初中化學(xué)?重水和軟水

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
水是生命之源,生命的孕育和維系都需要水,人類在日常生活中更離不開水,水在大自然中有形形色色的不同類型水。今天我們重點(diǎn)介紹水的兩個(gè)同胞兄弟:重水和軟水。 首先,從水的組織元素之一氫元素的不同氫原子來進(jìn)行分析,可把水分成重水和普通水。重水是一種無臭、無味的液體,在自然界的普通水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.02%,重水和普通水都是由氫、氧元素組成的液態(tài)化合物,都用化學(xué)式H2O表示,而重水分子和普通水分子只是所含的氫原子有所不同。 我們知道,氫元素有3種同位素,即三種不同的氫原子:氕(讀Pie)、氘(讀Dao)、氚(讀chuan),其中最常見的為氕,其原子核只含有一個(gè)質(zhì)子,普通水分子中就含有兩個(gè)氕原子,普通水的相對(duì)分子質(zhì)量為18。另一種是重氫為氘,原子核含有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,氘的相對(duì)原子質(zhì)量為2。當(dāng)兩個(gè)氘原子和一個(gè)氧原子化合后可以生成重水分子,那么重水的相對(duì)分子質(zhì)量為20。 重水和普通水的化學(xué)性質(zhì)大致一樣,但是普通水能夠滋養(yǎng)生命和培育萬物,是地球萬物之源?墒侵厮畡t不能使種子發(fā)芽,人和動(dòng)物若是喝了重水,還會(huì)引起死亡。兩者在某些物理性質(zhì)卻大相徑庭,在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下比較下列表格的內(nèi)容:

密 度 沸 點(diǎn) 冰 點(diǎn) 普通水 1.0 g/mL 100 ℃ 0 ℃ 重 水 1.056 g/mL 101.42 ℃ 3.8 ℃ 重水最初的生產(chǎn)方法是用電解法,因?yàn)橹厮疅o法電解,這樣可以從普通水中把它分離出來。還有一種簡單方法是利用重水沸點(diǎn)高于普通水通過反復(fù)蒸餾得到。 重水的特殊價(jià)值主要體現(xiàn)在原子核能技術(shù)應(yīng)用方面,核發(fā)電站就需要重水來作為原子核裂變反應(yīng)中的減速劑,可作中子的減速劑,也可作為制重氫的材料。 其次,又從水中礦物質(zhì)的含量多少,可將水分成軟水和硬水。軟水是指只含少量可溶性鈣鹽和鎂鹽的天然水,或是經(jīng)過軟化處理的水。天然軟水一般是指江水、河水、湖(淡水湖)水,遠(yuǎn)離城市未受污染的雨水、雪水也屬于軟水。 那么,水的硬度指的又是什么呢?水的硬度是指溶解在水中的鈣與鎂含量的多少。鈣、鎂離子的總和相當(dāng)于10毫克氧化鈣稱之為1度(以1°表示)。通常根據(jù)硬度的大小,把水分成硬水與軟水:8°以下為軟水,8~16度為中水,16°以上為硬水,30°以上為最硬水。 而硬水是指含有較多可溶性鈣鹽和鎂鹽的天然水。由于硬水中的鈣鹽和鎂鹽能與肥皂作用,生成不溶性的浮渣,降低肥皂的去污能力,因此可以利用肥皂水檢驗(yàn)硬水和軟水。如果鍋爐內(nèi)使用硬水,當(dāng)加熱時(shí)鈣鹽和鎂鹽會(huì)在鍋爐內(nèi)壁上結(jié)成水垢。降低鍋爐的熱導(dǎo)率,增加能耗浪費(fèi)燃料,甚至縮短鍋爐的使用壽命,有時(shí)還會(huì)堵塞管道,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起鍋爐爆炸事故。 生活和工業(yè)中許多領(lǐng)域要求使用軟水,如鍋爐、紡織、印染、造紙、化工等用水必須經(jīng)過軟化處理。除去硬水中的鈣、鎂離子,以降低水的硬度。工業(yè)上常用軟化水的方法有:①藥劑軟化法,②離子交換法,離子交換劑磺化煤NaR可以通過再生而重復(fù)使用,故此法是既經(jīng)濟(jì)又先進(jìn)的軟化水方法。 生活中通過煮沸方法就可以降低水的硬度,實(shí)驗(yàn)室常備的蒸餾水就是凈化程度較高的軟水。由于鈣和鎂都是生命必需的常量元素,長期飲用過硬或者過軟的水,就會(huì)“水土不服”,都不利于人體的健康,因此我國規(guī)定:飲用水的硬度不得超過25度。
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