超临界水作为溶剂
2.3 状态方程
流体表面的P,V,T通常是由压力显式状态热方程来描述。一个合适的理论能通过几个物理显著输入参数预测相平衡，P，V，T的行为及均相范围内其他热力学性质。目前，没有分子为基础的状态方程符合这些标准。
原则上，通过蒙特卡罗（MC）模拟和分子动力学（MD）技术可以提供分子基础的状态方程，但应用上不够准确。此外，在超临界水中的模拟相当大的困难，因为模拟的成功在很大程度上依赖于知识的分子间相互作用势。对于水普通条件下的性质，大量的模型势中已经提出并参数化。然而，参数依赖于温度和压力，并且在普通条件下获得的经验不能轻易地用到超临界状态。此外，在某些情况下，氢键性的细微之处，可能需要从头分子动力学模拟。
P，V，T行为的公式适合于依赖于经验或半经验方法应用，这些方法往往带有大量回归参数。这些特性使超临界流体中非常有用，即从气体状到液体状行为的过渡，使建模工作是困难的。由于其简单性，很多研究者偏向使用半经验，“立方”方程式，通常形成了影响较大范德华或瑞德利奇方程的推导式。此外，这样的三次方程通常包括一些有物理意义的参数，这些参数有利于数据的推断。沿着这些线路的许多方程已经提出了并用于一般流体，但往往难以适用于超临界水中。例如，在非常高的压力下的水保持更可压缩但却通过在半经验公式的典型斥力被捕获。此外，在第2.4节中讨论的一些性质的非分析性大大复杂了接近临界点状态方程精确设计。
增加计算机的电源现在可以更一般的方法，它包括各种热力学数据的一个单一的方程为亥姆霍兹能量A（T，V），温度和体积的函数。热力学性质，包括P，V，T关系，随着A （T，V）的偏导变化。“国际协会水和蒸汽的性质”（IAPWS），负责协调研究水的热物理性质，建议对精确计算有效值是1273 K和1 GPa。
把其他简单的氢键流体状态方程和水的作比较是比较有趣的。氨的P，V，T关系（TC=461 K）和氟化氢（TC=406 K）最近已研究了高压和高温，但没有详细的比较可以指出水的可能的特殊性。
2.4 临界异常现象
近液- 气（L-G）临界点的一些属性显示出一些分歧，这些分歧服从方程（2）的渐近标度律，其中τ=|T-T c|/T c定义了临界点的温度差，X0是一个系统特定的幅度，而μ是一个普遍的临界指数。
状态的分析方程包括临界点，可以在泰勒级数随处扩大，并通过临界点的扩张,各种属性的临界指数x是整数或分数。例如，图2中的L-G共存曲线服从方程（3）形式的标度,式中的所谓的序参量△ρ是由液体和气体相的密度差给出。状态的任何分析方程提供了一个指数β =1/2，这意味着一个抛物线共存曲线。
分析理论被表示为“经典”或“meanfield方程。术语“meanfield”指的是，在分子的理论，分析的表达是通过如下假设获得的，该假设是粒子与周围颗粒之间的相互作用可以通过它的周围例子产生的平均场来描述。
然而，实验提供的临界指数不符合平均场值，他们给不合理的指数，并有一个非分析性的行为。相反，在L-G转换的临界行为可以通过三维伊辛自旋1/2的模型描述。这个模型最初开发是用来描述自旋导致铁磁转变的相互作用。它只考虑一个粒子的最邻近处并设定为短程相互作用，通常与r-6成正比。重整化群理论允许用于计算临界指数的精确值。伊辛指数的预测值，β=0.326...，是通过对液体中L-G转换的准确数据证实。其他事项中，这种行为
暗示着在图2中L-G的临界点的附近共存的曲线大约是立方的，并比分析理论预测的抛物线形状更平坦。
与此同时，人们普遍认识到，这些异常使得传统的状态方程存在相当多的不足。在最好的情况下，在临界温度Tc附近发生异常情况。这些“弱异常”在化学过程中确实没有多大意义，并且在临界分歧的正确表征中，它不是至关重要的。在最坏的情况下的非经典行为延伸在很宽的温度范围内。这样“明显异常”的一个突出的例子是等压热容C P在临界点时达到无穷大。临界温度Tc大约30K以上时，C P对等温密度的依赖仍然显示了C P的最大值，该值比从采取远离临界点数据外推的值大一个数量级。甚至完全经验公式，如前面提到的IAPWS- 95公式包括一些非分析性术语取得了这种行为准确的描述。在实际应用中，大的变化区域难以控制，通常应避免。
从理论的角度来看，靠近临界温度的异常现象已得到充分认识。但是大的困难却出现了，最普遍的困难时，需要考虑的方面从接近临界点的渐近伊辛样的行为转变为平均场的行为。这种交叉形成了传统形式的状态方程需要的大量精确可调术语的主要原因。对交叉正确描述的需要，已经引起了强烈的实验和理论工作。流体的复杂参数交叉理论现在是可利用的，并且已经应用到水中。“参数”指的是与一些可调参数的物理上合理的交叉功能用于在平均场和伊辛限值之间进行插值。与具有大量参数的完全经验的方法比较，交叉理论有相似的精度，但更难以实现，并且需要更多的计算时间。然而，在计算机能力方面进一步的增长，将有利于交叉理论及对应的应用程序。
2.5 自解离
在许多应用中的一个重要属性是解离平衡H2O→H+ + OH -，其特点是平衡常数K[公式（4）]或离子积K W[公式（5）]，其中a是指物质的活性。在正常条件下，离子的浓度足够低时可以代替活度。方程（4）和（5）通常配制与H 3 O+，而不是H +，但在超临界状态的这样的状态不是简单的。
因为包括带电物质，可以通过电化学方法，如电导测量来研究离子积常数。三十余年前，Holzapfel和弗兰克进行这样的测量到1273 K和1GPa 。后来，冲击波实验推此限制到180 GPa和10 000 K。图4显示了离子积常数对温度和密度的依赖性，这是由Marshall和弗兰克的离子产物表导出。在正常条件下，Kw = 1×10 -14,且质子浓度具有具有相似的值为1×10-7mol/L。Kw随温度和密度的增加而增加。在1273 K和液体样密度下，Kw至少比在298 K大六个数量级。这种情况对水解和酸碱平衡有严重后果。例如，在773 K和200兆帕的水解反应Cl + H2O→HCl + OH-的平衡常数比正常情况大约九个数量级，碱金属卤化物的水解和正常条件下醋酸盐的水解是相当的。因此，腐蚀将大大提高。
