2016-06-19 10:11:19
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- 由氢、氧两种元素组成的无机物质 编辑词条 修改义项名

水(H₂O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,水是中国古代五行之一;西方古代的四元素说中也有水。

基本信息

  • 中文名称

  • 外文名称

    Water

  • 别名

    氧烷、氧化氢(系统命名法)、氢氧酸、氢氧化氢

  • 五笔

    iiii

  • 分子量

    18.01524

  • 熔    点

    0℃(P0=101.325kPa)

  • 化学式

    H₂O

  • 沸    点

    99.975℃(P0=101.325kPa)(民间习惯称100℃)

  • 密    度

    1g/cm³,10^3kg/m³(t=4℃)

扩展阅读

本草纲目-水 更多>>

「释名」芹菜(《别录》)、水英(《本经》)、楚葵。
弘景曰∶ 字,俗作芹字。论其主治,合在上品,未解何意乃在下品?二月、三月作英 时,可作菹及熟瀹食。故名水英。
时珍曰∶ 当作 从草、 ,谐声也。后省作芹,从斤,亦谐声也。其性冷滑如葵,故 《尔雅》谓之楚葵。《吕氏春秋》∶菜之美者,有云梦之芹。云梦,楚地也。楚有蕲州、蕲县, 俱音淇。罗愿《尔雅翼》云∶地多产芹,故字从芹。蕲亦音芹。徐锴注《说文》蕲字,从草, 声,诸书无 字,惟《说文》别出 字(音银),疑相承误出也。据此,则蕲字亦当从 , 作字也。

「集解」别录曰∶水 生南海池泽。
恭曰∶水 即芹菜也。有两种∶荻芹白色取根,赤芹取茎、叶。并堪作菹及生菜。
保升曰∶芹生水中,叶似芎 ,其花白色而无实,根亦白色。
诜曰∶水芹生黑滑地,食之不如高田者宜人,置酒酱中香美。高田者名白芹。余田者皆 有虫子在叶间,视之不见,食之令人为患。
弘景曰∶又有渣芹,可为生菜,亦可生啖。
时珍曰∶芹有水芹、旱芹。水芹,生江湖陂泽之涯;旱芹生平地,有赤、白二种。二 月生苗,其叶对节而生,似芎 。其茎有节棱而中空,其气芬芳。五月开细白花,如蛇床花。
楚人采以济饥,其利不小。《诗》云∶ 沸槛泉,言采其芹。杜甫诗云∶饭煮青泥坊底芹。
又云∶香芹碧涧羹。皆美芹之功。而列子言乡豪尝芹,蜇口惨腹,盖未得食芹之法耳。

「气味」 甘,平,无毒。
思邈曰∶苦、酸,冷,涩,无毒。
诜曰∶和醋食,损齿。鳖瘕不可食。
李鹏飞曰∶赤芹害人,不可食。

「主治」 女子赤沃,止血养精,保血脉,益气,令人肥健嗜食(《本经》)。去伏热,杀 石药毒,捣汁服(孟诜)。饮汁,去小儿暴热,大人酒后热,鼻塞身热,去头中风热,利口 齿,利大小肠(藏器)。
治烦渴,崩中带下,五种黄病(大明)。

「发明」 张仲景曰∶春秋二时,龙带精入芹菜中。人误食之为病,面青手青,腹满如妊, 痛不可忍,作蛟龙病。宜服硬饧三、二升,日三度。吐出如蜥蜴便瘥。
时珍曰∶芹菜生水涯。蛟龙虽云变化莫测,其精那得入此?大抵是蜥蜴、虺蛇之类,春 夏之交,遗精于此故尔。且蛇喜嗜芹,尤为可证。别有马芹见后。

「附方」 旧一,新二。
小儿吐泻∶芹菜切细,煮汁饮之,不拘多少。(《子母秘录》)。
小便淋痛∶水芹菜白根者,去叶捣汁,井水和服。(《圣惠方》)。
小便出血∶水芹捣汁,日服六、七合。(《圣惠方》)

「气味」 苦,寒,无毒。

「主治」 脉溢(苏恭)。

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折叠 编辑本段 来源

地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。

地球上水的起源在学术界上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。

另外的一部分科学家认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至地球上的水还在不停增加。

当我们打开世界地图时,当我们面对地球仪时,呈现在我们面前的大部分面积都是鲜艳的蓝色。从太空中看地球,我们居住的地球是一个椭圆形的,极为秀丽的蔚蓝色球体。水是地球表面数量最多的天然物质,它覆盖了地球71%以上的表面。地球是一个名副其实的大水球。

对于地球水的来源主要的两派观点如下:

折叠 自生说

1.地球从原始星云凝聚成行星后,由于内部温度变化和重力作用,物质发生分异和对流,于是地球逐渐分化出圈层,在分化过程中,氢、氧气体上浮到地表,再通过各种物理及化学作用生成水;

