强水

强水,第1张

强水 请问重水、强水、王水和普通纯净水的区别是什么?

纯净水和重水都是水,但重水能让实验动物死亡,不能大量饮用。

至于强水和王水的关键成分是酸,并不是水。

纯净水至于纯净水则是足够纯净的水,当然国家对纯净水的纯净度设定了三大类指标,只有满足这些指标,才是合法合规的纯净水,这些指标除了依靠人的视觉嗅觉和味觉外,还得通过其他仪器的检验,才能得到确定。

至于强水和王水不是水,而是强酸,称为XX水只是俗称而已,就像神仙水不是水,而是某种毒品的代称。

图示:纯净水常见制造流程商业上销售的纯净水主要是指杂质含量少的水,把普通自来水进行过滤吸附等一系列 *** 作后,得到符合国家GB17324-2003瓶(桶)装饮用纯净水卫生标准后的水,就能作为纯净水销售了。

纯净水要满足以下指标:1、感官指标无色无味无肉眼可见的沉淀物等2、理化指标此项指标规定了纯净水的PH值介于5~7之间,电导率低,其它有害杂质含量低于标准,具体规定见下表。

3、微生物指标不能检出任何致病菌,至于最常见的大肠杆菌要求每100ml水中不得多于3个。

满足上述三大指标就可以宣称自己是合法合规的纯净水了。

重水重水存在于普通水之中,但人类为了各种目的,比如制造核武器或做核磁共振实验需要,特地将重水从普通水中分离了出来。

有重水就有轻水,自然界中的水,绝大多数都是轻水,只有极少数水是重水,占比约0.02%。

它们之所以被称为重水是因为,重水的密度的确比轻水稍微大一些。

重水 相对分子质量20.0275 密度1.105g/cm3 熔点摄氏3.82度 沸点 摄氏101.4度轻水 相对分子质量18.0153 密度1.00g/cm3 熔点摄氏0.00度 沸点 摄氏100度既然都是水,为何还有这样的差异呢?这就涉及到物理化学上的一个重要概念——同位素

这是因为在化学上,决定原子化学性质的主要因素是原子中所含有的质子和电子数量,由于电子可以比较方便地增加或减少,但质子的数量在化学反应中保持恒定不变,因此含有相同质子数量的原子,就被视为同类原子,得到一个化学上的名字,并放在元素周期表上的某个位置。

图示:原子的基本结构:电子+质子+(中子)但原子并非仅仅由质子和电子组成,大多数原子还含有中子,只不过在质子数量相同的情况下,中子数量的变化通常对化学反应并没有太大影响,因此这些原子在化学家眼中都被归为同类的原子,放在元素周期表中的同一个位置上,由此得到了一个新名词——同位素。

依据同位素的稳定性,又可以将它们分为稳定同位素和不稳定的具有放射性的同位素,大自然主要是由稳定同位素组成的,因为地球的历史已经长达46亿年,不稳定的同位素大多已经衰变为稳定同位素了。

但依然还剩下了不少放射性同位素 ,比如能让人患上肺癌的放射性氡气,以及著名的放射性镭元素和放射性铀元素等。

图示:氢原子有三种,两种是稳定同位素,一种不稳定的放射性同位素。

这三种氢原子,又可细分为氢(氢1)氘(氢2)氚(氢3),它们差异体现在中子的含量上,分别含有0,1,2个中子,但它们都可以统称为氢原子,都能和氧原子发生化学反应生成水,但这些水在物理性质上有细微差异,在化学性质上也并非完全一样。

