¿Qué es el agua supercrítica? Los científicos han descubierto el "cuarto tipo de agua". El agua no sólo tiene tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

El agua es fuente de vida. Generalmente se divide en tres formas: sólida, líquida y gaseosa, pero ¿lo sabías? Además de estas tres formas, existe un cuarto tipo de agua, que es el "agua supercrítica" que se encuentra escondida en las profundidades del mar y no fue descubierta hasta 2008. ¿Cuáles son las características del cuarto tipo de agua? ¿Qué beneficios traerá la investigación en esta área?

En agosto de 2008, cuando los científicos alemanes estaban explorando un respiradero hidrotermal de alta temperatura en el fondo del Océano Atlántico, descubrieron accidentalmente que la temperatura del agua allí alcanzaba unos sorprendentes 464°C. líquido a temperatura que se encuentra en la naturaleza, y el agua allí también se ha separado de las tres formas sólida, líquida y gaseosa, alcanzando un estado supercrítico.

El llamado estado supercrítico en realidad se refiere a un nuevo fluido formado por agua en un ambiente de alta presión y alta temperatura. El agua en este estado no solo tiene una fuerte capacidad oxidante, sino que también es extremadamente fácil. para interactuar con el aceite y otras sustancias se mezclan y tienen una fuerte capacidad de fusión. Por ello, esta agua tiene un gran valor para la investigación.

En el pasado, la investigación sobre el agua en estado supercrítico siempre se ha realizado al nivel de modelos informáticos. Debido a que el agua supercrítica tiene las características de alta temperatura, alta presión y fuerte oxidación, la investigación experimental ha sido muy importante. difícil. Las perforadoras mecánicas tradicionales se oxidaban o fundían antes de obtener muestras de las fuentes hidrotermales. No fue hasta el descubrimiento de agua supercrítica en su estado natural que los científicos llevaron a cabo investigaciones en profundidad sobre el terreno durante varios años.

Después de investigar, los científicos descubrieron que este líquido que parece un gas en realidad tiene propiedades muy poderosas, que se reflejan principalmente en los siguientes cinco aspectos:

1. Fuerte propiedad oxidante. Después de introducir las sustancias a procesar en agua supercrítica, se puede disolver una gran cantidad de oxígeno y su poder oxidante es incluso más fuerte que el del permanganato de potasio que conocemos.

2. Fuerte propiedad catalítica. En un entorno de agua supercrítica, muchas sustancias químicas reaccionan violentamente y la velocidad de reacción de algunas sustancias puede alcanzar niveles sorprendentes de cientos de veces.

En tercer lugar, fuerte solubilidad. Las sustancias insolubles, como el aceite, se pueden disolver en agua supercrítica y el volumen se reducirá considerablemente, ahorrando espacio.

En cuarto lugar, la inflamabilidad. Muchas sustancias se encienden espontáneamente en un entorno de agua supercrítica y pueden estallar llamas incluso bajo el agua.

5. Corrosivo. Sus propiedades son similares al agua regia. Casi todos los metales se corroerán lentamente en un ambiente de agua supercrítica, incluidos los metales refractarios como el oro.

Utilizando estas cinco características, los científicos pueden aplicarlas a nuestras vidas. Se han llevado a cabo investigaciones en esta área en Japón e incluso se han incluido en el plan de investigación de alta tecnología. Los resultados experimentales también son muy significativos. . Por ejemplo, una vez usaron agua supercrítica para tratar el dañino diaminotolueno y finalmente descubrieron que solo les tomó 30 minutos recuperar más del 80% de las materias primas y reinvertirlas en la fabricación de resina de uretano. No sólo la velocidad es 20 veces mayor que la de los catalizadores ácidos, sino que también es básicamente inofensivo. Se puede decir que es eficiente y respetuoso con el medio ambiente. En el futuro, el agua supercrítica se utilizará incluso en la generación de energía.

Alemania también está a la vanguardia en la aplicación de agua supercrítica. Una vez realizaron un experimento en el que elevaron la temperatura del agua supercrítica a 500 grados, introdujeron oxígeno y utilizaron sus fuertes propiedades oxidantes para reaccionar con el plástico de cloruro de polivinilo y, finalmente, descompusieron con éxito el 99% del plástico. también producido. Esto resuelve directamente el problema de que los residuos plásticos sean difíciles de descomponer en la naturaleza y es de gran importancia para la protección del medio ambiente.

Además, el agua supercrítica también es muy utilizada en el campo de la protección medioambiental. Por ejemplo, el agua supercrítica se utiliza para tratar el exceso de lodos activados y diversas aguas residuales. Debido a su fuerte corrosividad para los metales, el agua supercrítica se puede utilizar para tratar materiales de desecho como el combustible usado para cohetes. Debido a sus fuertes propiedades oxidantes, muchos desechos orgánicos también se pueden descomponer en compuestos moleculares pequeños no tóxicos, como dióxido de carbono, agua y nitrógeno, utilizando agua supercrítica. Cuando el contenido orgánico supera el 2%, la tecnología SC wo puede incluso usarse para sí misma. -calor para solucionar necesidades energéticas. Se puede observar que el agua supercrítica tiene perspectivas de aplicación extremadamente amplias en el futuro.

Por supuesto, aunque la investigación sobre el agua supercrítica ha logrado muchos resultados, todavía persisten algunos problemas.

Por ejemplo, las condiciones de preparación del agua supercrítica son relativamente duras y deben prepararse en un ambiente de alta temperatura y alta presión de 374,3 y 22,05 Mpa. Otro ejemplo es que la cinética de reacción tradicional ya no es aplicable a los fluidos supercríticos. buen uso de fluidos supercríticos, agua, es necesario establecer nuevos modelos cinéticos de reacción, etc.

La investigación sobre el agua supercrítica seguirá profundizándose. En cualquier caso, descubrir este tipo de agua supercrítica en la naturaleza tiene una gran importancia. No sólo es muy diferente del agua en las tres formas de sólido, líquido y gas en términos de propiedades, sino también muy diferente en datos como la constante dieléctrica y el coeficiente de difusión. Desde esta perspectiva, se dice que el agua supercrítica es la "cuarta". tipo de agua" No hay problema.

Entonces, además de los agentes sólido-líquido y los cuatro estados del agua, ¿existen otros estados del agua en la naturaleza? No lo sabemos, pero también se puede ver que el agua en diferentes estados tiene un gran impacto en la vida humana, y de dónde viene el agua en la Tierra también es una cuestión que preocupa a muchas personas.

Algunos científicos creen que el agua de la Tierra fue traída desde el espacio exterior. Los cometas aterrizaron en la Tierra desde el universo y nos trajeron una gran cantidad de agua. Esta es una típica "teoría de fuentes exógenas". Sin embargo, muchos científicos no están de acuerdo con esta opinión, creen que ya hay una gran cantidad de agua en la Tierra, pero la mayor parte de ella originalmente estaba contenida en la atmósfera, las rocas y el magma. La superficie cambió más tarde cuando estas inundaciones finalmente se reunieron en el río océano.