文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
不知道大家每天的水摄入量达标了吗？水在自然界存在多种形态 ， 而科学家发现地球还存在“第四种水” ， 它到底是什么呢？这种水叫做超临界水 。
生命之源——水
科学家是如何发现“第四种水”的呢？“超临界水”到底是什么？有什么用途？超临界水在地质科学方面有什么化学意义呢？下面本文会为大家一一解答 。
科学家是在深海发现的“第四种水” ， 原来水并非只有固态、液态和气态！
“第四种水”在深海中被发现
“第四种水”被发现事情还要从2008年一次考察说起 ， 当年 ， 来自德国的科学家发现了大西洋一处险要山脊中存在一个新鲜事物——一个热液喷口 ， 听起来有点像火山喷发 。 这些藏匿于海底的热液喷口 ， 形状像一个烟囱 ， 炽热的内部溶液和外部冰冷的海水相遇 ， 凝固成一种混合的奇特物质 。
拍摄到的热液喷口
此处的水温高达464℃ ， 已经超过了水的临界温度374℃了 。 研究热喷口的化学家安德里亚对此很兴奋 ， 她表示：它是一种水 ， 是一种自然状态下就能被人类观察到的天然的超临界水 。 要是以前 ， 谁也不会怀疑“只能通过实验室的技术达到水的超临界状态”这个观点 ， 如今这一观点被打破 。
不再通过人为的干预 ， 在自然界存在超临界水 ， 听起来是多么新鲜的一件事 。
出现超临界水的条件
“超临界水”是什么？水的性质会因为温度、压力超过其临界值发生变化 ， 也就是说水会“脱胎换骨” ， 变成超临界水 。 它有什么特点呢？其中引入一个概念 ， 叫热力参数 。 这个热力参数使超临界水变得比普通水更小 ， 它的密度也在压强和气温的变化下随之改变 ， 这个变化幅度介于低气压水汽与液态水两者之间 。
超临界水不同于其它三种
超临界水在热力学参数方面和水的普通三种形态有明显差异 ， 容易让人联想到“六边形战士” ， 在多项数值中超出平均水平 。 正所谓能力越大 ， 做的事也越多 。 超临界水的各项数值让液态水、固态水、气态水纷纷投来羡慕的目光 。 那么超临界水有什么超越普通水的能力呢？
“超临界水”的用途
- 应用于化学反应
超临界流体的萃取原理
【深海中被发现“第四种水”：原来水并非只有固态、液态和气态】接近临界点的离子积比常态水增加了近3个数量级 ， 处于这种状态下的水可以在不添加催化剂的条件下进行酸碱自催化反应 ， 充当酸碱催化反应的介质 。
超临界水常用于水解反应、脱水反应、水合反应 ， 因为临界点附近的离子积较大 ， 这三种反应都可以在无酸、碱催化剂的情况下进行 。 有了超临界水作为反应的参与者 ， 原本复杂的反应效率会有所提高 ， 转化率也会得到显著提升 ， 总的来说 ， 这是一种应用广泛的有机合成方法 。
不需要常规催化剂进行反应
