一、水的物理性质
1.水是无色、无臭、无味液体,在浅薄时是清澈透明,深厚时呈蓝绿色
2.在1
atm时,水的凝固点(f.p.)为,沸点(b.p.)为100℃。
水在0℃的凝固热为5.99
kJ/mole(或80
cal/g)
水在100℃的汽化热为40.6
kJ/mole(或540
cal/g)
由於水分子间具有氢键,故沸点高、莫耳汽化热大,蒸气压小
(1)沸点:液体的饱和蒸气压等於液面上大气压之温度,此时液体各点均呈剧烈汽化现象,且液气相可共存若液面上为1
atm(76
mmHg)时,则该沸点称为「正常沸点」,水的正常沸点为100℃
(2)若液面的气压加大,则液体需更高的蒸气压才可沸腾;而更高的温度使得更高的蒸气压,故液体的沸点会上升。
液面上蒸气压愈大,液体的沸点会愈高
例:压力锅,压力锅内水面造成6atm而使水的沸点升至105℃以上,如此高温的水煮起东西会比平常更快
(3)反之,若液面上气压变小,则液面的沸点将会下降
3.水在4℃(精确值为3.98℃)时的体积最小、密度最大,D
=
1g/mL
(1)三相点:在真空容器中,纯质的液相、固相、气相以平衡状态同时存在的温度与压力称之。
(2)临界点(critical
point)之温度为临界温度,压力为临界压力。
1.
临界温度:加压力使气体液化之最高温度称为临界温度。如水之临界温度为374℃,若温度高於374℃,则不可能加压使水蒸气液化
2.
临界压力:在临界温度时,加压力使气体液化的最小压力称之。临界压力等於该液体在临界温度之饱和蒸气压。
二、水的化性
1.水是最常见的溶剂
(1)一般而言活性小的金属和非极性分子物质在水中的溶解度较小。但分子量小、极性大且能与水分子产生氢键的分子物质,如氨(NH3)、甲醇
(CH3OH)、蔗糖(C12H22O11)皆易溶於水中
如:2Na
+
2H2O
→
2NaOH
+
H2
(2)水是电解质的优良溶剂因为水是极性分子,可与电解质的阴阳离子水合,隔离阳离子与阴离子间之吸引力,而使电解质溶於水中
参阅课本p.67,Fig
4-1
2.水分子中氢与氧都有同位素存在
(1)氢的同位素有三种
氢(或H):占天然存在的氢之99.98%
氘(或D):占天然存在的氢之0.04%
氚(或T):具有放射性
(2)氧的同位素有三种
氧-16():占天然存在氧的99.76%
氧-17():占天然存在氧的0.04%
氧-18():占天然存在氧的0.20%
(3)纯化的水可视为1H216O。
自然界水中含有极少量的氧化氘(D2O),可有水电解后的残液分馏而得
∵在电解水时,由於H2O较轻,比D2O更易移动到电极分解,故电解后留下的液体中含D2O的比率较电解前多
氧化氘俗称重水(heavy
water),广用於核子反应器,作为中子的减速器
物理性质:液态
透明
0摄氏度时为冰水混合
低于0摄氏度为固态
常温为液态
不挥发
无色无味
化学性质:可与活泼金属反映生成氢气
通电状态下可以点解为氢气氧气
自身为弱电解质