因此有了重水和轻水之别。

氢和氘是稳定同位素,至于含有两个中子的氚则不够稳定,它的半衰期为12.43年,即每过12.43年,氚的原子数量就会减少一半,它会衰变为氦3,实现元素大变身。

如此之短的衰变时间,让自然界中天然氚的含量可以忽略不计,它需要通过人工核试验制备,主要用途是用于制造氢d,在未来也可用于可控核聚变发电。

图示:中国新一代可控核聚变实验,“中国环流器二号M”,将挑战2亿度高温。

可控核聚变的原料就是氘或氚,因为它们比普通的氢1原子能释放出更多聚变能,也更容易发生核聚变反应。

举一反三的人会问,除了氢有同位素之外,氧是否也存在同位素呢,这是个好问题,氧的确也存在同位素,自然界中的氧有两种稳定同位素,一是最常见的氧16(99.76%),另一种则是不太常见的氧18(0.024%)。

图示:由于氧16形成的水更容易蒸发,导致海水中的氧18含量高于淡水。

但氧18与氧16和氢原子形成的水,通常不被特地区别,因为它对人类的生产生活用处不大。

但理论上说,由于氢和氧都分别有两种稳定同位素,因此我们一般说的水,也就有了六种组合,因为水是由两个氢和一个氧结合而成的,但两个氢不存在顺序问题,所以只是组合不是排列:如果按分子量大小为顺序1、氢1氢1氧16(含量最高)2、氢1氢2氧16 3、氢2氢2氧16(通常说的重水)4、氢1氢1氧185、氢1氢2氧186、氢2氢2氧18(含量最低)重水对生物的毒性由于水参与了太多的生命历程,因此水分子性质的细微改变,也很容易影响到生命历程,并不足为奇,在发现重水之后,生物学家就用重水做了许多实验,发现重水能影响到从细菌到动植物的一系列生命形态。

图示:高纯度重水试剂,价格不菲比如,重水能抑制大多数细菌的生长,也可以抑制多种植物的种子发芽,如果动植物体内的重水含量达到50%,它们大多就会死亡。

如果小鼠、大鼠和狗的体内含有25%的重水,那就会导致永久性的不育,即便用轻水代替这部分重水,也无法挽回生育功能。

而鱼或蝌蚪如果养在90%的重水环境中,它们将迅速死亡。

不过,别担心有人用重水进行谋杀,首先高浓度重水价格不菲,同时需要连续一周大量饮用重水,才可能把身体内的水大量置换出来。

图示:人体的水代谢时间大约为9天,即喝下去的水,要大约九天后才会全部离开身体。

这是用重水做的实验,瑞典化学家赫维西,曾经喝了两升浓度为0.6%的重水,才得到这个结论。

重水替换普通水后,导致生物死亡的具体原因并不清楚,也缺乏后续研究。

只能泛泛的说,因为水参与了太多维持生命所必须的各种化学反应,重水的氢原子比轻水的氢原子多了一个中子,这会导致许多微妙的差异,因为氢原子实在太小了。

相比而言,如果用氧18代替氧16形成的水分子就可能不会对生命产生严重影响,当然这只是推测,没人去做过相关的实验,毕竟氧18也罕见得很。

强水和王水是民间俗称,它们的关键成分不是水而是酸。

图示:能够溶解金箔的王水强水是浓硝酸,具有很强的酸性,俗称为强水或硝强水。

至于王水则是浓盐酸和浓硝酸的混合物,它的腐蚀性曾被认为是最强的,连普通的强酸都不能溶的黄金也可以被王水腐蚀,这是它被称为王水的原因。

王水的溶金能力在科学史上还有一个佳话,那就是用王水溶解诺贝尔奖章骗过纳粹士兵的故事。

获得1914年和1925年诺贝尔物理学奖的两位物理学家劳厄和弗兰克,在逃亡时不便随身携带他们的奖章,因为德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌,于是他们辗转来到丹麦,请求著名物理学家波尔帮忙保存其诺奖奖章。

但不幸的是,1940年,纳粹德国占领了丹麦。

图示:藏匿诺贝尔奖章的王水瓶这时和玻尔同在一个实验室工作的瑞典化学家赫维西(就是上文中喝重水那位郝维西)帮波尔想了个绝妙的主意,将替人保管的诺贝尔奖章溶入到“王水”中,玻尔将这瓶溶液就堂而皇之的放在实验室架子上,而前来搜查的纳粹士兵也没有发现这瓶溶液的秘密。

