Papel de cloro
Tema: El agua que nos rodea
Este artículo es el resultado de las actividades prácticas integrales de cinco estudiantes. Explica la composición y propiedades del agua, clasifica y compara el agua en nuestras vidas, y explica sus respectivos usos sobre esta base. Finalmente, se analizó el estado de contaminación del agua y las causas de la sección de Zhenjiang de la cuenca del río Yangtze y de la antigua cuenca del canal, y se propuso una idea de tratamiento preliminar.
Palabras clave: agua, agua circundante, clasificación, uso, contaminación del agua
El agua (H2O) es una sustancia inorgánica compuesta de hidrógeno y oxígeno. Es incolora e inodora a temperatura normal y. presión de un líquido transparente. El agua es una de las sustancias más comunes, un recurso importante para toda la vida, incluidos los humanos, y el componente más importante de los organismos vivos. El agua jugó un papel importante en la evolución de la vida.
1 Propiedades del agua
1.1 Propiedades físicas El agua es un líquido transparente, incoloro e inodoro a temperatura y presión normales. ¿A 20°C, la conductividad térmica del agua es 0,006 J/s? ¿6?1cm? 6?1K, la conductividad térmica del hielo es 0,023 J/s? ¿6?1cm? 6?1K, cuando la densidad de la nieve es 0,1×103 kg/m3, la conductividad térmica de la nieve es 0,00029 J/s? ¿6?1cm? 6?1K A 3,98 ℃, la densidad máxima del agua es 1×103 kg/m3. Cuando la temperatura es superior a 3,98°C, la densidad del agua disminuye al aumentar la temperatura. A 0 ~ 3,98°C, el agua no obedece las leyes de expansión y contracción térmica, pero su densidad aumenta a medida que aumenta la temperatura. A 0°C, la densidad del agua es 0,99987×103 kg/m3 y la densidad del hielo es 0,9167×103 kg/m3. El agua es un buen disolvente y la mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos compuestos orgánicos son solubles en agua.
1.2 Propiedades químicas
1.2.1 Estabilidad térmica del agua. El agua es muy estable térmicamente. Cuando el vapor de agua se calienta por encima de 2000 K, sólo una pequeña cantidad se descompondrá en hidrógeno y oxígeno, pero el agua se descompondrá en hidrógeno y oxígeno cuando se cargue.
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
1.2.2 El agua reacciona con el metal. Muchos metales reactivos reaccionan con el agua, como el sodio, el potasio y el hierro.
2Na + 2H2O = H2 ↑+ 2NaOH
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
1.2.3 El agua reacciona con los no metales. Algunos no metales pueden reaccionar con el agua, como el flúor, el cloro y el carbono.
Cl2 +H2O HCl + HClO
1.2.4 El agua y algunos óxidos metálicos y no metálicos pueden reaccionar con el agua. Como óxido de sodio, óxido de calcio, dióxido de carbono, dióxido de azufre, etc.
Na2O + H2O = 2NaOH
SO2 + H2O H2SO3
1.2.5 Reaccionar con otras sustancias.
NH3 + H2O NH3. H2O
Cloruro de calcio + H2O → Hidróxido de calcio + acetileno
2 Clasificación del agua y sus aplicaciones
2.1 Agua ordinaria, agua pesada y agua superpesada
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Hay tres tipos de nucleidos de hidrógeno, a saber, hidrógeno ordinario (1 protón en el núcleo, también conocido como deuterio), hidrógeno pesado (1 protón y 1 neutrón en el núcleo, también conocido como deuterio). ) y el hidrógeno superpesado (1 protón en el núcleo) protones y 2 neutrones, también conocido como tritio). La fórmula molecular del agua corriente es H2O. El agua pesada también se llama óxido de deuterio o agua deuterada y su fórmula molecular es D2O. El agua pesada es un líquido incoloro, inodoro e insípido, pero sus propiedades físicas son ligeramente diferentes a las del agua corriente. Por ejemplo, la densidad del agua pesada es 1,1044 g/cm3 (25 ℃), mientras que la densidad del agua corriente es 0,99701 g/cm3 (25 ℃). De aquí proviene el nombre de agua pesada. El punto de fusión del agua pesada es 3,81°C y el punto de ebullición es 101,42°C. La solubilidad de la sal en agua pesada es menor que la del agua corriente. Por ejemplo, a 25°C, 100 g de agua corriente pueden disolver 35,92 g de NaCl, mientras que 100 g de agua pesada sólo pueden disolver 30,56 g de NaCl. Muchas sustancias reaccionan más lentamente con agua pesada que con agua corriente. El agua pesada tiene efectos adversos sobre los seres vivos. Las semillas de las plantas no pueden germinar cuando se sumergen en agua pesada y los peces morirán rápidamente en agua pesada. El agua corriente contiene aproximadamente un 0,015% de agua pesada. Al electrolizar agua, la velocidad de liberación del hidrógeno ordinario (H2) es 6 veces más rápida que la del hidrógeno específico (D2), por lo que se enriquece el agua pesada del residuo de agua electrolizada. Los métodos actuales para producir agua pesada incluyen la electrólisis, la destilación y el intercambio químico.