2. 水是在玄武岩先熔化后冷却形成原始地壳的时候产生的。最初地球是一个冰冷的球体。此后,由于存在地球内部的铀、钍等放射性元素开始衰变,释放出热能。因此地球内部的物质也开始熔化,高熔点的物质下沉,易熔化的物质上升,从中分离出易挥发的物质:氮、氧、碳水化合物、硫和大量水蒸气,试验证明当1 m3花岗岩熔化时,可以释放出26 L的水和许多完全可挥发的化合物;

3.地下深处的岩浆中含有丰富的水,实验证明,压力为15 kPa,温度为1,0000℃的岩浆,可以解30%的水。火山口处的岩浆平均含水6%,有的可达12%,而且越往地球深处含水量越高。据此,有人根据地球深处岩浆的数量推测在地球存在的45亿年内,深部岩浆释放的水量可达现代全球大洋水的一半;

4. 火山喷发释放出大量的水。从现代火山活动情况看,几乎每次火山喷发都有约75%以上的水汽喷出。1906年维苏威火山喷发的纯水蒸气柱高达13,000米,一直喷发了20个h。阿拉斯加卡特迈火山区的万烟谷,有成千上万个天然水蒸气喷出孔,平均每秒种可喷出97~6450C的水蒸汽和热水约23,000m³。据此有人认为,在地球的全部历史中,火山抛出来的固体物质总量为全部岩石圈的一半,火山喷出的水也可占现代全球大洋水的一半;

5.地球内部矿物脱水分解出部分水,或者释放出的一氧化碳、二氧化碳等气体,在高温下与氢作用生成水。此外,碳氢化合物燃烧也可以生成水,在坚硬的火成岩中,也有一定数量的结晶水和原始水的包裹体。

折叠 外生说

1.人们在研究球粒陨石成分时,发现其中含有一定量的水,一般为0.5~5%,有的高达10%以上,而碳质球粒陨石含水更多。球粒陨石是太阳系中最常见的一种陨石,大约占所有陨石总数的86%。一般认为,球粒陨石是原始太阳最早期的凝结物,地球和太阳系的其他行星都是由这些球粒陨石凝聚而成的;

2.太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等。再通过不同的化学反应变成水分子,据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生1.5 t这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式落到地球上。

折叠 编辑本段 水文化

折叠 古代世界观中的水

在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。

折叠 水崇拜

在人类的童年时期,对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜。通过赋予水以的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。:有左河水词《破阵子·河水》曰:“破坝排山易泻,穿崖倒壁难收。常展清幽通万物,偶作奔腾起壑沟。载舟亦覆舟。。片片炊烟绿野,滔滔命液源流。无止弃污凭愿泄,不尽贪婪任意求。无忧也隐忧。”

中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王,龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。

折叠 编辑本段 分子结构

折叠 编辑本段 基本信息

中文名称:水[shuǐ]

英文名称:water

中文别名:无菌注射用水

英文别名:Aqua; Dihydrogen oxide; Deionized Ultra-filtered Water; Hydrogen oxide; Ice; Steam; Sterile Water For Injection; (~3~H_2_)water

CAS号:7732-18-5

分子式: H2O

分子量:18.0151

极性分子

根据IUPAC规定,HO分子的正式名称只有两种:水(Water)与氧烷(Oxidane)。

根据其化学组成,人们又给水以下别称:

根据化学式:氧化氢和一氧化二氢;

类比VIA族与VIIA族其它化合物命名规律:氢氧酸、酸式氧;

类比金属氢氧化物(碱)命名规律:氢氧化氢、苛性氢、羟基氢、碱式氢。

上述名称虽各不相同,但描述的都是同一种物质——水。国外曾经有过一篇将水称为"一氧化二氢"的恶搞文章,引起哗然,就是人们对水的这些“另类命名”不了解造成的。

虽然可以根据水的化学式得到以上读法,但是只有IUPAC规定的“水”与“氧烷”是正式名称,其它名称都不能在正式科学场合使用。在“水”的前面加上定语,可以用来区分特殊种类的水,比如蒸馏水、去离子水或重水。

水的纯净物在常温常压下为无色无味的透明液体

水,包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等),人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到水)。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一种可再生资源。

折叠 编辑本段 含有水的四字词语

一廉如水

一清如水

一潭死水

一衣带水

一败如水

万水千山

在水一方

不习水土

不便水土

不服水土

不習水土

不通水火

不避水火

临水登

乐山乐水

乐山爱水

乘顺水船

乘高决水

买臣覆水

云心水性

交淡若水

水天一色

水乳交融

心如死水

心如止水

折叠 编辑本段 关于水的诗句

◆山桃红花满上头,蜀江春水拍山流。

◆水能载舟,亦能覆舟。(李世民)

◆学如逆水行舟,不进则退。(增广贤文)

◆花红易衰似郎意,水流无限似侬愁。

◆抽刀断水水更流,举杯消愁愁更愁(唐·李白)

◆君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回(唐·李白)

◆南湖秋水夜无烟,耐可乘流直上天 (唐·李白)