图示:从左到右,波尔,弗兰克,郝维西二战结束后,溶液瓶被送到斯德哥尔摩,诺奖委员会,重新将黄金从溶液中取出,并按照当年的模子重新铸造出两枚奖章,并在1949年,交还给两位大难不死的物理学家,当时物理学家弗兰克已经逃难到了美国芝加哥,而芝加哥市还为他专门举行了一个隆重的奖牌归还仪式呢。

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简单的问题,也有曲折的故事

不知题主为什么把强水(实际应该写作“镪水”)和“王水”也拉进来和重水比较,只因为他们都有“水”字?那我们来看看这些“水”吧:先说“镪水”和“王水”镪水只是一个俗称,泛指强酸的混合溶液。

浓硝酸和浓盐酸与1:3的比例混合则被称为“王水”。

也就是说镪水实际上就是混合的强酸溶液,称不上“水”。

甚至可能镪水里面更本不含“水”,因为可以直接把不含水的各种强酸直接混合。

上图:典型的强酸与弱酸。

强酸:盐酸、硝酸、氢碘酸、高氯酸、氯酸(这一排全都是镪水的候选成分,而且可以不加水)弱酸:亚硫酸、甲酸、磷酸、亚硝酸、氢氟酸重水我们都知道水分子是由一个氧原子与两个氢原子结合而成。

不过,氢有三种同位素,分别为氕、氘、氚——从中文到字上看非常形象,有一个1、2、3的次序。

通俗的说,同位素就是指因原子核里边的质子数相同但中子数不同而形成的不同的原子核类型(只谈原子核就够了——术语成为“核素”)。

因为质子数相同,核电核数就相同,所以即便中子数不同,这些原子核所构成的原子和在化学上具有非常近似的性质。

氕核没有中子,就是普通的氢原子在自然界当中占了绝大部分(化学式H2O);氘核有一个中子,两个氘原子与一个氧原子形成的化合物就是“重水”( 化学式D2O);氚核有两个中子,两个氚是与一个氧原子形成的化合物就是“超重水”(化学式T2O)这三种水分子在天然水中都有,只是以H2O为主。

100万个水分子当中只有156个重水分子,因为水分子当中有两个氢原子,因此也存在着HDO(半重水),HTO(次超重水),DTO(亚超重水)这三种形式的水分子,以及与氧同位素形成的重氧水和极重水。

上图:一升普通水重量为一公斤,而0.9升重水就有一公斤。

但重水的大部分是以半重水形式存在的,因为水分子当中的氢原子会快速地在不同的水分子之间交换,形成氕原子和氘原子组合的的动态平衡。

纯净水最后就是纯净水了。

纯净水跟前面的水的概念都没关系。

纯净水就是不含任何杂质的水——除了水就是水,只能含水(这里水的含义也包括重水、超重水等等),这种水比较接近于蒸馏水,但实际上跟蒸馏水的概念区别只是制备方式的不同。

蒸馏水是通过加热蒸发冷凝的方式获得的纯净水,而一般意义上的纯净水,则是采用反渗透(RO)膜过滤技术制备的。

上图:反渗透膜原理。

半透膜只允许水分子通过。

其它任何物质都被滤掉(但实际上不可能如此完美)。

纯净水的特征:纯净水肯定不含细菌纯净水肯定不含悬浮的胶体纯净水不含有溶解的矿物质和任何其它离子纯净水只有水(虽然在现实生活中做不到)纯净水蒸发之后什么都不剩(也就是说不会有水垢)总结题主提到的这几个概念没有太多的可比性,我们在这里对这几种“水”进行了分别的说明,希望能够帮助大家了解更多的细节。

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