氧氣,所以臭氧是高效的無二次污染的氧化劑。
表 1-5 氧化還原電位比較
名稱 分子式 標准電極電位 /mv 名稱 分子式 標准電極電位 /mv
氟 F2 2.87 二氧化氯 ClO 2 1.50
臭氧 O3 2.07 氯 Cl 2 1.36
過氧化氫 H2O2 1.78 氧 O 2 1.23
高錳酸鉀 MnO4 - 1.67
3. 臭氧的氧化反應
a 、與無機物的氧化反應
⑴ 臭氧與亞鐵的反應
⑵ 臭氧與 Mn2+ 的反應
⑶ 臭氧與硫化物的反應
⑷ 臭氧與硫氰化物的反應
⑸ 臭氧與氰化物的反應
總反應為:
⑹ 臭氧與氯的反應
b 、臭氧與有機物的反應
臭氧在水溶液中與有機物的反應極其復雜,下面僅以大家公認的幾種反應式列出以供參考。
⑴ 臭氧與烯烴類化合物的反應 臭氧容易與具有雙鏈的烯烴化合物發生反應,反應歷程描述如下:
式中 G 代表 OH 、 OCH3 、 OCCH3 等基。反應的最終產物可能是單體的、聚合的、或交錯的臭氧化物的混合體。臭氧化物分解成醛和酸。
⑵ 臭氧和芳香族化合物的反應 臭氧和芳香族化合物的反應較慢,在系列苯<萘<菲<嵌二萘<蒽中,其反應速度常數逐漸增大。其
⑶ 對核蛋白(氨基酸)系的反應
⑷ 對有機氨的氧化
臭氧在下列混合物的氧化順序為
鏈烯烴>胺>酚>多環芳香烴>醇>醛>鏈烷烴
c 、臭氧的毒性和腐蝕性
臭氧屬於有害氣體,濃度為 6.25×10 -6 mol/L(0.3mg/m3 ) 時,對眼、鼻、喉有刺激的感覺;濃度 (6.25-62.5)×10 -5 mol/L(3 ~ 30mg/m3 ) 時,出現頭疼及呼吸器官局部麻痹等症 ; 臭氧濃度為 3.125×10 -4 ~ 1.25×10 -3 mol/L(15 ~ 60mg/m 3 ) 時 , 則對人體有危害。其毒性還和接觸時間有關,例如長期接觸 1.748×10 -7 mol/L(4ppm) 以下的臭氧會引起永久性心臟障礙,但接觸 20ppm 以下的臭氧不超過 2h ,對人體無永久性危害。因此,臭氧濃度的允許值定為 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm)8h. 由於臭氧的臭味很濃,濃度為 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm) 時,人們就感覺到,因此,世界上使用臭氧已有一百多年的歷史,至今也沒有發現一例因臭氧中毒而導致死亡的報道。
臭氧具有很強的氧化性,除了金和鉑外,臭氧化空氣幾乎對所有的金屬都有腐蝕作用。鋁、鋅、鉛與臭氧接觸會被強烈氧化,但含鉻鐵合金基本上不受臭氧腐蝕。基於這一點,生產上常使用含 25 % Cr 的鉻鐵合金(不銹鋼)來製造臭氧發生設備和加註設備中與臭氧直接接觸的部件。
臭氧對非金屬材料也有了強烈的腐蝕作用,即使在別處使用得相當穩定得聚氯乙烯塑料濾板等,在臭氧加註設備中使用不久便見疏鬆、開裂和穿孔。在臭氧發生設備和計量設備中,不能用普通橡膠作密封材料,必須採用耐腐蝕能力強的硅橡膠或耐酸橡膠等。
臭氧的物理性質
在常溫常壓下,較低濃度的臭氧是無色氣體。當濃度達到15%時,呈現出淡藍色。臭氧可溶於水,在常溫常壓下臭氧在水中的溶解度比氧氣高約13倍,比空氣高25倍。但臭氧水溶液的穩定性受水中所含雜質的影響較大,特別是有金屬離子存在時,臭氧可迅速分解為氧氣,在純水中分解較慢。
臭氧的密度是2.14g·l(0°C,0.1MP)。沸點是-111°C,熔點是-192°C。臭氧分子結構是不穩定的,它在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧的主要物理性質列於表1-1。臭氧在不同溫度下的水中溶解度列於表1-2。臭氧雖然在水中的溶解度比氧大10倍,但是在實用上它的溶解度甚小,因為他遵守亨利定律,其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例。臭氧在空氣中的含量極低,故分壓也極低,那就會迫使水中臭氧從水和空氣的界面上逸出,使水中臭氧濃度總是處於不斷降低狀態。
表1:臭氧的主要物理性質
項目 數值 項目 數值
分子量 47.99828 粘度(液態),Mpa·S在90.2時 1.56