◆楚水清若空,遥将碧海通 (唐·李白)

◆春来遍是桃花水,不辨仙源何处寻 (唐·白居易)

◆水心如镜面,千里无纤毫 (唐·白居易)[1]

◆流水如有,暮禽相与还 (唐·王维)

◆天壤之间,水居其多 (宋·苏轼)

◆青山隐隐水迢迢,秋尽江南草未凋。

◆三月三日天气新,长安水边多丽人。

◆落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色。

◆抽刀断水水更流,举杯销愁愁更愁(唐·李白)

◆日日思君不见君,共饮长江水。

◆水何澹澹,山岛竦峙。(曹操:《观沧海》)

◆白毛浮绿水,红掌拨清波。(骆宾王:《咏鹅》)

◆天门中断楚江开,碧水东流至此回。(李白:《望天门山》)

◆山重水复疑无路,柳暗花明又一村。(陆游:《游山西村》)

◆桃花潭水深千尺,不及汪伦送我情。(李白:《赠汪伦》)

◆杨柳青青江水平,闻郎江上唱歌声。(刘禹锡:《竹枝词》)

◆日出江花红胜火,春来江水绿如蓝。(白居易:《忆江南》)

折叠 编辑本段 物性数据

1. 性状:无色、无味的液体。

2. 密度(g/mL 20ºC):0.9982

3. 熔点(ºC):0

4. 沸点(ºC,常压):100

5. 折射率(20ºC):1.33298

6. 沸点(760mm汞柱):100ºC

7. 运动黏度(mm2/s,20ºC):1.0019

8. 蒸发热(KJ/mol):44.23

9. 熔化热(KJ/mol):6.01

10. 生成热(KJ/mol,25ºC,气体):-241.99

11. 生成热(KJ/mol,25ºC,液体):-286.02

12. 比热容(KJ/(kg·K),20ºC,定压):4.18

13. 蒸气压(kPa,20ºC):2.34

14. 临界温度(ºC):374.2

15. 临界压力(MPa):22.1

16. 沸点上升常数:0.515

17. 电导率(S/m,25ºC):5.89×10^-8

18. 热导率(W/(m·K),30ºC):0.62802

19. 体膨胀系数(K-1,20ºC):0.000207

20. 溶解性:水对各种物质都具有亲和性。

有的水可以导电,但是蒸馏水(纯水,电解物质只有氢原子和氧原子)是不会导电的。 

折叠 编辑本段 性质

折叠 物理

通常是无色、无味的液体。

沸点:100℃(海拔为0m,气压为一个标准大气压时)。水

凝固点:0℃

三相点:0.01℃

最大相对密度时的温度:3.98℃

比热容:4.186kJ/(kg·℃) 0.1MPa 15℃

2.051J/(g·℃) 0.1MPa 100℃

密度:1.0×10³ kg/m³(4℃时)。冰的密度比水小

临界温度:374.2℃

浮力分类:悬浮、漂浮、沉底、上浮、下沉。

水密度的变化

水(20张)水的密度在3.98℃时最大,为1.0×10³kg/m³,温度高于3.98℃时(也可以忽略为4℃),水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水热缩冷涨,密度随温度的升高而增加。

原因:主要由分子排列决定。也可以说由氢键导致。由于水分子有很强的极性,能通过氢键结合成缔合分子。液态水,除含有简单的水分子(H₂O)外,同时还含有缔合分子(H₂O)2和(H₂O)3等,当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H₂O)3的缔合分子存在,当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以(H₂O)2缔合分子形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度最大。

如果温度再继续升高在3.98℃以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。水温降到0℃时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻两个氢键这种排布导致成是种敞开结构,冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小。

折叠 化学

化学式:H₂O

结构式:H—O—H(两氢氧键间夹角104.5°)。

相对分子质量: 18.016

化学实验:水的电解。方程式:2H₂O=通电=2H₂↑+O₂↑(分解反应)

分子构成:氢原子、氧原子。

CAS号: 7732-18-5

水具有以下化学性质:

1.稳定性:在2000℃以上才开始分解。

水的电离:纯水中存在下列电离平衡:H₂O==可逆==H⁺+OH⁻ 或 H₂O+H₂O=可逆=H₃O⁺+OH⁻。

注:“H₃O⁺”为水合氢离子,为了简便,常常简写成H⁺,更准确的说法为H9O4⁺,纯水中氢离子物质的量浓度为10⁻⁷mol/L。

2.水的氧化性:水跟较活泼金属或碳反应时,表现氧化性,氢被还原成氢气2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑ 。

Mg+2H₂O=Mg(OH)₂+H₂↑ 。

3Fe+4H₂O(水蒸气)=Fe₃O₄+4H₂↑ (加热)

C+H₂O=CO+H₂(高温)。电解水实验装置(2张)

3.水的电解:

水在直流电作用下,分解生成氢气和氧气,工业上用此法制纯氢和纯氧 2H₂O=2H₂↑+O₂↑。

4.水化反应:

