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。水是一種很好的溶劑,既能溶解可電離的電解質(zhì),又可溶解不可電離的非電解質(zhì)。因此普通水中可以著兩類物質(zhì)。
水的物理性質(zhì):
摩爾質(zhì)量:18.0153g/mol
密 度:
水:0.998g/cm3(20度)
冰:0.920g/cm3
熔 點:0度273.15k
沸 點:100度373.15k(1標準大氣壓下)
比 熱:4.184J/(g.K)
水的種類
根據(jù)水硬度的不同,可以分為:
軟水:硬度低于8度的水為軟水。
硬水:硬度高于8度的水為硬水。硬水會影響洗滌劑的效果,硬水加熱會有較多的水垢。
根據(jù)水飲用口味,可以分為:
淡水:礦化度<1g/L
咸水:水中含有大量鹽分(氯化鈉和其它鹽類物質(zhì)),味道又咸又苦的就是咸水。
根據(jù)存在的不同,可以分為:
天然水:
生物水:在各種生命體系中存在的不同狀態(tài)的水。
土壤水:貯存于土壤內(nèi)的水
地下水:貯存于地下的水
結(jié)晶水:又稱水合水。在結(jié)晶物質(zhì)中,以化學鍵力與離子或分子相結(jié)合的、數(shù)量一定的水分子。
重水: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(gòu)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: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(gòu)成。超重水在天然水中極其稀少,其比例不到十億分之一。超重水的制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。
根據(jù)處理方式,可分為:(生產(chǎn)中常用的水)
自來水:是水廠對江、河、湖中的水進行處理后得到的。
純凈水:亦稱純水,是以符合生活飲用衛(wèi)生標準的水為水源,用蒸餾法、去離子法或離子交換法、反滲透法及其它適當?shù)姆椒ㄈサ袅怂械娜侩娊赓|(zhì)與非電解質(zhì)加工而成的。加工過程中在去除水中懸浮物細菌等有害物質(zhì)。
去離子水:顧名思義就是去掉了水中的除氫離子、氫氧根離子外的其他由電解質(zhì)溶于水中電離所產(chǎn)生的全部離子的水。即去掉溶于水中的電解質(zhì)物質(zhì)。去離子水基本用離子交換法制得。水中可以含有不能電離的非電解質(zhì),如乙醇等。
蒸餾水:純水的一種,將水過濾后加熱變成蒸汽,再冷卻凝結(jié)為水點,消除所有雜質(zhì)而成。以去除電解質(zhì)及與水沸點相差較大的非電解質(zhì)為主,無法去除與水沸點相當?shù)姆请娊赓|(zhì)。
軟化水:是指將水中硬度(主要指水中鈣、鎂離子)去除或降低一定程度的水,軟化過程所能去除的物質(zhì)為陽離子,如鈣、鎂、鋅、鍶等金屬離子。同時向水中釋放如等量的鈉離子。其他的雜質(zhì)都不去除。
超純水:亦稱高純水,既將水中的導電介質(zhì)幾乎完全去除,又將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體及有機物均去除至很低程度的水。
太空水:是采用AO膜處理技術(shù)對自來水進行終端凈化后的水。采用這種方法處理后,細菌、病菌、重金屬等肉眼看不到的有害物質(zhì)都被排除在膜外。
礦泉水:是一種特殊的地下水,一般認為,凡是在一升水中含有可溶性固體超過一克或含有一定量具有生物活性的微量元素,或具有34攝氏度以上的溫度的地下水。
表示水質(zhì)的各種指標
1、水的電阻值
在測定水的導電性能時,與水的電阻值大小有關(guān),電阻值大,導電性能差,電阻值小,導電性能就良好。根據(jù)歐姆定律,在水溫一定的情況下,水的電阻值R大小與電極的垂直截面積F成反比,與電極之間的距離L成正比。
水的電阻率的大小,與水中含鹽量的多少,水中離子濃度、離子的電荷數(shù)以及離子的運動速度有關(guān)。因此,純凈的水電阻率很大,超純水電阻率就更大。水越純,電阻率越大。
2、水的電導率
由于水中含有各種溶解鹽類,并以離子的形態(tài)存在,當水中插入一對電極時,通電之后,在電場的作用下,帶電的離子就產(chǎn)生一定方向的移動,水中的陰離子移向陽極,陽離子移向陰極,使水溶液起導電作用。水的導電能力的強弱程度,就稱為電導度S(或稱電導)。電導度反映了水中含鹽量的多少,是水的純凈程度的一個重要指標。水越純凈,含鹽量越少,電阻越大,電導度越小。超純水幾乎不能導電。電導的大小等于電阻值的倒數(shù)。即S=1/R,S=(1/ρ)·(F/L)。1/ρ就稱為電導率,其國際制單位為西·米-1(S·m-1)
3、水的硬度
水中有些金屬陽離子,同一些陰離子結(jié)合在一起,在水被加熱的過程中,由于蒸發(fā)濃縮,容易形成水垢,隨著在受熱面上而影響熱傳導,我們把水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。如在天然水中最常見的金屬離子是鈣離子(Ca2+)和鎂離子(Mg2+),它與水中的陰離子如碳酸根離子(Co32-)、碳酸氫根離子(HCO3-)、硫酸根離子(SO42-)、氯離子(Cl-)、以及硝酸根離子(NO3-)等結(jié)合在一起,形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物、以及硝酸鹽等硬度,水中的鐵、錳、鋅等金屬離子也會形成硬度,但由于它們在天然水中的含量很少,可以略去不計。因此,通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看作水的硬度。
水的硬度對鍋爐用水的影響很大,因此,應根據(jù)各種不同參數(shù)鍋爐對水質(zhì)的要求對水進行軟化或除鹽處理。
硬度的單位常用的有mmol/L或mg/L。過去常用的當量濃度N已停用。換算時,1N=0.5mol/L
由于硬度并非是由單一的金屬離子或鹽類形成的,因此,為了有一個統(tǒng)一的比較標準,有必要換算為另一種鹽類。通常用Ca0或者是CaCO3的質(zhì)量濃度來表示。當硬度為0.5mmol/L時,等于28mg/L的CaO,或等于50mg/L的CaCO3。
4、水的pH值
水的pH值是表示水中氫離子濃度的負對數(shù),表示為:pH=-lg[H+]
pH值有時也稱為氫離子指數(shù)。由水中氫離子的濃度可以知道水溶液是呈堿性、中性或是酸性。由于氫離子濃度的數(shù)值往往很小,在應用上很不方便,所以就用pH值,這一概念來作為水溶液酸、堿性的判斷指標。而且,氫離子濃度的負對數(shù)值就恰能表現(xiàn)出酸性、堿性的變化幅度的數(shù)量及的大小,這樣應用起來就十分方便。并因此得到:
(1)中性水溶液,pH=-lg[H+]=-lg10-7=7;
(2)酸性水溶液,pH<7,pH值越小,表示酸性越強;
(3)堿性水溶液,pH>7,pH值越大,表示酸性越強;
如果按pH值(酸、堿性)將水質(zhì)進一步詳細分類,可以得到:
(1)強酸性水溶液,pH<5.0;
(2)強酸性水溶液,pH=5.0-6.4;
(3)中性水溶液,pH=6.5-8.0;
(4)弱堿性水溶液,pH=8.1-10.1;
(5)強堿性水溶液,pH>10.0
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