电离的增加由180 GPa和10000 K条件下近期的冲击波实验证实的。近1000K及约2g/cm3密度下，电导率开始稳定下来约30Scm-1，这和熔融氢氧化物的电导率差不多。冲击压缩水的拉曼光谱确实显示出OH-离子的伸缩振动，但值得注意的是，但没有发现H3O +的键。没有发现H3O+使人们怀疑阳离子为H +。人们已经注意到，这些高导电状态和外行星的大磁场的解释是相关的。在冲击波实验的高温端，有一个甚至可能接近水的金属化，尽管没有证据表明电子对电导的贡献。从头算分子动力学模拟定位流体区域内带隙封闭在7000 K及300 GPA附近。
2.6 传递系数
因为所有的传输系数强烈依赖于介质的粘度，对超临界水的粘度的精确认识是必需的。图5显示了达到823K和350兆帕时粘度的实验数据。该图用低压数据和通过合理外推到1273 K的数据进行了补充。投影到立方体的底层的部分是液- 气共存曲线，这表明了是两相体系。
在正常条件下的气体和液体的粘度相差约两个数量级。密度不变，温度升高，其粘度在气相密度下稍有增加，而在液相密度下则显著降低。低密度行为反映了平移动量转移并被气体动力学理论很好地描述。在高密度范围内，碰撞动量传递占主导地位，细节方面这是尚未理解的。有一个广泛的密度范围内，0.6到0.9g/cm3，其中粘度只轻微依赖于温度和密度。在此范围内，粘度的值是正常条件下的约十分之一。化学过程中，这种高流动性极具吸引力，因为传质和扩散控制的化学反应在很大程度上增强。
低的粘度值反映了高的分子活动性。在时间t内一个粒子的均方位移r2通过自扩散系数D=
在密集状态的流体动力学方法工作得很好。因此，有效半径为r的粒子的自扩散系数服从斯托克斯 - 爱因斯坦关系[公式（6）式中k B为玻尔兹曼常数。]
式（6）不仅适用于水的自扩散，也适用于水中溶质的痕迹扩散。降低水的密度时，方程（6）至少使用到临界密度。因此，在大范围的条件下，因子Dη/T几乎恒定，这有利于溶质扩散的预测。在极稀达到气体极限时，D和粘度和密度的比例η/ρ成正比，这与密相下扩散粘度关系极具不同。
在实际应用中，相互扩散，往往只是被称为“扩散”，比自我扩散更为重要。正如菲克定律所描述的，相互扩散系数D12描述了混合物中浓度梯度驱动物质的流动。在临界点，D12变为零，这被称为“临界慢化”。迄今为止，超临界水的混合物相互扩散的唯一研究中，比洛和同事已经证明，亚硝酸钠浓溶液的临界慢化，延伸在一个比较宽的区域。因此，在浓溶液中扩散控制的反应可能慢于通常假定。不过，可以严格证明，无限稀释的溶液中，临界慢
化现象肯定可以消失。因此，在稀溶液中这种现象可以忽略不计。
2.7 介电性质
水的相对介电常数ε控制着溶剂的行为和盐的离子解离度。因此，较大区域的温度和压力范围内，ε精确的实验数据有很多的应用。图6显示了到达1273 K和1 gcm-3时介电常数的值，以823K和500Mpa下的实验数据为基础，温度较高时以模型计算。介电常数随密度和温度增加而减小。在较低温度下小范围内ε≌80。在高密度的大型超临界区域内，介电常数为ε= 10-25。这些值和偶极液体相似，如一般条件下的乙腈或丙酮。这些值足够高可以溶解和电离电解质，也能非极性溶质互溶。低密度时介电常数降低，从而溶解并电离电解质的能力迅速降低。在临界点时，ε≌6 。
一般条件下较高的ε值，导致水结构首选偶极的取向。在分子理论中，非随机的偶极子的取向是由柯克伍德因子g K描述的，在现在的方程中该因子与方程（7）中的ε相关，其中N/ V是偶极子的数密度，μ是分离的分子的偶极矩，ε∞为核和电子位移极化的高频上限。ε0是真空中的介电常数;GK-值不同，统一表示首选并行（GK>1）或反平行（GK<1）偶极的取向。
关于应用程序需要有一个准确的式子表示较大温度和压力范围内介电常数的值，这应该适用于超出实验数据的基本范围的一些外推值。长期以来，人们一直认为，对于柯克伍德因子模型可能比介电常数本身简单。不论GK明确的分子含义是什么，然而，在大的温度和压力范围内，所有ε的准确的数值关系都是经验的。一些经常使用的数据关系导致了不同高温和高压下的推断。因为在高温下的水失去其特殊性，利用统计力学的一些可解模型作为外推的指南可能有更多成果。基于对偶极硬球表述的尝试似乎是有前途的。
从科学的角度来看，柯克伍德因子和介电常数对于测试理论和模拟形成有用的指标。此外，GK可能形成水结构的一个全球性的措施。然而，方程（7）中GK的物理显著计算是一个微妙的问题。另外，从头模拟表明，周围颗粒诱导的电场增强了氢键键合的分子的偶极矩。因此，从气体到水μ是增加的。
2.8 氢键和水分子结构
在普通条件下的水的结构是由一个氢键的三维网状结构主导。在超临界流体中，这些氢键结构的存在程度是分子方法的一个核心问题。在一开始，任何这样的讨论，需要一个判据决定什么时候两个相邻的分子可认为是以氢键结合的。在模拟中，氢键由分子对的能量和结构性质定义。实验者诉诸操作性定义，如在光谱中的频率位移。不同的标准导致氢键的数目有很大的不同估计。
在振动光谱，氢键导致频移，改变带的轮廓，以及新键的出现。三十余年前，报告了
823 K和400兆帕的红外光谱，并且后来被拉曼数据补充。图7显示出含有5mol%D2O的水溶液中O-D键的对称伸缩振动的拉曼光谱。氘化的样品是首选，因为O-D键的反对称和对称伸缩振动频率相距甚远，而O–H键的频率几乎一致。可能的氢键状态导致产生组分键重叠的复杂的多模态光谱。因此，光谱分析法通常基于模型。298K到673K中液体密度下主要特点是， 2450cm-1处的键逐渐被2650 cm-1替换。如果在673 K时的密度降低， 2650 cm-1处的键转移到更高的频率处并且接近高度稀释的气体在2727 cm-1处的极限频率。不考虑数据评估的细节，很明显，在稠密超临界水，至少在所考虑的温度下，氢键可保持到一个可评估的程度。