水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃发生水化反应。

Na₂O+H₂O=2NaOH

CaO+H₂O=Ca(OH)₂

SO₃+H₂O=H₂SO₄

P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄分子结构

CH₂=CH₂+H₂O←→C₂H₅OH

5.水解反应

盐的水解氮化物水解:Mg₃N₂+6H₂O(加热)=3Mg(OH)₂↓+2NH₃↑

NaAlO₂+HCI+H₂O=Al(OH)₃↓+NaCI(NaCI少量)

碳化钙水解: CaC₂(电石)+2H₂O(饱和氯化钠)=Ca(OH)₂+C₂H₂↑

卤代烃水解: C₂H₅Br+H₂O(加热下的氢氧化钠溶液)←→C₂H₅OH+HBr

醇钠水解:

C₂H₅ONa+H₂O→C₂H₅OH+NaOH

酯类水解:

CH₃COOC₂H₅+H₂O(铜或银并且加热)←→CH₃COOH+C₂H₅OH

多糖水解:(C₆H₁₀O₅)n+nH₂O←→nC₆H₁₂O₆

6.水分子的直径数量级为10的负十次方,一般认为水的直径为2~3个此单位。水

7.水的电离:

在水中,几乎没有水分子电离生成离子。

H₂O←→H⁺+OH⁻

由于仅有一小部分的水分子发生上述反应,所以纯水的Ph值十分接近7。

8.水是两性物质,既有氢离子(H⁺),也有氢氧根离子(OH⁻)。但纯净蒸馏水是中性的。

9.水的硬度:

水的硬度最初是指钙、镁离子沉淀肥皂的能力。水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度,其中包括碳酸盐硬度 (即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子,故又叫暂时硬度)和非碳酸盐硬度(即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子,又称永久硬度)。硬水和软水的区别,就是水中含有钙、镁化合物的多少程度。

水中有些金属阳离子,同一些阴离子结合在一起,在水被加热的过程中,由于蒸发浓缩,容易形成水垢,附着在受热面上而影响热传导,我们将水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。

如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2⁺)和镁离子(Mg2+),它与水中的阴离子如碳酸根离子(CO32-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(Cl-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起,形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。水中的铁、锰、钭等金属离子也会形成硬度,但由于它们在天然水中的含量很少,可以略去不计。因此,通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。水的硬度对锅炉用水的影响很大,因此,应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。

水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。

碳酸盐硬度:主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂]所形成的硬度,还有少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去,故亦称为暂时硬度。 非碳酸盐硬度:主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度。这类硬度不能用加热分解的方法除去,故也称为永久硬度,如CaSO₄、MgSO₄、CaCl₂、MgCl₂、Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂等。

碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度;水中Ca2+的含量称为钙硬度;水中Mg2+的含量称为镁硬度;当水的总硬度小于总碱度时,它们之差,称为负硬度。

生活中可用肥皂水鉴别软硬水,将肥皂水加入被测水后震荡,泡沫多浮渣少的是软水,反之比较硬。

折叠 编辑本段 用途

1.人类的生命之源

在地球上,哪里有水,哪里就有生命。一切生命活动都是起源于水的。人体内的水分,大约占到体重的65%。其中,脑髓含水75%,血液含水83%,肌肉含水76%,连坚硬的骨骼里也含水22%呢!没有水,食物中的养料不能被吸收,废物不能排出体外,药物不能到达起作用的部位。人体一旦缺水,后果是很严重的。缺水1%-2%,感到渴;缺水5%,口干舌燥,皮肤起皱,意识不清,甚至幻视;缺水15%心跳急促 失忆,意识就快消失。缺水20%晕倒,像死一样。往往甚于饥饿。没有食物,人只可以活3周,如果连水也没有,顶多能活3天。

2.植物的生命源泉

用手抓一把植物,你会感到湿漉漉的,凉丝丝的,这是水的缘故。植物含有大量的水,约占体重的80%,蔬菜含水90%-95%,水生植物竟含水98%以上。水替植物输送养分;水使植物枝叶保持婀娜多姿的形态;水参加光合作用,制造有机物;水的蒸发,使植物保持稳定的温度不致被太阳灼伤。植物不仅满身是水,作物一生都在消耗水。1公斤玉米,是用368公斤水浇灌出来的;同样的,小麦是513公斤水,棉花是648公斤水,水稻竟高达1000公斤水。一籽下地,万粒归仓,农业的大丰收,水立下了不小的功劳呢!

