磁化水的物理化学性质

化学毕业论文 时间:2018-04-13 我要投稿

  磁化水的物理化学性质【1】

  摘要: 以一定的流速垂直流经具有一定强度磁场后的水称为磁化水。

  本文用实验的方法测定了纯水和一些盐溶液经磁场处理后的CO2含量和O2含量两个指标的变化,并对相关结果做出了合理的解释,从而探讨磁化水的机理。

  关键词: 磁化水 ;CO2含量;O2含量;机理

  1磁化水机理的研究现状

  大量的研究表明磁场可以对水溶液的部分物理化学性质,如pH值、电导率、表面张力,胶体颗粒的电位、结晶过程以及晶体结构等产生影响。

  赵新杰[1]对磁化水的各种物理特性进行测试发现磁化水的表面张力、电导率均有所增大,磁化水的沸点略有降低,但变化幅度不大,磁化水冰点并没有发生变化。

  朱元保[2]等对磁化水的物化性质进行了研究,发现除红外光谱和核磁共振谱与磁化无明显差别外,磁化水的pH值、溶解氧和难溶盐的溶解度均增加,紫外线吸收峰和密度降低,挥发性加快。

  有大量文献报道,磁处理后溶液的pH值会发生变化。

  通常发现pH值是降低的,也有研究发现pH值会升高。

  Ronald[3]等人研究了CaSO4・2H2O过饱和溶液在磁场作用下一些物理化学性质的变化,发现磁场可以降低钙盐的可溶解性,表现为水溶液中的钙减少,且总悬浮固体相应增加,溶液的电导率也如所预期的那样减少。

  2磁化水实验结果

  2.1 对纯水的实验

  在密闭环境下,用磁场处理纯水,取出经磁场处理的纯水和未处理的纯水,敞开在大气中,放置6小时,让其和大气中的气体达到溶解平衡,测量二氧化碳和氧气的含量,结果在表1中给出。

  从表中可以看出磁化后二氧化碳和氧气含量均有所增加。

  2.2 磁处理0.01mol/L的NaCl溶液和饱和的CaSO4溶液

  分别配制0.01mol/L的NaCl溶液和饱和的CaSO4溶液,经过磁场处理,测量磁化后二氧化碳和氧气浓度的变化。

  实验结果分别如表2和表3所示,NaCl溶液和饱和的CaSO4溶液经磁处理后氧气和二氧化碳含量也都有所增加。

  3磁化水机理初探

  3.1理论基础

  (1) 水由与组成,外层电子为sp3杂化状态,呈四面体构型,其中两对电子与结合成键。

  键角104.5°,小于正四面体的109.5°。

  的电负性比大得多, 与之间的电子对偏向的一侧,呈现为部分裸露的质子。

  因此水分子具有一定的极性,偶极矩为1.85D。

  (2) 由于1中的结构,部分裸露的质子会与外面的孤对电子作用,从而形成分子间的氢键;从而水分子会缔合成线状,网状或环状的分子集团;但氢键作用没有共价键强烈,容易受外界影响而断裂,条件恢复时,氢键又可以重新形成。

  (3) 液态水中,水分子以缔合体存在,n的大小受温度等外界因素的影响;但也有水分子以单分子的形式存在,且有以下平衡:

  3.2 实验结果的理论解释

  具有极性的水分子以一定流速通过磁场时,正负电荷中心受力相反,水分子呈现一定取向,从而氢键被消弱甚至断裂,缔合体变小,单分子增多,以致发生一些性质的改变。

  从上面已经知道,经过磁场处理的各种水的和的溶解度会升高,下面将从理论上给予解释。

  经过磁场处理后,作为溶剂的水性质发生了一些变化,可以推断出能溶于水的物质的溶解度是会发生变化的,实验检测到了氧气和二氧化碳的溶解度的升高。

  溶于水的气体分子和水分子存在一定的作用,这样才使得气体以一定的量存在水中。

  当水经磁场处理后,单分子水的浓度增加,和气体分子作用的水分子也就增多了,从而气体分子的溶解度增加。

  参考文献:

  [1] 赵新杰.磁化水物理特性的测试[J].宁夏大学学报(自然科学报),1995,16(3):29-33.

  [2] 朱元保,颜流水,曹祉祥等.磁化水的物理化学性能[J].湖南大学学报,1991,27(1):21-25.

  [3] Ronald Gehr,Zipi A Z,James A F,et al.Reduction of solublemineral concentrations in CaSO4 saturated water using a magnetic field[J].Wat Res.,1995,29(3):933-940.

  超临界水的物理化学性质【2】

  摘 要:只要超过了临界,就是在常温常压下水的物理化学性质都有极大变化,并且这些性质还会随着温度与压力的变化而变化,不再像临界内物理化学性质规律变化。

  同时超过临界后,在平常和非极性物质不互溶也会变成互溶,能够和空气、氧气等进行完全互溶。

  本文就是研究超临界情形下,水所具备的化学物理性质。

  关键词:水 超临界 物理化学

  如今超临界水因具备奇特性质,而被许多领域作为反应介质和溶剂来使用。

  同时在超临界的状态下,控制温度、压力以及操纵化学反应环境就能够加强反应物与产物溶解度,提升化学反应的转化率及反应速率,也不会产生二次污染。

  因此在这种情形下,探究超临界水所具备的物理化学性质具有现实意义

  一、超临界水的特征

  当所处环境的温度与压力到了一定值(374.30C、22.05MPa),高温造成水的密度膨胀与高压造成水蒸气被压缩的密度刚好相同时的水。

  对于超临界水而言,水的气体与液体没什么确保,两者完全交融到一起,形成一种新的处于高压高温状体流体。

  对于这种流体主要有如下几个方面的特征

  1.具备较强氧化能力,有一些物质还能够进行自然并在水中产生火焰。

  2.这种流体能够和油等各种物质混合,具备广泛溶解能力。

  3.超临界水能够和氮气、氧气等各种气体按照任意比例进行混合,并产生单一相。

  二、超临界水物理化学性质

  流体在气体――液体相图上共存曲线终点即为临界点,其标志位固定不变的压力与温度点,在这个点上液相和气相间差别恰好消失,形成了一均相体系。

  水的临界压力为22.05MPa,临界温度为374.30C。

  一旦温度与压力超过了临界点,就视为了超临界水,形成了介于液体与气体之间特殊状态。

  1.密度

  当处于超临界环境下,对多控制温度、压力进行改变,让其在液态和气态之间的临界点变化,自然水的密度也就随之在液态水与低压水蒸气密度间进场变化,研究发现临界点密度是0.326g/cm3,当水的密度比较接近0.1g/cm3时就会发生超临界水氧化。

  2.粘度

  在液体中数以千计的分子不断的碰撞而传递着能量,主要形式有:(1)自由平动之时产生碰撞传递能量;(2)每一个分子和周围分子进行频繁碰撞时传递动量。

  就是这两种效应大小存在差异,致使不同区域中粘度大小与变化存在差异。

  在正常情况下,液体粘度一般是随着温度升高随之而降低,而气体粘度且是随着温度升高随之而增大。

  超临界水就成为了高流动性的性质,随着温度压力变化水粘度变化.

  3.热导率

  一般情况下,液体的热导率会随着温度升高而随之降低,常温常压情况下水热导率是0.598W/(m.k),当处于临界之时水的热导率大约为0.418W/(m.K),变化不太大。

  热导率和动力粘度两者具备相似函数形式,温度变化影响比较显著,但是热导率发散特征要强一些,但是缺少局部的最小值。

  4.扩散系数

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