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普通纯水中重水是什么

发布时间:2022-05-06 02:12:39

❶ 关于重水的一点问题

会相溶
没什么后果
重水只是水分子中的氢原子变成了氢的一种同位素而已
普通水中就有重水
只不过含量较低
人们经过提纯后用做核设施

❷ 水和重水属于同一种物质吗

不是同一种物质,重水中氢元素为重氢(含一个中子)
,水中的氢元素中不含中子。
不过重水和水的物理性质和化学性质都是相同的

纯水与重水是同种物质吗

“纯水”是“纯净的水”,即没有杂质的水。化学名
称是“氧化氢”,分子式是“H2O”,即“氢二氧一”
,人类生存离不开它。
“重水”是“重氢与氧化合生成的水”,它比“水”
重。化学名称是“氧化氘”,分子式是“D2O”,即
“氘二氧一”,用于原子核反应堆和制造重氢。

❹ 制造原子弹必须要用的重水究竟是一种什么样的物质

简单通俗的说,“重水”顾名思义,就是比普通水,也叫“轻水”要重一些。轻水和重水都是由2个氢原子和1个氧原子结合而成,但氢在自然界有三种同位素,即氕、氘、氚。同位素就是原子核里的质子是一样的,因此带正电的质子和带负电的电子都是一样的,但种子数目不一样,虽然看是同一种东西,性质就有了很大的不同。

普通水分子由2个氕原子和1个氧原子组成,分子式为H2O(2为下标,后同),氕原子核里只有一个孤零零的质子,没有中子;重水分子由两个氘原子和1个氧原子结合而成,分子式为D2O,核子里有1个质子和1个中子。

这样,这两种水就不一样了,首先分子量发生了变化,就是质量轻水为18.0153,重水为20.0275,重水比轻水质量高出约11%;两种水的沸点和冰点都发生了变化,在1个标准大气压下,轻水沸点为100℃,冰点为0℃,而重水的沸点为101.42℃,冰点为3.8℃;轻水的密度为1g/cm^3,重水密度为1.1079g/cm^3。

轻水在自然界很多,遍地都是,而重水则颇为稀少,它们隐藏在清水里,只占0.02%。由于这两种水的特点不一样,就形成了不同的用途:轻水是人类不可或缺的饮用水,重水不能饮用能致人死地,而且不能用于浇灌,不能使植物种子发芽;但由于重水参与化学反应速率比轻水要慢,因此可以用作中子减速剂,在制造核燃料过程发挥重要作用。


重水堆对钚239制备的作用。

钚在自然界是不存在的,需要通过铀238吸收块中子生成铀239,再经由β衰变形成镎239,再一次β衰变成钚239。钚239浓度要达到93%,才能够作为核弹装药。

轻水堆和重水堆都可以生成钚239,但不同的是轻水堆中生成的钚含有大量的钚240,这种钚240极不稳定,自发裂变比率很高,钚239里面混入钚240比例很高就非常容易发生爆炸。国际标准是,钚240含量超过19%就是废材,没有利用价值,只能填埋处理;钚240含量在7~19%之间则作为燃料级钚,可以在快中子反应堆继续使用;钚240少于7%就是武器级钚,可以通过进一步提纯制造原子弹装药。

而且要从钚240含量很高的钚中提纯,即便在重水堆中,也很难很难,难度大大高于分离铀235。因此要真正的制造原子弹级钚239,只能一开始就建造重水堆,才能够提纯出高纯度的钚239。

重水制造的方法很多,最初采用电解法生产,还可以根据重水沸点高于轻水的特性进行反复蒸馏获得。目前具有商业意义的两种方法是,水~硫化氢交换法(GS法)和氨-氢交换法。反正制备重水成本是很高的,这里就不展开来说了。

❺ 重水,硬水,软水,自由水,分别是什么水

重水
重水与普通水看起来十分相像,它们的化学性质也一样,不过某些物理性质却不相同。普通水的密度为1克/厘米3,而重水的密度为1.056克/厘米3;普通水的沸点为100℃,重水的沸点为101.42℃;普通水的冰点为0℃,重水的冰点为 3.8℃。此外,普通水能够滋养生命,培育万物,而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。不过,重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大的核武器,就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂

重水和普通水一样,也是由氢和氧化合而成的液体化合物,不过,重水分子和普通水分子的氢原子有所不同。我们知道,氢有3种同位素。一种是氕,它只含有一个质子。它和一个氧原子化合可以生成普通的水分子。另一种是重氢 ———氘。它含有一个质子和一个中子。它和一个氧原子化合后可以生成重水分子。还有一种是超重氢———氚。它含有两个中子和一个质子。

重水可以通过多种方法生产。最初的方法是用电解法,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。后来又发展了一些其他较佳的方法。

然而只有两种方法已证明具有商业意义:水——硫化氢交换法(GS法)和氨——氢交换法。

GS法是基于在一系列塔内(通过顶部冷和底部热的方式操作)水和硫化氢之间氢与氘交换的一种方法。在此过程中,水向塔底流动,而硫化氢气体从塔底向塔顶循环。使用一系列多孔塔板促进硫化氢气体和水之间的混合。在低温下氘向水中迁移,而在高温下氘向硫化氢中迁移。氘被浓缩了的硫化氢气体或水从第一级塔的热段和冷段的接合处排出,并且在下一级塔中重复这一过程。最后一级的产品(氘浓缩至高达30%的水)送入一个蒸镏单元以制备反应堆级的重水(即99.75%的氧化氘)。

氨——氢交换法可以在催化剂存在下通过同液态氨的接触从合成气中提取氘。合成气被送进交换塔,而后送至氨转换器。在交换塔内气体从塔底向塔顶流动,而液氨从塔顶向塔底流动。氘从合成气的氢中洗涤下来并在液氨中浓集。液氨然后流入塔底部的氨裂化器,而气体流入塔顶部的氨转换器。在以后的各级中得到进一步浓缩,最后通过蒸馏生产出反应堆级重水。合成气进料可由氨厂提供,而这个氨厂也可以结合氨——氢交换法重水厂一起建造。氨——氢交换法也可以用普通水作为氘的供料源。

利用GS法或氨——氢交换法生产重水的工厂所用的许多关键设备项目是与化学工业和石油工业的若干生产工序所用设备相同的。对于利用GS法的小厂来说尤其如此。然而,这种设备项目很少有“现货”供应。GS法和氨——氢交换法要求在高压下处理大量易燃、有腐蚀性和有毒的流体。因此,在制定使用这些方法的工厂和设备所用的设计和运行标准时,要求认真注意材料的选择和材料的规格,以保证在长期服务中有高度的安全性和可靠性。规模的选择主要取决于经济性和需要。因而,大多数设备项目将按照用户的要求制造。

最后,应该指出,对GS法和氨——氢交换法而言,那些单独地看并非专门设计或制造用于重水生产的设备项目可以组装成专门设计或制造用于生产重水的系统。氨——氢交换法所用的催化剂生产系统和在上述两方法中将重水最终加浓至反应堆级所用的水蒸馏系统就是此类系统的实例。

专门设计或制造用于利用GS法或氨——氢交换法生产重水的设备项目包括如下:

6.1. 水——硫化氢交换塔

专门设计或制造用于利用GS法生产重水的、用优质碳钢(例如ASTM A516)制造的交换塔。该塔直径6米(20英尺)至9米(30英尺),能够在大于或等于2兆帕(300磅/平方英寸)压力下和6毫米或更大的腐蚀允量下运行。

6.2. 鼓风机和压缩机

专门为利用GS法生产重水而设计或制造的用于循环硫化氢气体(即含H2S 70%以上的气体)的单级、低压头(即0.2兆帕或30磅/平方英寸)离心式鼓风机或压缩机。这些鼓风机或压缩机的气体通过能力大于或等于56米3/秒(120 000 标准立方英尺/分),能在大于或等于1.8兆帕(260磅/平方英寸)的吸入压力下运行,并有对湿H2S介质的密封设计。