3.工业的血液

水,参加了工矿企业生产的一系列重要环节,在制造、加工、冷却、净化、空调、洗涤等方面发挥着重要的作用,被誉为工业的血液。例如,在钢铁厂,靠水降温保证生产;钢锭轧制成钢材,要用水冷却;高炉转炉的部分烟尘要靠水来收集;锅炉里更是离不了水,制造1吨钢,大约需用25吨水。水在造纸厂是纸浆原料的疏解剂、解释剂、洗涤运输介质和药物的溶剂,制造1吨纸需用450吨水。火力发电厂冷却用水量十分巨大,同时,也消耗部分水。食品厂的和面、蒸馏、煮沸、腌制、发酵都离不了水,酱油、醋、汽水、啤酒等,其实就是水的化身。

4.制备纯水

方法主要有蒸馏法和离子交换法。

将自来水直接蒸馏可获得一般实验所需的蒸馏水。对于重要的物理化学和分析化学实验,通常采用二次或三次蒸馏水,这种蒸馏最好在石英装置中进行,所得的纯水应收集在耐高温玻璃、石英或聚乙烯瓶中。

为了除去水中的有机杂质和NH+4与Cl-,最好在每升被提纯的水中加入0.05g KMnO4,半小时后加入0.5~1g钾明矾,再过半小时后加入0.66g Na2HPO4,静置半小时后过滤,滤液煮沸10min后再加入蒸馏瓶中进行蒸馏,除去馏出物开头和最后的馏份(各10%)。

离子交换法是制备高纯度水的更好方法。离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,两种树脂在装柱前分别进行预处理。阳离子交换树脂先用自来水反复漂洗除去其中的色素、水溶性杂质及其他夹杂物,直至水清无泡沫,并用纯水浸泡4h。然后用5%的盐酸溶液浸泡树脂(以没过树脂为宜)4h,适当搅拌,将盐酸排尽后以纯水反复洗至近中性为止。阴离子交换树脂同样用水反复漂洗直至水清无泡沫,并用纯水浸泡4h。再用5%氢氧化钠溶液浸泡4h,适当搅拌,然后将氢氧化钠溶液排尽,以纯水反复洗至近中性为止。处理好的树脂装入准备好的有机玻璃交换柱中,交换流程按阳离子交换柱阴离子交换柱混合树脂交换柱(阳、阴离子交换树脂充分混匀)的顺序设定。控制一定流速向交换柱中通入蒸馏水(或自来水),从混合树脂交换柱中流出纯水,当水质达到要求后即可使用。

折叠 编辑本段 分类

折叠 按分子量

重水

重水(heavy water)(氧化氘)是由氘和氧组成的化合物。分子式D₂O,分子量20.0275,比普通水(H₂O)的分子量18.0153高出约11%,因此叫做重水。在天然水中,重水的含量约占0.015%。由于氘与氢的性质差别极小,因此重水和普通水也很相似。重水的离子积常数为1.6*10-15。

轻水

为了与重水区别,将普通水称为轻水。动力堆中的慢化剂,大多是轻水、重水和石墨;它们的冷却剂,则多是轻水、重水和氦等气体。唯有轻水是目前各种反应堆中用得最广的慢化剂和冷却剂。

普通水(H2O)经过净化,用做反应堆的冷却剂和中子的慢化剂,叫做轻水。

轻水为相对分子质量为1的H原子和相对分子质量为16的O原子构成的水。其相对分子质量为18。另外,还有相对分子质量为20,22等的水。在中学化学阶段,相对分子质量为18的水称为轻水。

折叠 按日常生活

1、地下水与地表水

地下水——有机物和微生物污染较少,而离子则溶解较多,通常硬度较高,蒸馏烧水时易结水垢;有时锰氟离子超标,不能满足生产生活用水需求。

地表水——较地下水有机物和微生物污染较多,如果该地属石灰岩地区,其地表水往往也有较大的硬度,如四川的德阳、绵阳、广元、阿坝等地区。

2、硬水与软水

硬水——水中钙镁等金属离子的总浓度称为硬度,硬水对锅炉等生产用水影响很大,应对其进行软化、脱盐处理。硬度大于200mg/L的通常就称之为硬水。

软水——即硬度较小的水。

3、原水与净水

原水——通常是指水处理设备的进水,如常用的城市自来水、城郊地下水、野外地表水等,常以TDS值(水中溶解性总固体含量)检测其水质,中国城市自来水TDS值通常为100~400ppm。

净水——原水经过水处理设施处理后即称之为净水。

4、纯净水与蒸馏水

纯净水——原水经过反渗透和杀菌装置等成套水处理设施后,除去了原水中绝大部分无机盐离子、微生物和有机物杂质,可以直接生饮的纯水。

蒸馏水——以蒸馏方式制备的纯水,通常不用于饮用。

5、纯水和超纯水

纯水——以反渗透、蒸馏、离子交换等方法制备的去离子水,其TDS值通常<5PPm,电导率通常<10μs/cm(电阻值>0.1MΩ.cm)。

超纯水——以离子交换、蒸馏、电除盐等方法将纯水进一步提纯去离子即得,其TDS值不可测,电导率通常<0.1μs/cm(电阻值>10MΩ.cm),其离子几乎完全去除。理论上最纯水电阻值为18.25 MΩ.cm。

6、纯化水和注射用水

纯化水——医药行业用纯水,电导率要求<2μs/cm。

注射用水——纯化水经多效蒸馏、

超滤法再次提纯去除热原后可以配制注射剂的水。

折叠 按照用途区别

1.地表水:质量标准中Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区;Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