El agua pesada se utiliza principalmente como moderador (también llamado moderador) y refrigerante en el reactor. El deuterio producido durante la descomposición del agua pesada es un importante combustible termonuclear. En química y biología, el agua pesada se utiliza como trazador para estudiar los mecanismos de reacción. La fórmula química del agua superpesada es T2O. Cada molécula de agua pesada consta de dos átomos de tritio y un átomo de oxígeno. El agua superpesada es extremadamente rara en las aguas naturales y representa menos de una parte por mil millones. El coste de producción del agua superpesada es decenas de miles de veces mayor que el del agua más pesada.
2.2 El agua en la vida diaria
2.2.1 Agua natural después de filtrar, precipitar y desinfectar el agua del grifo. El componente principal es el agua, seguida de algunos iones como Ca2+, Mg2+. , Cl- espera. Aunque el agua del grifo ha sido tratada, todavía contiene trazas de bacterias como E. coli y algunos otros solutos, por lo que el agua del grifo no se puede beber directamente. El agua del grifo es más densa que el agua pura y no tiene un punto de ebullición fijo. El agua del grifo se puede beber después de calentarla y hervirla, y se puede utilizar directamente como agua industrial.
2.2.2 Agua mineral El agua mineral es agua mineral subterránea no contaminada que brota naturalmente de las profundidades del subsuelo o está expuesta artificialmente. El agua mineral contiene una variedad de minerales y oligoelementos beneficiosos para el cuerpo humano, como litio, estroncio, selenio, zinc, bromo, molibdeno, etc. Tiene fuertes funciones fisiológicas y ciertos efectos en el cuidado de la salud del cuerpo humano. En circunstancias normales, la composición química, el caudal y la temperatura del agua mineral son relativamente estables dentro del rango de fluctuación natural.
2.2.3 Agua purificada El agua purificada se obtiene de ríos, lagos, agua del grifo, etc. Por destilación, electrodiálisis, intercambio iónico y ósmosis inversa. La pureza estéril se logra mediante complejos procedimientos de purificación profunda. El agua purificada elimina en gran medida varios elementos del agua, dejando solo moléculas de agua. Si bien elimina sustancias nocivas, también elimina sustancias beneficiosas, por lo que no se puede beber agua pura durante mucho tiempo, sino que se debe beber con agua mineral.
2.2.4 Agua magnetizada El agua magnetizada es un tipo de agua que se obtiene mediante el uso de imanes superconductores de alta tecnología para magnetizar el agua y cambiar la estructura de las moléculas de agua. Una vez magnetizada el agua, sus propiedades físicas y químicas sufren grandes cambios, que se manifiestan principalmente en el aumento de la conductividad, el valor del pH, la densidad, la volatilidad, el oxígeno disuelto (OD) y la solubilidad de la materia insoluble. En la mayoría de los campos magnéticos, la tensión superficial del agua magnetizada aumenta y su punto de ebullición disminuye. Bajo un pequeño campo magnético, la tensión superficial disminuye y el punto de ebullición aumenta. El punto de congelación del agua magnetizada no cambia mucho. El agua magnetizada tiene muchos usos en la producción y la vida debido a su estructura y propiedades diferentes a las del agua ordinaria. Desde el punto de vista médico, tiene ciertos efectos estimulantes y curativos sobre enfermedades humanas como la hipertensión, la diabetes, la sangre espesa y los cálculos renales. Beber agua magnetizada también tiene cierto efecto en la eliminación de la fatiga por ejercicio. El agua magnetizada se utiliza en la industria para inhibir las incrustaciones, prevenir las incrustaciones, eliminar el polvo y mejorar la resistencia del hormigón. En agricultura, el uso de agua magnetizada para regar cultivos puede activar varias enzimas biológicas, mejorar la actividad biológica de las enzimas, promover la formación de clorofila y mejorar la fotosíntesis, promoviendo así el crecimiento y desarrollo de los cultivos y mejorando el rendimiento y la calidad de los cultivos. La cría de peces en agua magnetizada puede mejorar el crecimiento, la resistencia a las enfermedades y la resistencia al frío de los peces.