6.3.氨——氢交换塔

专门设计或制造用于利用氨——氢交换法生产重水的氨——氢交换塔。该塔高度大于或等于35米(114.3英尺),直径1.5米(4.9英尺)至2.5米(8.2英尺),能够在大于15兆帕(2225磅/平方英寸)压力下运行。这些塔至少都有一个用法兰联结的轴向孔,其直径与交换塔筒体部分直径相等,通过此孔可装入或拆除塔内构件。

6.4. 塔内构件和多级泵

专门为利用氨——氢交换法生产重水而设计或制造的塔内构件和多级泵。塔内构件包括专门设计的促进气/液充分接触的多级接触装置。多级泵包括专门设计的用来将一个接触级内的液氨向其他级塔循环的水下泵。

6.5. 氨裂化器

专门设计或制造的用于利用氨——氢交换法生产重水的氨裂化器。该装置能在大于或等于3兆帕(450磅/平方英寸)的压力下运行。

6.6. 红外吸收分析器

能在氘浓度等于或高于90%的情况下“在线”分析氢/氘比的红外吸收分析器。

6.7. 催化燃烧器

专门设计或制造的用于利用氨——氢交换法生产重水时将浓缩氘气转化成重水的催化燃烧器

硬水
所谓"硬水"是指水中所溶的矿物质成分多,尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害,但是会给生活带来好多麻烦,比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。

水是一种很好的溶剂,能有效去除污物杂质。纯水--无色、无味、无臭,被称作是"通用溶剂"。当水和二氧化碳结合生成微量的碳酸时,水的溶解效果更好。当水流过土地和岩石时,它会溶解少量的矿物质成分,钙和镁就是其中最常见的两种成分,也就是它们使水质变硬。水中含钙、镁等矿物质成分越多,水的硬度越大。

在英国一般用以下指数表示水硬度:

硬度范围 软 轻硬度 中硬度 高硬度 超强硬度

所溶矿物质(毫克/升水) 0 - 17.1 17.1 - 60 60 - 120 120 – 180 180 & 以上

软水
软水

soft water

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硬水。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为 1.0~50 毫克/升后得到的软化水。虽然煮沸就可以将暂时硬水变为软水,但在工业上若采用此法来处理大量用水,则是极不经济的。软化水的方法有:①石灰 -苏打法 。先测定水的硬度,然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠,硬水中的钙、镁离子便沉淀析出:

Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O

CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4②磷酸盐软水法。对于锅炉用水,可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂,它与钙、镁离子形成络合物,在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出,从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。③离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水,但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应,使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用,故此法是既经济又先进的软水法。

自由水
自由水

(free water)不被植物细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水。水在细胞中以自由水与束缚水两种状态存在,由于存在状态不同,其特性也不同。因此,在细胞中所起的作用各异。由于两者的比例不同,会影响到原生质的物理性质,进而影响代谢的强度。自由水占总含水量的比例越大,使原生质的粘度越小,且呈溶胶状态,代谢也愈旺盛。

❻ 软水,硬水,重水以及纯水分别是什么,它们之间有什么区别

不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水(soft
water)。软水不易与肥皂产生浮渣,而硬水相反。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为
1.0~50
毫克/升后得到的软化水。虽然煮沸就可以将暂时硬水变为软水,但在工业上若采用此法来处理大量用水,则是极不经济的。
在日常生活中,我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成,这是因为在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形式沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水,介于8~17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。
有些钙、镁离子含量很高的水却不见有水垢生成,这是因为这些钙、镁离子以氯化盐形式存在,它们是可溶的,所以在加热时并不能沉淀出来。
水的硬度对日常生活影响是很大的。如水的硬度大时洗衣服不起泡;旅居异地因饮水的硬度不适应可出现水土不服的症状;壶内结水垢会使壶的导热性下降;工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以,生活和工业用水均应适当控制水的硬度。一般来说,软水多用于生活中,洗澡、洗衣服等。不用于饮用,所含矿物质过少。 所谓"硬水"是指水中所溶的矿物质成分多,尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害,但是会给生活带来很多麻烦,比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。
水是一种很好的溶剂,能有效去除污物杂质。纯水--无色、无味、无臭,被称作是"通用溶剂"。当水和二氧化碳结合生成微量的碳酸时,水的溶解效果更好。当水流过土地和岩石时,它会溶解少量的矿物质成分,钙和镁就是其中最常见的两种成分,也就是它们使水质变硬。水中含钙、镁等矿物质成分越多,水的硬度越大。
重水(heavy
water)是由氘和氧组成的化合物。分子式D2O,分子量20.0275,比普通水(H2O)的分子量18.0153高出约11%,因此叫做重水。在天然水中,重水的含量约占0.015%。由于氘与氢的性质差别极小,因此重水和普通水也很相似。重水的离子积常数为1.6*10-15.
纯水又称纯净水、去离子水,是指以符合生活饮用水卫生标准的水为原水,通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法,制得的密封于容器内,且不含任何添加物,无色透明,可直接饮用的水。市场上出售的太空水,蒸馏水均属纯净水。纯水不易导电,是绝缘体。铅酸蓄电池补水时要使用纯水。