2.地下水:质量标准中Ⅰ类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。Ⅱ类主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。Ⅲ类以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。Ⅳ类以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外,适当处理后可作生活饮用水。Ⅴ类不宜饮用,其他用水可根据使用目的选用。

3.海水:质量标准中第一类适用于海洋渔业水域,海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区。第二类适用于水产养殖区,海水浴场,人体直接接触海水的海上运动或娱乐区,以及与人类食用直接有关的工业用水区。第三类适用于一般工业用水区,滨海风景旅游区。第四类适用于海洋港口水域,海洋开发作业区。

4.生活饮用水:供人生活的饮用和生活用水

5.电子超纯水:用于电子元件及集成电路

折叠 编辑本段 影响

折叠 对气候

水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致于被冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。

海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。

雨水(4张)

形成一个水循环。

雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,夏季风带来了丰富的水气,夏秋多雨,冬春少雨,形成明显的干湿两季。

此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。

折叠 对地理

在地球表面有71%被水资源覆盖,从空中来看,地球就是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。

地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海水和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水,比如:死海。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。

地球上水的体积大约有 1,360,000, 000 立方公里。海洋占了1,320,000,000立方公里(97.2%);冰川和冰盖占了25,000,000立方公里(1.8%);地下水占了13,000,000立方公里(0.9%);湖泊、内陆海,和河里的淡水占了250,000 立方公里(0.02%);大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13,000立方公里(0.001%)。

雨水的药用功能

雨水,又名无根水,中医认为其性轻清,味甘淡,诸水之上也。夏日尤佳。饮之可以去病。(刚下的雨水中含有大量尘埃,特别在现代化的和工业污染严重的城市,成分相当复杂,甚至可能含有致病微生物。但在未受污染的地方,干净的雨水功能依旧)。

折叠 对工程

农业灌溉(1张)

1.古中国人早已把水灵活运用到农业中:为保证水稻生活的环境湿润,他们在田沿筑起土埂,防止田内余水流失,大大提高了水稻产量。他们还使用桔槔,桔槔是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶。当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍,而且延续了几千年,是中国农村历代通用的旧式提水器具。

2.古代亚述国王在其首都四周种满珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修了一条长长的运河,用来从附近的水源处引水灌溉这些植物。

3.在墨西哥前首都特诺奇幕特兰四周有许多湖,阿兹泰克人在湖中建台田。他们挖出湖里的淤泥铺在田上,再种上作物。阿兹泰克人在台田周围挖了沟渠,类似于中国的水田用于灌溉。

4.以色列位于沙漠之中,沙漠占国土面积的60%,不仅耕地少,而且是一个半干旱地区,降雨量少,季节性强,区域分布不均,淡水资源缺乏的问题极为突出,出于生存和发展的需要,一建国就制定法律,宣布水资源为公共财产,由专门机构进行管理。除兴修水利外,还大力发展节水技术。农业生产中基本不用常见的漫灌、沟灌、畦灌方法。20世纪70年代末以前多采用喷灌,占灌溉面积的87%,滴灌占10%。80年代后,滴灌开始普遍采用,本世纪初已占灌溉面积的90%,主要用于蔬菜、水果、花卉、棉花等种植上。滴灌投资并不比喷灌高,不仅节水,而且对地形、土壤、环境的适应性强,不受风力和气候影响,肥料和农药可同时随灌溉水施人根系,省肥省药,还可防止产生次生盐渍化,消除根区有害盐分。滴灌技术的采用,使作物产量成倍增长,种植业产值的90%以上来自灌溉农业。

折叠 对人体

水的涟漪

对于人来说,水是仅次于氧气的重要物质。在成人体内,60%的质量是水。儿童体内水的比重更大,可达近80%。如果一个人不吃饭,仅依靠自己体内贮存的营养物质或消耗自体组织,可以活上一个月。但是如果不喝水,连一周时间也很难度过。体内失水10%就威胁健康,如失水20%,就有生命危险,足可见水对生命的重要意义。

水还有治疗常见病的效果,比如:清晨一杯凉白开水可治疗色斑;餐后半小时喝一些水,可以用来减肥;热水的按摩作用是强效的安神剂,可以缓解失眠;大口大口地喝水可以缓解便秘;睡前一杯水对心脏有好处;恶心的时候可以用盐水催吐。

1.溶解消化功能

水是体内一切生理过程中生物化学变化必不可少的介质。水具有很强的溶解能力和电离能力(水分子极性大),可使水溶性物质以溶解状态和电解质离子状态存在,甚至一些脂肪和蛋白质也能在适当条件下溶解于水中,构成乳浊液或胶体溶液。溶解或分散于水中的物质有利于体内化学反应的有效进行。

食物进入空腔和胃肠后,依靠消化器官分泌出的消化液,如唾液、胃液、胰液、肠液、胆汁等,才能进行食物消化和吸收。在这些消化液中水的含量高达90%以上。

2.参与代谢功能

在新陈代谢过程中,人体内物质交换和化学反应都是在水中进行的。水不仅是体内生化反应的介质,而且水本身也参与体内氧化、还原、合成、分解等化学反应。水是各种化学物质在体内正常代谢的保证。