2.2.5 El superagua calienta y evapora agua corriente en vapor en un recipiente cerrado y condensa el vapor en un tubo capilar (diámetro interno del orden de nm). El agua obtenida de esta manera se llama súper agua, y algunas personas la llaman de manera poco científica nano agua. Después del tratamiento, la estructura de asociación de superagua ha sufrido grandes cambios, formando un polímero con estructura de anillo hexagonal en forma de cadena con un tamaño de partícula que alcanza el orden de nm. Debido a la particularidad de la estructura del agua ordinaria, tiene algunas propiedades que son diferentes del agua ordinaria: ① Su densidad es 1,4 veces mayor que la del agua ordinaria (ρChao = 1,4ρPu ② Su coeficiente de viscosidad es 15 veces mayor que el del agua ordinaria (η); Chao = 15η Pu), baja volatilidad; ③El punto de congelación del súper agua es -100 ℃ y aún mantiene sus características a 700 ℃. Se convierte en agua corriente cuando se calienta a 900 ~ 1000 ℃, y sus características no cambiarán independientemente del calentamiento, enfriamiento o almacenamiento a largo plazo a -100 ~ 700 ℃. La súper agua es altamente reactiva y puede ingresar fácilmente entre las moléculas de otras sustancias. Algunas sustancias que son incompatibles con el agua común, como el combustible, pueden disolverse bien con agua súper. El agua ingresa entre las moléculas de aceite, cambiando la interacción entre las moléculas y haciendo que la estructura molecular se afloje. El fueloil que contiene una cierta proporción de superagua tiene un punto de ignición bajo y se quema por completo. Por un lado, puede mejorar la tasa de combustión y la eficiencia mecánica; por otro, puede reducir la contaminación del aire, lo que tiene enormes beneficios económicos y sociales. Usando súper agua como solvente, se pueden preparar soluciones líquidas a bajas temperaturas. Debido a su baja volatilidad y alto coeficiente de viscosidad, también se puede convertir en soluciones fácilmente volátiles e impermeables, lo cual es de gran utilidad en la industria.
2.2.6 El agua recuperada se refiere a drenaje diverso de alta calidad (excluyendo heces y drenaje de cocina), drenaje diverso (excluidos heces y aguas residuales) y aguas residuales domésticas (aguas residuales) utilizadas por las personas en la vida y la producción. Alcanza ciertos estándares de calidad del agua y puede reutilizarse dentro de un cierto rango. Su calidad del agua se encuentra entre el agua superior (agua clara) y el agua inferior (aguas residuales). El "agua media" tiene muchas interpretaciones. Se la llama "agua recuperada" en los proyectos de alcantarillado, "agua circulante" o "agua recuperada" en las fábricas, y algunas personas también la llaman "agua recuperada". La calidad del agua se utiliza generalmente como marca distintiva. La calidad de las aguas grises tratadas debe cumplir con las siguientes condiciones: (1) Cumplir con los requisitos higiénicos: sus indicadores incluyen principalmente coliformes, recuento bacteriano total, cloro residual, sólidos en suspensión, DQO, DBO5, etc. (2) Satisfacer los requisitos sensoriales humanos sin sensaciones desagradables. Los indicadores de medición incluyen turbidez, color, olor, etc. (3) Cumplir con los requisitos estructurales del equipo, es decir, la calidad del agua no causará fácilmente corrosión e incrustaciones graves en equipos y tuberías. Sus indicadores de medición incluyen el valor de PH, dureza, residuos de evaporación, sustancias disueltas, etc. Las aguas residuales tratadas se utilizan generalmente para la cisterna de inodoros, la fumigación de carreteras, la jardinería, el lavado de coches y como agua suplementaria para el agua de refrigeración.
2.3 Agua dura y agua blanda
2.3.1 El agua blanda contiene pocos o ningún ion calcio e iones de magnesio. Generalmente, el agua con una dureza inferior a 8 grados es agua blanda.
2.3.2 El agua dura contiene más iones de calcio e iones de magnesio. Generalmente, el agua con una dureza superior a 8 grados es agua dura. El agua dura afectará la eficacia de los detergentes y calentarla con agua dura generará más incrustaciones. En términos generales, el agua dura debe ablandarse antes de utilizarse en la industria.
2.4 Agua dulce y agua salada
2.4.1 Generalmente se utiliza como agua doméstica o industrial agua dulce con poco o ningún contenido de sal.
2.4.2 El agua salada contiene mucha sal, como el agua de los lagos salados del norte. Algunas aguas subterráneas y de mar son agua salada.