❼ 强水、王水和纯净水之间的区别是什么

简单地从化学原理上说,这些都是水及水溶液。重水属于水的同位素,组成水分子的其中H2O中氢的是氘或氚的同位素,氢原子核中的中子数不同。于日常的纯净水相比,其中的氢同位素含量相差非常大,普通纯净水氘和氚的同位素含量极低,而重水的H主要成分就是氘和氚,所以重水的水分子的原子质量大,化学及物理性质也略有不同。


一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的,氢原子有三种。一种原子量为1。 一种为2,叫做氘。一种为3,叫作氚。如果水中的氢都是分子量1的那种,就叫轻水。如果水中的氢都是氘,那么就叫重水。它比普通的水要重一点点。 如果水中的氢都是氚,那么就叫超重水,它比重水还要重一点点。

❽ 什么是重水和超重水

重水和普通水一样,也是由氢和氧化合而成的液体化合物,不过,重水分子和普通水分子的氢原子有所不同。我们知道,氢有3种同位素。一种是氕,它只含有一个质子。它和一个氧原子化合可以生成普通的水分子。另一种是重氢 ———氘。它含有一个质子和一个中子。它和一个氧原子化合后可以生成重水分子。还有一种是超重氢———氚。它含有两个中子和一个质子。

重水与普通水看起来十分相像,它们的化学性质也一样,不过某些物理性质却不相同。普通水的密度为1克/厘米3,而重水的密度为1.056克/厘米3;普通水的沸点为100℃,重水的沸点为101.42℃;普通水的冰点为0℃,重水的冰点为 3.8℃。此外,普通水能够滋养生命,培育万物,而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。不过,重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大的核武器,就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂。这也是同盟国不惜一切代价炸掉希特勒渡船的原因。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。水在地球上的总重大约是140亿亿吨,其中重水还不到万分之二。为了得到一公斤重水就要消耗掉6万度电和一百吨水,这比砂里淘金花的代价要大得多,因而重水的价格要比金子贵。大自然中的重水非常少,而超重水就更加少了,在宽广无际的大海里,连十亿分之一也找不到,只有靠人工的方法去制造。一般是把金属锂放在原子反应堆中,在中子的轰击下,使锂转变为氚,然后与氧化合生成超重水。制造一公斤超重水要消耗近十吨的原子能量,而且生产很慢,一个工厂一年也不过制造几十公斤超重水,所以超重水的价格比重水还要贵上万倍,比金子要贵几十万倍。

❾ 重水、强水、王水和普通纯净水的区别究竟是什么

水是人类生活中不可缺少的一种重要物质,在日常生活中,每天都需要补充一些纯净水。而自然界中除了纯净水这一种水以外,还有重水,强水以及王水。对于普通人来说,大家对普通的纯净水了解的更多,而对上面的另外三种水可能会了解更少一些。通过查找相关的资料,我们首先可以知道纯净水和重水都是水,而上面提到的王水和强水并不是水,而是化学中经常遇到的一种酸。

三、综述

总之,强水、王水、纯净水、重水是有区别的,都有自己的特点。

❿ 区分一下水~重水~超重水

不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。

饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:

生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大

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