如果人体长期缺水,代谢功能就会异常,会使代谢减缓从而堆积过多的能量和脂肪,使人肥胖。

3.载体运输功能

由于水的溶解性好,流动性强,又包含于体内各个组织器官,水充当了体内各种营养物质的载体。在营养物质的运输和吸收、气体的运输和交换、代谢产物的运输与排泄中,水都是起着极其重要的作用。比如,运送氧气、维生素、葡萄糖、氨基酸、酶、激素到全身;把尿素、尿酸等代谢废物运往肾脏,随尿液排出体外。

4.调节抑制功能

水的比热高,对机体有调节体温的作用。

防止中暑最好的办法就是多喝水。这是因为认为摄入的三大产能营养素在水的参与下,利用氧气进行氧化代谢,释放能量,再通过水的蒸发可散发大量能量,避免体温升高。当人体缺水时,多余的能量就难以及时散出,从而引发中暑。

此外,水还能够改善体液组织的循环,调节肌肉张力,并维持机体的渗透压和酸碱平衡。

5.润滑滋润功能

在缺水的情况下做运动是有风险的。因为组织器官缺少了水的润滑,很容易造成磨损。因此,运动前的1个小时最好要先喝充足的水。

体内关节、韧带、肌肉、膜等处的活动,都由水作为润滑剂。水的黏度小,可使体内摩擦部位润滑,减少体内脏器的摩擦,防止损伤,并可使器官运动灵活。

同时水还有滋润功能,使身体细胞经常处于湿润状态,保持肌肤丰满柔软。定时定量补水,会让皮肤特别水润、饱满、有弹性。可以说,水是美肤的佳品。

6.稀释和排毒功能

不爱喝水的人往往容易长痘痘,这是因为人体排毒必须有水的参与。没有足够的水,毒素就难以有效排出,淤积在体内,就容易引发痘痘。

其实,水不仅有很好的溶解能力,而且有重要的稀释功能,肾脏排泄水的同时可将体内代谢废物、毒物及食入的多余药物等一并排出,减少肠道对毒素的吸收,防止有害物质在体内慢性蓄积而引发中毒。因此,服药时应喝足够的水,以利于有效地消除药品带来的副作用。

折叠 编辑本段 水污染情况

折叠 分类

水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类:

一、化学性污染

污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类:

(1)无机污染物质:污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。酸碱污染使水体的pH值发生变化,妨碍水体自净作用,还会腐蚀船舶和水下建筑物,影响渔业。

(2)无机有毒物质:污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质,主要有汞、镉、铅、砷等元素。

(3)有机有毒物质:污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质,化学性质很稳定,很难被生物所分解。

(4)需氧污染物质:生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气,故称之为需氧污染物质。

(5)植物营养物质:主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质,以及农田排水中残余的氮和磷。

(6)油类污染物质:主要指石油对水体的污染,尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。

二、物理性污染

物理性污染包括:

(1)悬浮物质污染:悬浮物质是指水中含有的不溶性物质,包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观,妨碍水中植物的光合作用,减少氧气的溶入,对水生生物不利。

(2)热污染:来自各种工业过程的冷却水,若不采取措施,直接排入水体,可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象,从而危及鱼类和水生生物的生长。

(3)放射性污染:由于原子能工业的发展,放射性矿藏的开采,核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用,使放射性废水、废物显著增加,造成一定的放射性污染。

三、生物性污染

生活污水,特别是医院污水和某些工业废水污染水体后,往往可以带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌,如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体,随水流动而传播。一些病毒,如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病,如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。由此看见保护我们的地球环境,防止工业污染和病原微生物对水体的污染也是保护环境,更是保障人体健康的一大课题。

折叠 处理方法

(一)沉淀物过滤法

(二)硬水软化法

(三)活性炭吸附法

(四)去离子法

(五)逆渗透法、反渗透法

(六)超过滤法

(七)蒸馏法

(八)紫外线消毒法

(九)生物化学法

(十)正向渗透法,自然净化方法的人类新创造。

正渗透

“渗透”在海水淡化、脱盐、水处理领域,啰嗦、复杂一下又称正渗透、或正向渗透,以示与反渗透、反向渗透法、逆渗透的差异、区别或对应、强调,正向渗透法是与反渗透互逆的一对方法。正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。

随着科技的飞速发展,压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进,但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限,而且就脱盐来讲,RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此,国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究,并取得了一定的成果,在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用,特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”,更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少,相关研究和论文也不多。虽然,上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”(CN92110710。2)。

国外1976年,有液-液体系的原始尝试,国内1992年,发明过液-固体系的正向渗透(非加压)吸附渗透法脱盐(CN92110710。2)。直到约10年后,又重新跟随国际潮流,开始标准的模仿复制的模式,2008年开始有综述报告。

