|
水的同胞兄弟：重水和软水 湖北省石首市文峰中学 刘 涛 水是生命之源，生命的孕育和维系都需要水，人类在日常生活中更离不开水，水在大自然中有形形色色的不同类型水。今天我们重点介绍水的两个同胞兄弟：重水和软水。 首先，从水的组织元素之一氢元素的不同氢原子来进行分析，可把水分成重水和普通水。重水是一种无臭、无味的液体，在自然界的普通水中质量分数约为0．02％，重水和普通水都是由氢、氧元素组成的液态化合物，都用化学式H2O表示，而重水分子和普通水分子只是所含的氢原子有所不同。 我们知道，氢元素有3种同位素，即三种不同的氢原子：氕（读Pie）、氘（读Dao）、氚(读chuan)，其中最常见的为氕，其原子核只含有一个质子，普通水分子中就含有两个氕原子，普通水的相对分子质量为18。另一种是重氢为氘，原子核含有一个质子和一个中子，氘的相对原子质量为2。当两个氘原子和一个氧原子化合后可以生成重水分子，那么重水的相对分子质量为20。 重水和普通水的化学性质大致一样，但是普通水能够滋养生命和培育万物，是地球万物之源。可是重水则不能使种子发芽，人和动物若是喝了重水，还会引起死亡。两者在某些物理性质却大相径庭，在一个标准大气压下比较下列表格的内容：
重水最初的生产方法是用电解法，因为重水无法电解，这样可以从普通水中把它分离出来。还有一种简单方法是利用重水沸点高于普通水通过反复蒸馏得到。 重水的特殊价值主要体现在原子核能技术应用方面，核发电站就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂，可作中子的减速剂，也可作为制重氢的材料。 其次，又从水中矿物质的含量多少，可将水分成软水和硬水。软水是指只含少量可溶性钙盐和镁盐的天然水，或是经过软化处理的水。天然软水一般是指江水、河水、湖(淡水湖)水，远离城市未受污染的雨水、雪水也属于软水。 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钙与镁含量的多少。钙、镁离子的总和相当于10毫克氧化钙称之为1度（以1°表示）。通常根据硬度的大小，把水分成硬水与软水：8°以下为软水，8～16度为中水，16°以上为硬水，30°以上为最硬水。 而硬水是指含有较多可溶性钙盐和镁盐的天然水。由于硬水中的钙盐和镁盐能与肥皂作用，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检验硬水和软水。如果锅炉内使用硬水，当加热时钙盐和镁盐会在锅炉内壁上结成水垢。降低锅炉的热导率，增加能耗浪费燃料，甚至缩短锅炉的使用寿命，有时还会堵塞管道，严重时会引起锅炉爆炸事故。 生活和工业中许多领域要求使用软水，如锅炉、纺织、印染、造纸、化工等用水必须经过软化处理。除去硬水中的钙、镁离子，以降低水的硬度。工业上常用软化水的方法有：①药剂软化法，②离子交换法，离子交换剂磺化煤NaR可以通过再生而重复使用，故此法是既经济又先进的软化水方法。 生活中通过煮沸方法就可以降低水的硬度，实验室常备的蒸馏水就是净化程度较高的软水。由于钙和镁都是生命必需的常量元素，长期饮用过硬或者过软的水，就会“水土不服”，都不利于人体的健康，因此我国规定：饮用水的硬度不得超过25度。 (责任编辑：admin) |