另一个估测氢键的措施是在H-NMR谱中OH质子的的化学位移，但只在1997年报告了超临界水的数据。和振动光谱不同，核磁共振实验的较长时间尺度仅提供一个氢键在各种配置结合的平均程度。核磁共振和振动光谱的结果是相互一致的。
水结构和氢键的信息有望从散射技术中得到。中子散射是特别合适的，因为通过使用同位素取代的样品，分子间的氧 - 氢距离的分布函数可以被提取。然而，从原始散射图案评估的O-H 距离分布函数必须使用复杂的改正措施和数值程序。因此，超临界水的中子散射解释一直存在争议。Chialvo和卡明斯写的综述中进行了详细讨论。在此我们只注意到，和早期的声明比较，中子散射证实了在稠超临界状态中氢键结构的存在。而在超临界区详细的水结构的实验知识还远远没有完成，实验和模拟之间的相互作用已经指出的主要结构基序。
总之，毫无疑问氢键仍然存在于致密的超临界水中。这种情况清楚地反映了一个事实，即在临界温度下氢键的能量仍然是显着地比热能大。氢键结构可能是由二聚体和小群组成。水分子团簇的性质在理论上进行详细的了解。然而，扩展的网络结构消失了，该结构解释了液态水的独特性能。它仍然利用热物性模型方面的知识。
3.非极性物质的液态混合物
3.1 相图的一般拓扑结构
一般来说，水是电解质和亲水性物质的良好溶剂，对非极性物质溶解度低。然而，此行为取决于温度和压力。在超临界范围内，水的溶解度可以通过密度进行调节，从而通过压力调节，这就使得使用超临界水作为溶剂和反应介质成为可能。
当溶质添加到水中时，L-G的临界点会移动，这样产生L-G临界点轨迹，也就是所谓的临界曲线。此外，液 - 液（L-L）相平衡出现并和L-G临界区域相互干扰。使用三维图压力- 温度 - 摩尔分数（P，T，x）的图对相行为进行描述。例如，物质组成用摩尔分数x表示。然而，人们常常借助于P，T平面上的投影。Konynenburg和斯科特的理论认为有六种类型相图中的P，T投影。尽管由混合物的简单的范德华方程分析推导出，但此拓扑方案也可应用于液相体系中的相转移。图8描绘了超临界水溶液特殊性质三种类型的相图。
在最简单的情况下，液 - 液不互溶的情况不存在或者说不会延伸到气 - 液临界区域。在这类系统中，纯液体的蒸气压曲线在L-G的临界点处终止，这些临界点和混合物的一个连
续的L-G临界曲线连接。如果物质在所有条件都互溶，则相图是图8的类型Ⅰ。这种类型的行为发生在物质的分子结构和极性类似。实例是氨和极性有机溶质的溶液，如乙醇或丙酮。
对于L-L平衡较大差异的发展，有机溶质水溶液中不易混溶是众所周知的现象。这主要是由于溶质的疏水性，这使得与水混合在熵上不利。施耐德和合作者研究了许多的L-L 不互溶及其与L-G转换的干扰，也于近日在研究金刚石压砧容器到压力为2 GPA或更高。由于溶质的中等疏水性，混溶性阻碍被限制在较低的温度下。在这种情况下，相图必须考虑到所得到的L-L - G三相线，该线上两个液相和气相处于平衡状态。此外，还有一个或多个临界曲线，这些曲线用于描述L-L分相中压力的的更高或更低温度的依赖性。该行为在图8中的II型系统中描述。其实，可能相行为比显示更加丰富。
然而，大多数系统有一个不连续的临界曲线。此中断对于了解在超临界水中的溶解度是至关重要的。下面，我们假定水是二元混合物的挥发性较低的组分，例如，和无机气体及简单烃混合时。然后，在图8中水的临界点是在高压和高温下的。相反的情况下，当水是更易挥发的组分时，例如，在盐或矿物质的混合物中，这将在第4.1节中讨论临界曲线的中断导致这样一个事实，即在较高的温度性下，物质增加的不同性取代了L-L平衡。最后，L-L-G三相线合并成L-G的临界线，而II型相图转化成其他类型，这里只有图8中的III型相关。非极性无机气体和简单的碳氢化合物的水溶液是III型系统的重要例子。
在III型的相图中， L-G临界曲线从非极性挥发性组分的临界点开始。然而，因为在低压下水在非极性液体的溶解度低，临界曲线的这一分支在所谓的L-L - G三相线的临界终点处迅速中断。在低压下水在非极性液体痕迹范围几乎没有感兴趣的应用。相反，我们把重点放在临界曲线的高压分支，它的起始点是水的临界点。这个分支直接到更高的温度和压力下，或更多的时候，它开始朝着较低的温度，然后通过一个最小值。在这两种情况下，相分离发生在一些区域甚至在纯水的临界温度以上。因为高于临界温度时，流体被表示为一种气体，这种行为有时表示为“气 - 气（G- G）的平衡”。这个想法是有点误导，因为共存相具有类似液体的密度。
图9显示了接近的水的临界点时III型系统的P，T，X图的一部分，并且包括等压线和等温线。阴影部分表示等压的两相区。非均相体系迅速扩大到较低温度下，从而使最终的，非极性的溶质只有微量溶于水，反之亦然。临界曲线把等温线和等压线的最大值形成的边界和高温侧连接起来，而这就是是完全混溶的区域。
3.2 非极性溶质的溶解度
非极性的惰性的无机和有机气体在水中的溶解度经常用所谓的合成或分析技术研究。在合成的实验中，已知组成的混合物被引入到高压釜中，温度和压力系统变化。在简单的情况下，相变可目视观察。更一般地，例如，它在P，T曲线中断。该合成方法提供了不仅P，T，x数据，也可以用于获得在所述均相体制的容积数据，从而提供了状态方程。在分析方法中，共存相的样品从高压釜中取出并分析其组成。该分析方法是在低气体浓度的范围是特别有用的，但不能给出容积数据。
各种高压器都被设计用来记录高压，高温相平衡。图10示出的高压釜中，可以做合成和分析实验。圆柱形高压釜（A）是由耐腐蚀的镍合金制成。在两端都安装合成蓝宝石（S）的窗户，这可观察内部。在外面有几个独立散热外套（H）。温度是由三个热电偶（T）控制。薄不锈钢毛细管（SC），可通过针形阀提取样品。相同的连接（C）是用于填充高压釜，压力
