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重水
作者:吳家銘(1) 製法:
反覆電解水可增加水中D2O的濃度,最後分餾殘液即可得D2O。
(2) H2O與D2O的比較:
|
H2O |
D2O |
沸 點 |
100.00℃ |
101.42℃ |
熔 點 |
0.00℃ |
3.82℃ |
熔解熱(仟焦耳/莫耳) |
6.01 |
6.3 |
汽化熱(仟焦耳/莫耳) |
40.7 |
41.61 |
最 大 密 度 的 溫 度 |
3.98℃ |
11.6℃ |
密度(在25℃,g/mL) |
0.997 |
1.10 |
(3) 用途:
核子反應器中,中子之減速劑。
自然水與其處理法:
(1) 自然水:
存在於自然界中的水稱為自然水,包括海水、河水、湖水、地下水及雨水等未經處理過的水。
(2) 雨水是淡水的來源之一
根據檢驗,雨水中仍溶有微量雜質,主要是灰塵及可溶性氣體,所以雨水仍然不是純水,雨水中所含固體量達2.3至4.6ppm。
(3) 水的淨化:
除法懸浮物的方法:
(a) 沈降法(粒子太小,則不易除去)
(b) 凝聚法(常用鋁鹽)
(c) 過濾法
消毒與除臭:氯氣法或臭氧法;活性炭
(4) 硬水的軟化法:
暫時硬水:含有HCO ,Ca2–,Mg2–。
永久硬水:含有SO ,Cl,Ca2+,Mg2+。
硬水的缺點:消耗肥皂,生鍋垢(若暫時硬水為CaCO3或MgCO3;若永久硬水為CaSO4)
檢驗是否硬水或軟水:加入肥皂水,若有持久性泡沫,則為軟水。
硬水的軟化法:
(a) 暫時:加熱[Ca(HCO3)2] CaCO3 + CO2 + H2O
(b) 消石灰法:加入適量消石灰以除去碳酸氫根離子及Ca2+。
Ca +2OH +Ca +2HCO →2CaCO3(s) + 2H2O
(c) 加Na2CO3 [Ca2+ + CO → CaCO3]
(d) 或用離子交換法,如沸石法[沸石即NaAlSiO4,一種鋁矽酸鈉鹽,簡寫成NaZ,即Ca (硬水) + 2NaZ(s) → CaZ2(s) + 2Na ]及陽離子交換樹脂法[如磺酸化聚苯乙烯之鈉鹽R- SO -Na+]。其再生法皆用濃食鹽水。
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