水 Water

編號系統

CAS號：7732-18-5

MDL號：MFCD00011332

EINECS號：231-791-2

RTECS號：ZC0110000

BRN號：2050024

PubChem號：24901995

物性數據

1.      性狀：無色、無嗅的液體。

2.      密度（g/mL 20oC）：0.9982

3.      熔點（oC）：0

4.      沸點（oC,常壓）：100

5.      折射率（20oC）：1.33298

6.      沸點（oC,5.2kPa）：未確定

7.      運動黏度（mm²/s,20oC）：1.0019

8.      蒸發熱（KJ/mol）：44.23

9.      熔化熱（KJ/mol）：6.01

10.   生成熱（KJ/mol,25oC,氣體）：-241.99

11.   生成熱（KJ/mol,25oC,液體）：-286.02

12.   比熱容（KJ/(kg·K),20oC,定壓）：4.18

13.   蒸氣壓（kPa,20oC）：2.34

14.   臨界溫度（oC）：374.2

15.   臨界壓力（KPa）：22.1

16.   沸點上升常數：0.515

17.   電導率（S/m,25oC）：5.89×10^-8

18.   熱導率（W/(m·K),30oC）：0.62802

19.   體膨脹系數（K^-1,20oC）：0.000207

20.   溶解性：水對各種物質都具有親和性。

毒理學數據

無毒

生態學數據

 

分子結構數據

暫無

計算化學數據

暫無

性質與穩定性

化學性質：水在電解時分解為氫和氧。常溫下能與金屬鈉、鈣等發生反應，放出氫氣。與非金屬氧化物（如SO3等）化合生成含氧酸（H2SO4），與金屬氧化物（如CaO等）化合生成堿［Ca(OH)2］。與酯、酰胺等作用發生水解。水本身部分發生電離，電離平衡為［H⁺］［OH^-］＝K［H2O］≡Kw。Kw為水的離子積，22℃時為1.00×10^-14。水中氫離子濃度的負對數值稱為pH值，pH＝7為中性，7以下為酸性，7以上為堿性。

水具有氫鍵結構和很大的介電常數，因此水對各種物質都具有親和性，能形成弱的鍵，稱為水合作用。水合的原因是由于水分子偶極的定向移動而形成的靜電水合和氫鍵水合。對于過渡金屬離子，則由氧原子配位形成如[Cr(H2O)6]³⁺一樣的水合絡離子。由于水具有顯著的水合作用，介電常數大，使得異性離子間的靜電引力減弱，因此水是無機鹽類的優良溶劑。水對分子量較小的烴類，特別是苯一類芳香烴溶解能力小。苯在水中溶解時自由能變化值為正（18℃，17.04KJ³/kg），焓的變化為零，且溶解度隨溫度的升高而減小。因此，烴類在水中溶解時熵值變化為正，即含有憎水基團的烴類分子難溶于水。這不是因為烴類與水的相互作用小，而是在憎水基團的周圍水的氫鍵進行非常有規則的排列（稱為“冰山”，iceberg）之故。這種“冰山”的形成也可稱為憎水性結構的水合作用。過量的烴在水面形成油滴，如果含有某些親水性基團（COOH、OH、NH2等極性基團）時，則可以在水面上擴散開。即在１個分子中含有親水性基團和憎水性基團時，在水空氣表面上傾向于聚集，從而使水的表面張力降低。含有較大的憎水性基團的稱為表面活性劑。其水溶液在一定的濃度范圍內如50~100個分子時，在憎水基團內側和親水基團外側相互發生締合，形成所謂膠束。

水還可以使各種膠體狀物質浮游分散。大多數無機物都可以形成憎水性膠體。憎水性膠體之所以穩定是由于其表面具有電荷，加入少量電解質時使表面電荷被屏蔽而凝聚。添加的電解質的效果，隨著與粒子電荷符號相反的離子價數的增高而增大（Schultz Hardy定律）。另一方面，親水性膠體主要是具有高分子電解質等親水性基團的有機物。在其周圍具有發達的水合層，添加少量的電解質并不發生凝聚，只有加入大量的電解質時才能發生去水合作用，稱為鹽析。鹽析作用的強度由去水合的強度而決定。陰離子的順序是檸檬酸鹽>酒石酸鹽>硫酸鹽>乙酸鹽>鹽酸鹽>硝酸鹽>氯酸鹽，陽離子的順序是Li⁺>Na⁺> K⁺>NH⁴⁺>Mg²⁺，稱為Hofmeister序列。