转导，和压力测量。
图11显示了有代表性的非极性有机和无机溶质的水溶液的实验临界曲线。阴影线的一侧表示形成两相的系统。在高温侧的化合物是完全混溶。这些曲线很可能终止在固 - 液平
衡的高压区。目前不同的应用方面，临界曲线有多处兴趣点。从工业的角度来看，这些曲线
的边界线是至关重要的，超过该界线，化学反应可以高浓度的反应物在均相中进行。与溶质如甲烷或二氧化碳的互溶性在地球化学中很重要。
随着物质之间的相互吸引作用的增加，临界曲线的形状改变为规则的方式。对于小的，硬的溶质氦的临界曲线从纯水中的临界点开始具有正斜率。在临界温度下，氢，一个小而硬的四极分子在水中几乎没有变化。为氧和氮的弱温度最小值发展，这在图11的大规模积几乎重合。在298K氧的溶解度是氮的两倍，但这种选择性在高温下丢失。对于更强的相互作用，极小值变得更加明显，正如观察到的更高的稀有气体，并例示于图11的正构烷烃系列的一些低级同系物。二氧化碳和苯有强烈的四极矩，而均相范围变大。最终，对于高极性的溶质的临界曲线不中断。值得注意的是，在水的临界曲线在临界点的限制斜率在高度稀释的超临界溶液的热力学方面发挥关键作用。然而，图11示出，该线性区域很小并和大多数本文所考虑的应用不相关。
关于水热溶液，CO2的行为是特别感兴趣的。对CO2 + H2O前期工作已经被T？dheide 审查。在报告的临界曲线的一些偏差，已被马瑟和弗兰克的近期工作改正。当温度在100 K 和纯水的临界温度之间时，二氧化碳与水在所有部分都可互溶。有过猜测，这提高的混溶性，反映相关的物种，如H2CO3，以及它们的分步解离。热力学行为以及光谱和电导实验，对于相关的物种不能给出任何证据。相反，二氧化碳的强四偶极矩似乎是它的高溶解性合理化的关键。
3.3 临界异常现象
非经典热力学行为中有引人兴趣的地方。临界异常现象不仅使用于L-G转换，而且也适用于L-L平衡。关于临界异常现象的研究比在L-L分相点做实验更容易，该现象往往在接近室温下发生。
纯液体的定律可以类推到液体混合物。特别地，对于一L-L共存曲线，方程式（3）可以改写为公式（8），其中参数ΔΦ共存相中组合物的差值给出。
组成变量的选择是一个微妙的问题，但也有很好的论据，即在这两相中溶质的体积分
数的差异ΔΦ=Φ’-Φ’’是最具决定性的数量。二元混合物的L-L共存曲线的分析显示伊辛样的行为具有相同的指数β=0.326，正如发现纯液体L-G平衡的指数。这只是纯液体和混合物的临界异常相似现象原理的一个例子。
在目前情况下，这些结果的重要意义在于，大型伊辛型临界异常对超临界水溶液很重要。虽然混合物的一些状态方程的明确包括渐近伊辛行为，类似于对于纯水交叉的理论是缺乏的。即使混合物交叉理论的性质将详细地阐明，这样一个作为温度，压力和组成函数的全面的状态方程的推导将是一个明显的挑战。因此，我们必须依靠传统的方法，并希望他们足够灵活的来吸收他们的回归参数中临界异常现象的作用。
3.4 状态方程
因为精确的实验数据是不容易获得的，超临界水溶液的预测状态方程是迫切需要的。这种预测能力至少需要半经验的方法的一些有物理意义的参数。作为一种组分的系统，亥姆霍兹能A（T，V，X）的一般方程将提供最合适的形式。与此相反，混合的状态方程通常以纯液体的压力P（V，T）开始，通过引入混合规则然后适用于混合物的压力显式关系。这些方程的积分然后可以计算化学势，逸度，或活度，这反过来，通过应用标准的热力学条件相共存提供两相和三相线。
超临界混合物流体许多状态方程的一般形式被推导出，但并非所有都适合于描述水溶液。虽然在超临界状态的液体水的特有属性不再发挥重要的作用，对于适当的方程的条件是严格的，因为物质具有非常不同的极性。我们考虑一个典型的方程，它提供的实验相图和均相体积性质的良好描述，并具有一定的预测能力。这个公式结合了流行的Carnahan–Starling术语与基于组成依赖维里系数Bx的和的平方势阱[方程的Cx一个有吸引力的长期排斥作用。（9）] 。 HX = （P / 6） NAsx3为敛集率，从一个芯直径SX平均值的部件的芯的直径来计算。广场上还有潜力之类粒子相互作用（ i = j时）的直径ssij 和深度seij都来源于纯组分的关键数据。对于不同粒子相互作用（霞6J ）参数由习惯混合规则确定：能量参数是从几何平均值估计， E12 = ×（ e11e22 ）1/2 ，纯组分参数，尺寸参数是从算术估计意思是， S12 = Z （ S11 + S22） / 2 。为使描述准确，混合规则是由可调节的参数ξ和ζ修正，这使得它们有些经验化。在实践中，ξ和ζ的值类似，可以用于同源溶质。在高温下，该近似限制这种状态方程，和许多类似的方程。对水溶液，没有准确的公式可以跨越的总范围从正常到超临界条件。
已经提出许多其他方程。作为一个有趣的例子，我们举一个最近的使用于二元及多元混合物的状态方程由Duan, M?ller, 和 Weare提出，即使对于多组分混合溶液，该方程的数据高达2 GPa和2000 K。一个特别有趣的特点是，这个公式被校准，其中包括对来自MD 模拟数据。
3.5 均相超临界溶液
均相非极性水溶液的体相性质和分子性质引起人们的很大兴趣，涉及到其应用及水和非极性溶质分子之间相互作用的理解。正如3.2节所指出的，一些用于测量相变曲线的实验技术，也使均相系统中的体积性能的测定成为可能。因此，许多相变的研究也报告了P，V，T，X的关系。
容积实验的结果通常表达过量摩尔体积VˉE，该体积反应了在恒温恒压下混合物中某一组分添加体积的偏差（压力单位在符号表示摩尔量）。非极性化合物的超临界混合物的过量摩尔体积是正值，表示混合后，体积增大。通常过量摩尔体积在高压下减少。
如果VˉE已知，过量摩尔吉布斯能GˉE通过对压力的积分可获得，该积分如式10所示。