熔點,°C -192.7+(-)0.2 表面張力,Mn/m在77.2K時 43.8
沸點,°C -111.9+(-)0.3 表面張力,Mn/m在90.2K時 38.4
臨界狀態 (溫度)/°C -12.1+(-)0.1 等張比容(90.2K) 75.7
臨界狀態 (壓力)/Mpa 5.46 介電常數(液態,90.2K),F/m 4.79
臨界狀態 (體積)/(cm3/mol) 147.1 偶極距,C·m(D) 1.84*10 (0.55)
臨界狀態 (密)/(g/cm3) 0.437 熱容(液態,90-150K),F/m 1.778+0.0059(T-90)
密度 氣態(0°C,0.1Mpa)/(g/l) 2.144 摩爾氣化熱,在161.1K時 14277
密度 液態(90K)/(g/cm3) 1.571 摩爾氣化熱,在90K時 15282
密度 固態(77.4K)/(g/cm3) 1.728 摩爾生成熱,KJ/mol -144
粘度(液態),Mpa·S在77.6K時 4.17
表2:臭氧在水中的溶解度
溫度,°C 溶解度,g/l
0 1.13
10 0.78
20 0.57
30 0.41
40 0.28
50 0.19
60 0.16
臭氧的化學性質
臭氧很不穩定,在常溫下即可分解為氧氣。臭氧、氯和二氧化氫的氧化勢(還原電位)分別是2.07、1.36、1.28伏特,可見臭氧在處理水中是氧化力量最強的一種。臭氧的氧化作用導致不飽和的有機分子的破裂。使臭氧分子結合在有機分子的雙鍵上,生成臭氧化物。臭氧化物的自發性分裂產生一個羧基化合物和帶有酸性和鹼性基的兩性離子,後者是不穩定的,可分解成酸和醛。
臭氧與無機物反應
除鉑、金、銥、氟以外,臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應。臭氧可與K、Na反應生成氧化物或過氧化物,在臭氧化物中的陰離子O3實質上是游離基。臭氧可以將過渡金屬元素氧化到較高或最高氧化態,形成更難溶的氧化物,人們常利用此性質把污水中Fe2+、Mn2+及Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni等重金屬離子除去。此外,可燃物在臭氧中燃燒比在氧氣中燃燒更加猛烈,可獲得更高的溫度。
臭氧與有機物反應
臭氧與有機物以三種不同的方式反應:一是普通化學反應;二是生成過氧化物;三是發生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物質二甲苯與臭氧反應後,生成無毒的水及二氧化碳。所謂臭氧分解是指臭氧在與極性有機化合物的反應,是在有機化合物原來的雙鍵的位置上發生反應,把其分子分裂為二。由於臭氧的氧化力極強,不但可以殺菌,而且還可以除去水中的色味等有機物,這是它的優點,然而它的自發性分解性、性能不穩,只能隨用隨生產,不適於儲存和輸送,這是它的缺點。當然,如果從凈化水和凈化空氣的角度來看,由於其分解快而沒有殘留物質存在,又可以說成是臭氧的一大優點。
臭氧與水中腐殖質反應
腐殖酸的結構含有很多孔穴,它們能截留或固定有機分子。如腐殖質能與金屬和殺蟲劑相互作用。他們還可能含有被截留在聚合的網路中的揮發星芳香族化合物。這些化合物可能在化學氧化過程中釋放出來,導致TOC的增加或毒性的增加。所以為達到供應人們清潔、安全飲水的目的,去除原水中腐殖質是十分必要和重要的。
4.臭氧的用途
臭氧的應用
隨著水源污染的加劇和水質標準的提高,針對常規處理工藝的不足,臭氧技術正逐漸引起人們的關注,並逐步得到應用。臭氧的主要作用有:消毒、氧化有機物、去除氣味和顏色、去除顆粒。各方面資料表明,目前我國使用臭氧技術主要應用在飲用水消毒、游泳池水消毒、醫療業,還未得到廣泛的應用。
臭氧的主要應用領域
行業 應用
飲用水 自來水殺菌消毒;瓶裝、桶裝純凈水、礦泉水等飲用水消毒;高樓屋頂水箱的水質處理
城市污水處理 城市污水處理廠的深度處理
娛樂業 游泳池水質消毒;營業場所空氣凈化、環境的消毒
醫療業 病房、手術間的空氣消毒,醫療器械消毒,醫療廢水滅菌消毒處理、衣物的消毒
化工業 工業廢水、廢氣處理;能迅速分解廢水中的氰鉻鹽、酚等;有機染料的脫色
家電業 臭氧消毒洗滌器、臭氧洗衣機、臭氧消毒碗櫃、臭氧洗碗機等