大多數溶劑中都含有水，因此在精制時進行脫水操作是很重要的。含有多量的水時可用分餾法除去，但通常采用共沸蒸餾法脫水。甲醇與水不形成共沸混合物，用分餾精制可達到含水量在7.86~13.1mg/m3左右。乙醇形成其含量為96%的共沸混合物，共沸點78.174℃，和乙醇的沸點78.325℃非常接近不易分離。此時可加入苯以形成共沸點為64.86℃的三元共沸混合物，則容易除去水分，使水的含量在0.01%以下。微量的水用脫水劑除去，常用的脫水劑有氫氧化鈣、高氯酸鎂、氯化鈣、金屬鈉、硅膠、分子篩等。

貯存方法

2-8℃

合成方法

制備純水的方法主要有蒸餾法和離子交換法。

將自來水直接蒸餾可獲得一般實驗所需的蒸餾水。對于重要的物理化學和分析化學實驗，通常采用二次或三次蒸餾水，這種蒸餾最好在石英裝置中進行，所得的純水應收集在耐高溫玻璃、石英或聚乙烯瓶中。

為了除去水中的有機雜質和NH+4與Cl-，最好在每升被提純的水中加入0.05g KMnO4，半小時后加入0.5～1g鉀明礬，再過半小時后加入0.66g Na2HPO4，靜置半小時后過濾，濾液煮沸10min后再加入蒸餾瓶中進行蒸餾，除去餾出物開頭和最后的餾份（各10%）。

離子交換法是制備高純度水的更好方法。離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，兩種樹脂在裝柱前分別進行預處理。陽離子交換樹脂先用自來水反復漂洗除去其中的色素、水溶性雜質及其他夾雜物，直至水清無泡沫，并用純水浸泡4h。然后用5%的鹽酸溶液浸泡樹脂（以沒過樹脂為宜）4h，適當攪拌，將鹽酸排盡后以純水反復洗至近中性為止。陰離子交換樹脂同樣用水反復漂洗直至水清無泡沫，并用純水浸泡4h。再用5%氫氧化鈉溶液浸泡4h，適當攪拌，然后將氫氧化鈉溶液排盡，以純水反復洗至近中性為止。處理好的樹脂裝入準備好的有機玻璃交換柱中，交換流程按陽離子交換柱陰離子交換柱混合樹脂交換柱（陽、陰離子交換樹脂充分混勻）的順序設定。控制一定流速向交換柱中通入蒸餾水（或自來水），從混合樹脂交換柱中流出純水，當水質達到要求后即可使用。

用途

1.地表水：質量標準中Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護區；Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、仔稚幼魚的索餌場等；Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區；Ⅳ類主要適用于一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區；Ⅴ類主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域。
2.地下水：質量標準中Ⅰ類主要反映地下水化學組分的天然低背景含量。適用于各種用途。Ⅱ類主要反映地下水化學組分的天然背景含量。適用于各種用途。Ⅲ類以人體健康基準值為依據。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。Ⅳ類以農業和工業用水要求為依據。除適用于農業和部分工業用水外，適當處理后可作生活飲用水。Ⅴ類不宜飲用，其他用水可根據使用目的選用。
3.海水：質量標準中第一類適用于海洋漁業水域，海上自然保護區和珍稀瀕危海洋生物保護區。第二類適用于水產養殖區，海水浴場，人體直接接觸海水的海上運動或娛樂區，以及與人類食用直接有關的工業用水區。第三類適用于一般工業用水區，濱海風景旅游區。第四類適用于海洋港口水域，海洋開發作業區。
4.生活飲用水：供人生活的飲用和生活用水
5.電子超純水：用于電子元件及集成電路

安全信息

危險運輸編碼：暫無

危險品標志：暫無

安全標識：暫無

危險標識：暫無

文獻

暫無

備注

暫無

表征圖譜