GˉE对P，T和X偏微分后可计算化学势，逸度和活度系数，从而控制化学平衡和相行为。由于明显的非理想行为，计算化学平衡和相平衡时，即使是在定性层面，活动或逸度系数是必不可少的。
不过，原则上，这样的计算和正常条件常规的计算是一样的，这里过量吉布斯自由能的模型的剩余可用于建模。但是，在处理处于纯水临界点附近的极稀溶液时，有一些缺陷，其中一些属性，如溶质的化学势是发散行的。这可能导致违反直觉的行为。这些细微之处是一个相对较新的见解，而文献中充满误解，在接近高稀释时，在超临界水溶液显着的结构性变化。该问题可以通过理论上正确的重新固化来解决。
限制在讨论更稠密的溶液，这里细微之处可以忽略不计，非极性溶质的水溶液的超额吉布斯能都比较大，且是正值，如图12 H2O + O2所示。因为过量体积是正值，这种非理想行为随压力的增加而增加。在大多数情况下所观察到的值远远大于在室温下二元液体混合物的典型过量吉布斯能。在传统的诠释这种强烈的正的过量Gibbs自由能是由于样颗粒的强烈的自我聚集和集群。
可以提供分子簇信息的光谱数据完全缺乏。不过，苯的水溶液介电常数的数据可得到一些重要的信息。在200兆帕，673 K，纯水的介电常数是ε=20相当于正常条件下许多极性溶剂的介电常数。图13显示，通过加入苯，在恒压下ε迅速降低。在较低的压力，该组分的依赖性的强的非对称形状仍保持，直到在20MPa和673K时纯水的介电常数不再和苯的
有很大不同。戈德曼和达加斯林用于基于介电常数密度扩张的理论，用分子聚集的术语来描述这些数据。
3.6 多组分混合物
化学，地球化学和工程感兴趣的系统包含两个以上的物质。因为多组分体系的特性数据点的数量大大增加，理论努力是更有利。许多状态方程可以以简单的方式扩展到多组分系统中，并且在有利的情况下，在二元体系的信息可描述三元和多组分系统的行为。解释性的例子有以下体系的研究，比如H2O+N2+C6H14, H2O+N2+C6H14+CO2, H2O+N2+CH4+CO2。这种成功给予体系的预测一些信心，这些体系的实验数据很少或不存在。该系统H2O + H2 + O2是在不同领域感兴趣的一个重要例子，例如，用于喷气推进建模。图14显示了在644 K下的计算相图。棱柱的侧平面表示二元系统H2O+ H2和H2O+ O2的异相区域，其中的一些实验数据可用的。一旦二元系统的参数固定，如三元体系的相变曲线，对应于该棱柱内部状态的特性，可以被计算。
如果其中一个组分是盐，一种本质不同的行为会被发现。超临界水溶液中盐的加入导致“盐析”现象，该现象在热液的矿物形成中引起相当大的兴趣。图15示出在H 2 O + CO 2 + NaCl系统中的盐析效应。它表明实验相边界为在水中含4和48摩尔％的CO 2，以及它们被NaCl取代等。含48摩尔％ CO2时，只有6 ％（重量）的NaCl （相对于水）就可以是异相范围延伸100 K。对于甲烷来说，则有更大的变化。由于这种实验是非常困难和耗时的，建模似乎是不可替代。在这个方向上有一些令人鼓舞的结果，例如系统H2O + CH4 + NaCl 和H2O + CH4 + CO2 + NaCl。然而，原则上，这种模型缺乏盐和非极性物质之间的相互作用的信息。它通常是假设盐在非极性液体的溶解度是完全可以忽略的。
很显然，超临界水溶液许多有趣的应用是地球化学关心的问题。一些重要的地质热液在浓度足够高时含有多达10种以上物质，这些足以影响相变和热力学性质。现代实验技术和理论模型力量的一个有趣的例子是在地幔中油气成因的研究。普遍认为，原油中碳氢化合物的成因是生物有机材料在从沉积物沉积的压力下形成。最近，有证据表面，在高温高压下，含碳酸钙和FeO的水热溶液，可以以非生物途径的形成甲烷。Scott等人。现在已经证明出了在压力为5到11 GPa和温度500 K到1500 K时，在金刚石压腔的原位拉曼光谱技术中形成甲烷，这样一个范围，包括了在地幔深度约为30公里时典型条件。该现象被热力学计算进一步证明，该计算基于已经修改过的可以计算化学反应的状态方程。结果表明，非生物途径可能确实有助于地球总甲烷的预算。以甲烷为前体驱，在热液系统可形成较重烃。
4 电解质溶液
4.1 盐的溶解度
带电物种之间的库仑相互作用比不带电的物种之间的相互作用更强且范围更大。这些强相互作用使盐产生高的临界温度，这种温度在实验上是不可能达到的。与非离子溶质相反，离子溶液的水更易挥发。即使是简单盐正常熔点（S-L）和固体 - 液体 - 气体（S-L-G）的三相点的温度通常超过水的临界温度。因此，超临界水中的液固相平衡不能被忽略，这就导致复杂的相图，往往涉及多个固相。实验通常仅限于水富集的区域。
对于许多应用来说，足以知道总相行为。这种行为主要取决于是该饱和溶液的蒸气压曲线即S-L-G三相线，是否被L-G临界线（2型）切割或不被切割（1型）。在2型情况下的盐几乎不溶于密集的超临界水，在1型情况下，它们是可溶的。即使是1型电解质，如果水的密度降低也会沉淀，。因此，不是之前提到过的非离子型溶质的L-L平衡，而是固液平衡L-G临界曲线的命运其决定性作用。表1根据盐的溶解度行为对一些重要的盐进行分类。类型1的可溶性盐包括大多数碱金属和碱土金属的卤化物和氢氧化物。2型几乎不溶盐类包括，除其他外，硫酸盐。
一种可溶性盐的最重要的例子是氯化钠。比肖夫和皮特泽总结了氯化钠+ H2O系统上可
用的工作，并详细讨论了其相行为。现在，临界曲线从含溶质的流体的实验到约1100 K时知道的，对应的NaCl的质量分数为30％。在所有物质中，三相线S-L-G足够地低于临界曲线时可避免中断。因为液 - 液相平衡不存在，氯化钠的临界曲线可能保持不中断直到达NaCl的临界温度3000 K以上.非电解质发展的一般规律预测，只要纯物质的临界温度的比超过2-2.5时，临界曲线就不会中断。对于氯化钠+ H2O这个比例是5。显然，电解质溶液不遵守这个规律。