正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前,人们就采用食盐来长期贮存食物,因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。

如今,人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究;食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料;紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展,正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。

生物学方法

薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。

折叠 常规处理情况:

1. 废水流过沉淀槽,固状物会沉淀下来。

2. 在滴流过滤中,废水流过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺细菌,以分解污水中的废物。

3. 还可在水中加入漂白粉,氯气等杀死微生物。

4. 水被排入露天池塘,可以天然净化。

5. 废水经过“旋水分离器”,能过滤。

石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一,是污水深度处理、污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污染物进一步去除,它通过滤料的截留、沉降和吸附作用,达到净水的目的。

二.适用范围

1.用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统;

2.工业污水中的悬浮物、固体物的去除;

3.可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备,对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备;

以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。

折叠 编辑本段 其它

折叠 系统编号

CAS号:7732-18-5

MDL号:MFCD00011332

EINECS号:231-791-2

RTECS号:ZC0110000

BRN号:2050024

PubChem号:24901995

折叠 毒理学数据

无毒

折叠 性质与稳定性

化学性质:水在电解时分解为氢和氧。常温下能与金属钠、钙等发生反应,放出氢气。与非金属氧化物(如SO3等)化合生成含氧酸(H2SO4),与金属氧化物(如CaO等)化合生成碱[Ca(OH)2]。与酯、酰胺等作用发生水解。水本身部分发生电离,电离平衡为[H+][OH-]=K[H2O]≡Kw。Kw为水的离子积,22℃时为1.00×10-14。水中氢离子浓度的负对数值称为pH值,pH=7为中性,7以下为酸性,7以上为碱性。

水具有氢键结构和很大的介电常数,因此水对各种物质都具有亲和性,能形成弱的键,称为水合作用。水合的原因是由于水分子偶极的定向移动而形成的静电水合和氢键水合。对于过渡金属离子,则由氧原子配位形成如[Cr(H2O)6]3+一样的水合络离子。由于水具有显著的水合作用,介电常数大,使得异性离子间的静电引力减弱,因此水是无机盐类的优良溶剂。水对分子量较小的烃类,特别是苯一类芳香烃溶解能力小。苯在水中溶解时自由能变化值为正(18℃,17.04KJ3/kg),焓的变化为零,且溶解度随温度的升高而减小。因此,烃类在水中溶解时熵值变化为正,即含有憎水基团的烃类分子难溶于水。这不是因为烃类与水的相互作用小,而是在憎水基团的周围水的氢键进行非常有规则的排列(称为“冰山”,iceberg)之故。这种“冰山”的形成也可称为憎水性结构的水合作用。过量的烃在水面形成油滴,如果含有某些亲水性基团(COOH、OH、NH2等极性基团)时,则可以在水面上扩散开。即在1个分子中含有亲水性基团和憎水性基团时,在水空气表面上倾向于聚集,从而使水的表面张力降低。含有较大的憎水性基团的称为表面活性剂。其水溶液在一定的浓度范围内如50~100个分子时,在憎水基团内侧和亲水基团外侧相互发生缔合,形成所谓胶束。

水还可以使各种胶体状物质浮游分散。大多数无机物都可以形成憎水性胶体。憎水性胶体之所以稳定是由于其表面具有电荷,加入少量电解质时使表面电荷被屏蔽而凝聚。添加的电解质的效果,随着与粒子电荷符号相反的离子价数的增高而增大(Schultz Hardy定律)。另一方面,亲水性胶体主要是具有高分子电解质等亲水性基团的有机物。在其周围具有发达的水合层,添加少量的电解质并不发生凝聚,只有加入大量的电解质时才能发生去水合作用,称为盐析。盐析作用的强度由去水合的强度而决定。阴离子的顺序是柠檬酸盐>酒石酸盐>硫酸盐>乙酸盐>盐酸盐>硝酸盐>氯酸盐,阳离子的顺序是Li+>Na+> K+>NH4+>Mg2+,称为Hofmeister序列。

大多数溶剂中都含有水,因此在精制时进行脱水操作是很重要的。含有多量的水时可用分馏法除去,但通常采用共沸蒸馏法脱水。甲醇与水不形成共沸混合物,用分馏精制可达到含水量在7.86~13.1mg/m3左右。乙醇形成其含量为96%的共沸混合物,共沸点78.174℃,和乙醇的沸点78.325℃非常接近不易分离。此时可加入苯以形成共沸点为64.86℃的三元共沸混合物,则容易除去水分,使水的含量在0.01%以下。微量的水用脱水剂除去,常用的脱水剂有氢氧化钙、高氯酸镁、氯化钙、金属钠、硅胶、分子筛等。

安全信息

  • 海关编码:3303000000
  • 危险品运输编码:UN18248/PG2
  • WGKGermany:1
  • 危险类别码:R36/38
  • 安全说明:S26
  • RTECS号:WB4900000
  • 危险品标志:Xn:Harmful

上下游产品

参考资料:

百科兴趣圈