★水是什么
春宵秋夜,碎雨敲窗,淅淅沥沥,从天而降的水,是雨水。
雨水聚积到江河湖泊中,就称河水或湖水。
河水、湖水到了自来水厂,经过加工,就变成清洁的自来水。
江河的水,注入浩瀚的海洋,就是海水。
在山区,从地下涌上来的水是泉水。
离江河湖泊远的村庄,就得凿井而饮,从井底潺潺流出的水,称井水。
水的名目那么多,其实都是一种东西,只是来源不同,里面含的杂质多少不同而已。
天天和水打交道,水是什么东西呢?
水的真面目第一次被人们识破,是十八世纪中叶。那时,英国有个化学家普利斯特利,常常爱给朋友们表演魔术:他拿了个“空”瓶子,在朋友们面前晃了几下,然后,他敏捷地把一支点着的蜡烛移近瓶子。
“啪!”震耳欲聋的一声,朋友们给吓了一大跳。瓶口吐出了长长的火舌,但立刻又熄灭了。
原来,这位魔术师在瓶子里早已装满两种没颜色的气体——氢气与空气。氢气有个脾气,它与空气混合后一烧起来,就会发出巨大的声响——“爆鸣”。这种混合气体,在化学上叫做“爆鸣气”。
普利斯特利给好奇的朋友们,表演了很多次这种逗人的魔术。但是,这位化学家始终没有注意到,他变完把戏的瓶子里,还住着一位神秘的“客人”。’
终于有一次,普利斯特利的目光,在瓶壁上停留了很久:咦!瓶壁上有不少水珠!这在当时,确是个不解之谜,也是件非常惊人的事儿。
普利斯特利起初还不相信,以为自己的瓶子本来就没擦干。于是,他用干燥的氢气、干燥的瓶子,重新一次又一次开始耐心地进行试验。
一次又一次的实验证明:氢气在空气中燃烧(与氧气化合)后,就变成了水。换句话说,水是由氢与氧组成的。不少科学家继续研究,终于证明一个水分子里,含有两个氢原子和一个氧原子。
为了揭开水的秘密,后来人们用‘:握开”的办法,证实水是由氢和氧两种元素变出来的。
怎么拆法呢?办法很有趣。
在一盆水里,先加进几滴硫酸。接着把干电池的两个电极上的铜丝,插进水中去。一个有趣的现象就出现了,两个电极都有气体冒出来。
把从阴极出来的气体用下方排水集气法收集在小试管中,用火一点,就有淡蓝色的火焰烧起来。若把它充进气球中去,气球就会冉冉升上高空。这是什么气体呢?你一定会说:是氢气。
从阳极出来的气体可不一样,它不会燃烧,但能帮助燃烧。把一根将熄未熄的火柴,投入这气体,火柴立刻会冒出强光,炽烈地烧起来。这是什么气体呢?这是氧气。
电流通过水中,两个电极不断冒出气体,而水却慢慢减少,一直到剩下几滴硫酸为止。这个有趣的玩意,就是电解。
在水中放几滴硫酸是什么意思呢?原来硫酸充当了拆散水分子中的氢和氧的“角色”。
水分子被拆开,得到氢气和氧气。从拆开的结果来看,证实了一个水分子的确是由两个氢原子和一个氧原子组合而成的。.
水的性情非常安静。氢和氧一级结合成水,就不愿轻易分开。把水加热到2000℃,1000个水分子中,也只有18个分子被分解成氢和氧!
#重水是水吗
冰在0℃开始融化。这是大家都熟悉的事儿。
然而。世界上竟而有“热冰”——它在3.8℃方才融化!
是不是结成这种冰的水不纯呢?不,这是道道地地的水,但又与普通的水不一样,它叫重水。
重水是水。普通水的分子,是由一个氧原子与两个氢原子组成的。重水的分子,也是由一个氧原子与两个氢原子组成。重水与普通水的不同,只是在于组成重水的氢原子不是普通的氢原子,而是重氢,学名叫做“氘”。重氢也是氢:普通氢原子的原子核,是由一个质子组成的,而重氢的原子核除了有一个质子外,还多含有一个中子。1升重水比l升普通水大约要重105.6克。
在外貌上,重水与普通水差不多,都是没颜色的、透明的、流来流去的**。但是,它俩貌合神离,脾气可大不相同:如果你用重水养金鱼的话,鱼儿没多久就肚皮朝天地死去了,喝了重水的老鼠,也会很快丧命;普通的水在100℃就沸腾了,重水在101.4℃才沸腾;盐类在重水里的溶解度比在普通水里要小些;许多化学反应进行的速度,在重水里也要比普通水里慢一些。
更奇怪的是:当用电流电解水时,普通水的分子很容易被电流“拆开”成氢气与氧气,从两极跑掉。而重水几乎不会被电解!
在大自然中,普通的水大约有140万万亿吨那么多,重水却很少,在100吨水里大约含有17公斤重水。现在,人们就是利用电流来大批大批地电解水。久而久之,因为重水不易被电解,电解液里重水的浓度便越来越大,最后把电解液蒸馏一下,就制得了很纯的重水。这样,制备重水常常要消耗掉大量的电能,提炼1公斤重水比熔炼1吨铝所需的电能还大3倍!
在大自然中,重水的分布是很不均匀的:雪、雨水与地表面的水里,重水很少。然而,在一些动植物体中,特别是一些矿物(如变质绿泥石)中,重水的含量却较多。
尽管为了得到一丁点儿的重水,要付出巨大的电能,人们还是大批大批地电解水来制备重水,而且即使这样做,重水仍然感到供不应求呢!
这是为什么?
原来,重水在现代原子能反应堆里,是一位非常重要的角龟——减速剂。在所有的减速剂中,要算是重水最好了,因为它几乎不吸收中子。
重水是在1932年才第一次被人们发现。短短的四十多年间,它成了一位非常重要的“人物”。在将来,重水将越发重要,人们称它为“未来的燃料”,因为重水是热核反应的“燃料”,是一种取之不尽,用之不竭,而释放出来的能量又是异常巨大的好“燃料”!