作为类型2中不溶性盐的例子，图16示出MgSO4(S-L-G)的三相线,横坐标是质量摩尔浓度。理解该相平衡的关键是是在高温下的盐的溶解度的负温度系数。硫酸镁的溶解度随温度升高而增加，但到大约343 K时减小。这逆行溶解度意味着在常温条件下高溶解度的一些盐在高温水中微溶，这样，在图16中所示的相图段中的固相区域发生的高温度比液体区域高。Na2SO4和Na2CO3的行为类似。作为结果的三相线会和L-G临界线在临界终点交叉。因为在临界终点的盐的存在仅在极微量，实际上，该临界点和纯水的临界点难以区别。
虽然地球化学家已经研究可许多这样的相平衡，但在化学或工业应用中有较当大的重叠。例如，低溶解度盐的形成对于超临界水氧化的工业变现就是一个主要问题，因为这些盐可能会堵塞反应器或连接线。但是，沿同系列转换应该需要注意。例如，表1表明，碳酸钠是在稠密超临界水中几乎不溶，但K2CO3高度可溶。当面对选择NaOH还是KOH中和反应器中的酸性进料时，这些细节是非常重要的。当然，其他属性，钾盐等的更高的腐蚀性，必须加以考虑。
4.2 电解质溶液中液-液相的分离
原则上，在电解质溶液中，临界曲线被L-L平衡中断的可能性也存在。但是，人们普遍认为，在电解质溶液中这种L-L相平衡是不存在的，因为离子水合作用稳定溶液对抗这样的分解。实际上，559 K以上时，系统UO2SO4+ H2O分离成两个液相。长期以来，这个分层是由于铀酰离子的歧化和水解作用。现在，已经知道它是形成多价离子高温水溶液中的通用特征，但通常是由盐的逆行溶解度抑制。
支持这个猜想从MgSO4干燥实验开始，这是自然解决方案的一个重要组成部分。热力学数据的分析表明在逆行三相线S-L-G以上时L-L平衡出现。图17显示了金刚石压腔中的这种行为。压力在逆行S-L-G三相线附近跳跃，导致一个自发的液 - 液分相，正如液滴形成所示。最后，形成了更稳定的固相，以至于结晶紧随较长时间的L-L分相。该数据表明，L-L 共存曲线可能位于逆行三相线S-L-G以上的5-15K范围内。图16显示了UO2SO4+ H2O的L-L 共存曲线。
从应用的角度来看，这样的L-L相平衡在反应堆中比固液平衡更容易处理。然而，不可忽视的是L-L相分离可能会产生的非常浓，高腐蚀性的溶液。从历史上看，UO2SO4+ H2O 的L-L相分离的技术和腐蚀问题是考虑把该系统作为均相溶液核反应堆基础的一个重要缺点。
从科学的观点来看，L-L共存曲线是对于理解电解质行为非常重要，并且可以作为检测电解质理论的重要目标的。理论表明，这种均衡是电解质溶液的一般特征不管什么时候溶剂的介电常数是低的。因此，该现象是不限于高温的水，但也存在于普通条件下，非水溶剂的介电常数较低的情况。通过众所周知的对应态参数，这样的系统已经被用来模仿超临界水溶液中很难直接研究的性质。
4.3 在离子流体中的临界异常现象
离子型和非离子型液体之间的另一个显着的不同之处涉及近临界行为。在3.3节中已指出的是二元溶液的行为应该和纯液体的类似，因此应表现出伊辛样行为。按照重整化群分析，伊辛般的普遍性是分子间的相互作用短程性质的结果。因此，伊辛模型适用于非电解质相互作用随距离而衰减比例为1/r6，而不是库仑势与距离的比-1/r。库仑相互作用的长程性质，可能违反临界点普遍性，并导致平均场临界行为。这个问题提供了理论和实验一个有趣的挑战。它也适用于应用程序，因为平均场行为的存在会消除在模拟非离子体系遇到了很多困难。
在评估这个问题，金属的L-G临界行为可能是富有成效的。碱金属早期的实验显示了平均场临界状态，但最近，由汉森和他的同事对碱金属和汞作的高度精确的实验已经证实了临界点的伊辛般的性质。依据是电子屏蔽离子核之间的库仑相互作用到一定程度，使它们恢复伊辛样行为。
在电解质溶液中，裸露离子对之间库仑相互作用由其它离子的电荷屏蔽。这种效应被称为德拜屏蔽。例如在德拜-休克尔理论中的极稀溶液中，把离子当作是电子云。德拜屏蔽
对临界行为影响的问题，已经引起了很多近期的理论和实验工作;由Weingrtner and Schrer
的全面的综述可见。从理论上讲，一个清晰的画面还没有出现，因为离子液体足够逼真的模型，所需的重整化群分析尚未成为可行。一些NaCl超临界水溶液的实验数据似乎表明平均场行为
基于对应态参数，利用非水电解质溶液中的L-L均衡作为超临界水系统模型是可能的。通过盐和溶剂的正确选择，普通条件下可产生L-L临界点。这种类型有很多研究系统，该系统是四正丁基苦味酸+ N十二醇，其临界点在336 K以上。以共存曲线作为目标，有必要在平均场的情况下指数B =1/2和在伊辛情况下b=0.326之间进行区分。为更好的近似，在图18的共存曲线在渐近范围是三次方的;用于比较的抛物曲线也显示出了。
以这种测量手段，离子液体的渐近临界行为的问题现在可以被认为大部分解决了，并支持非离子型液体的渐进伊辛样的临界特点。应用通常涉及进一步远离临界点的状态，在那里确实观察到离子型和非离子型溶质之间有趣的差异。一般来说，交叉到平均场行为离子液体似乎比离子液体更快。
4.4 与熔融盐连续互溶的系统
作为非离子的混合物的情况下，存在于在完整的混溶范围达到熔盐表征盐+水系统的性能有很大的兴趣。在实践中，这是不可能在液体状的密度与盐如氯化钠进行这样的实验。在1074?氯化钠的正常熔化温度，高于1GPa的高压力是必需的压缩水成液体状的密度。此外，高温高密度的这种状态将是很强的腐蚀性。的NaCl+ H 2 O的状态方程只延伸到873 K，400兆帕和25％（重量）的NaCl。对NaCl的一些额外的流体夹杂物的数据已被报道用于更高的温度和压力。
低熔点有机盐允许在普通条件下进行研究的电解质稀溶液熔融盐的过渡，但他们的解决方案性能是不是典型的离子行为。此外，这种系统的压缩率太低，产生大量的密度变化。一个更合适的电解质为NaOH，这在常压熔点为594 K。氢氧化钠是一种具有高密度的超临界水完全混溶，从而提供对调查广阔的同质区域。体数据已上报至673 K和400兆帕。相较于非极性溶质的溶液，多余的量是负的，在混合这表明显著体积收缩。
过量的摩尔吉布斯energiesGˉEOF的NaOH+ H 2 O在图12中是负的，并表现出对具有最小的富含水的体系的浓度依赖性强的非对称形状。这些数据产生了很大的差别团结所有成分的离子活度系数。在模拟化学或相平衡，活动的更正代价，因此强制性的。所不同的积极?ˉ非极性溶质é价值是惊人的。负值似乎反映离子水化比其他粒子间相互作用的主导地位。但更详细的解释是，困难的，因为低压缩熔融的NaOH与高度可压缩的超临界水混合。
4.5 电化学性质
由于氯化钾，HCl和KOH高达1273 K和1 GPA的超临界溶液的电导率的第一个调查，这个问题一直持续的兴趣。几乎所有的电导研究参考稀溶液时，通常在摩尔浓度OFC的盐（简称298 K），它对应于小于2的摩尔分数≤0.01莫尔？10？4。图19示意性地示出了摩尔电
导洛夫稀绘制为温度和压力的函数的碱金属盐类，强酸，和氢氧化物溶液的基本特征。
李氏几乎为零低水的密度，其中中性离子对是稳定的。以上0.2克厘米？3 Lbegins上升到一个最大值附近的0.6克厘米≤3，其中水的介电常数是高到足以在解离平衡几乎完全推到自由离子的侧面。减少OFL在更高的密度反映了增加溶液的粘度。最大电导率幅度高于在普通条件下订单。通过氢键“GROTTHUS机制”的快速H +和OH离子输送效率较低，在高温下。
为氢氧化钠，电导测量已经进行到纯的熔融电解质。图20示出的摩尔电导在623 K的液体状的总浓度以NaOH的摩尔分数的函数的等温线。在致密的状态，水仍然具有显着的介电常数，和电导曲线的初始段示出的离解的电解质溶液，它迅速地随盐浓度降低典型的高值。高于20摩尔％的盐，水用NaOH逐渐替代仅具有有限的影响，并且电导行为已经类似的熔融盐。传导方程电解质溶液中描述了完整的混溶性范围本电导行为失败，因为这样做的基础上，电导，粘度（“瓦尔登湖”）产品Lh寿命的分析一些熟悉的表情。
如果水的密度降低时，离子对增大。电导给出，但是，在离子对的结构没有信息。在有利的情况下，拉曼光谱仪可提供这样的信息，因为在分子离子，如硝酸分子内振动，通过用其它离子的接触和通过改变在水化的影响。MD模拟也可能导致离子平衡的理解。一个广泛的范围内接触离子对离子的配置与溶剂分离离子对的通常发现，但在低介电常数，接触离子对优选形成。再次，结果在非水溶剂中的电解质溶液在正常条件下可指示现象可以预期在
超临界水中。
超临界水溶液的高电导使水的电解成H 2和O 2。这样的电解可能，等等，是很有意思的原位产生氧气的氧化过程。实验在超临界条件中的NaOH至400兆帕和803 K.图21的解决方案进行展示与金电极得到了一定的成果。
在298K，在电流密度 - 电位曲线示出在下面的分解电势低的电流密度过渡到强烈增加上面的分解电势的电流密度。平衡分解潜在isE0=1.23 V在298K和0.1MPa的，但也有超电势。平衡分解电位以及过电位降低随温度增加。在高温下的势能曲线几乎成了直线。过电位消失，电流密度变得非常高。高温降低的活化能的影响，提高运输流程，并降低离子吸附在电极。其结果是，电极是上述673 K的高达35的Acmλ2处的幅值比那些在工业电解槽获得更高的大约2瓦尔两个数量电池的电压得到的电流密度几乎不可极化。
4.6 过渡金属化合物
知识存在于与这些聚集体的稳定区域的过渡金属阳离子的溶液中的离子是在评估中金属配合物中，例如超临界水氧化技术，冶金，或者对于理解高温腐蚀领域中的作用特别令人感兴趣的。光谱在可见光（VIS）或紫外（UV ）范围内还提供了用于研究复合物形成的有力手段。例如， hexaquo络合物Co2 +的离子在水溶液氯化钴溶液在正常条件下的给粉红色溶液，而在573 K和35兆帕的适度的压力，四面体络合物的蓝色为准。类似的变化在协调已被发现对其它过渡金属阳离子通过各种光谱方法，也可以通过X-射线吸收精细结构（ XAFS ）实验。的配位数为这些变化是有趣的，因为不饱和的金属中心可以与有机配体的坐标，从而催化这些分子的降解在超临界水中。这还有待调查是否实际使用了这种工艺的高温催化剂可以开发。
4.7 状态方程
在正常情况下的电解质水溶液热力学已经发展到一个成熟的状态，和理论是很有道理的统计力学。实际上，所有这些理论都是建立在由德拜和H？在休克尔其稀电解质溶液理论，开发思路，其中除其他外，结果为平均离子活度系数著名的法律限制。浓溶液的处理依赖于德拜 - ？休克尔理论的延伸。最重要的是，从1973年起由皮特泽和同事在许多研究中开发了一个半经验方法已经被广泛使用。皮特泽？理论结合了维里展开来表示特定的相互作用德拜 - ？休克尔方法。
无论皮特泽？S模式还是其他方法都适合扩展到超临界条件。在应用程序的一些基本问题是技术性的，并且可以通过该理论的重新固化。一个更基本的问题是，所有这些方法依赖于浸没在溶剂中的电介质的连续自由离子的德拜-H休克尔型参照系。基于自由离子间的相互作用的参考系统似乎是不切实际的，大多数离子配对区。因此Anderko和皮特泽已经走了不同的方式，采用基于偶极硬球作为离子对模型的参考状态。这个概念已经被成功地应用于
合理化相平衡和P，V，二元和三元超临界系统对T的属性。有理论认为跨越的总范围从正常到超临界状态，需要这种方法与德拜 - ？休克尔型理论的连接。这样一个全球性的办法尚未公布。
5 结论
稠密超临界水是一种介质，提供了多种不寻常的有趣现象。热物理性能的连续变化可以通过压力变化来实现，并导致从“气体状”到“液体状的”行为。有了合理的推断，现有的数据库足以建立压力为1273 K和1 GPA下的状态方程。从冲击波实验中，可以得到在几千K和高达200Gpa压力下水的性质。
最终的目的是以分子间的相互作用来解释宏观性质。在这方面，高速计算机的出现开辟了新的途径。虽然模拟对实际应用来说不够准确，但它们提供了许多各种现象的分子原形的观点。在这方面，水的流体的结构和氢键的基本性质中发挥关键作用。许多实验和模拟证实了，远高于水的临界温度时，密集的状态下氢键依然存在。
超临界水的热物理性质随温度和密度的变化对其溶剂行为有显著的结果。在高温度下水失去对极性和离子化合物的高选择性，在温度和压力的一些范围内，可与非极性化合物高度混溶。在673 K，所有的无机气体和简单的有机化合物，如果不被破坏，是在压力高达几兆帕下可与水完全混溶。高密度的水，有些盐也可以高度溶解。这将使得，不同极性的溶质可以高浓度的溶解在相同的溶剂中。当然，这不平凡的行为是不可能在普通条件下形成的，并且这种行为为如SCWO技术等的创新技术形成了概念基础。也可以考虑其他有趣的化学应用。
许多情况下是可以接近临界点的，把流体的非经典临界性质和理论及数据联系结合起来的挑战仍然存在。现在普遍认识到，这样的效果并不限定于临界点的附近，但在某些情况下可以延伸到状态以外。在这方面，许多状态方程是有缺陷的。在最好的情况下，临界异常现象隐含地专注在经典模型的可调参数上。在最坏的情况下，获得大量的错误预测。而渐近标度律近临界点适当的描述，交叉到经典行为的认识渐行渐远仍然是一个挑战。一方面万向临界现象和对其他分子的相互作用之间的这种相互影响的一个详细的了解仍然是一个问题。
在这方面，应该指出的是在离子型系统中的库仑相互作用比在非离子型液体范德华相互作用更强,且范围更广。这种情况下产生了和高临界温度及压力及盐的高熔点相关联的相行为的实质性变化。而在非极性溶质超临界溶液的相行为中，只有流体相平衡发生，在超临界电解质溶液中，固 - 液平衡往往起着决定性的作用。这一事实在工业应用上具有重大后果，这是因为反应物中发生盐析比流体共存更难处理。然而，称库仑作用的长程性质甚至违反临界点普遍性并没有被最近的实验证实。
由于库仑相互作用的强度主要取决于溶剂介电常数的屏蔽层，各种离子的配置，该配置从完全解离到离子结合成中性对，可以发生在超临界水中，这在制定超临界电解质溶液的状态方程引起了很大的困难。对于许多过渡金属离子，特定复合物的形成必须加以考虑。压力变化可导致协调有趣的变化，在为可能的催化前景光，还没有进行详细的探讨。最后，应再次强调对于地球化学过程中超临界溶液的决定性作用。
Supercritical Water as a Solvent
1.Introduction
2.Supercritical Water
3.Aqueous Mixtures with Nonpolar Compounds
4.Aqueous Solutions of Electrolytes
5.Conclusions
1. Continuous changes of thermophysical properties （density）can be achieved by pressure variation, and result in transitions from “gas-like” to“liquid-like” behavior.
2. Hydrogen bonds exist in dense states far above the critical temperature of water.
3. At high-temperatures water looses the familiar high selectivity towards polar and ionic compounds, and in some range of temperature and pressure nonpolar compounds become highly miscible.
4.At high water densities some salts are highly soluble as well. So it can generate homogeneous aqueous solutions with high concentrations of solutes of largely different polarity
5. many equations of state are deficient. In the best case, the critical anomalies are implicitly absorbed in adjustable parameters of the classical models. In the worst case, largely erroneous predictions are obtained.
6. in most supercritical solutions of nonpolar solutes phase behavior only fluid phase equilibria occur, in supercritical electrolyte solutions solid–fluid equilibria o ften play a decisive role. REASON: Coulomb interactions in ionic systems are much stronger and of longer range than van der Waals interactions in non-ionic fluids.
7. As the strength of the Coulomb interactions crucially depends on their shielding by the dielectric constant of the solvent, a wide variety of ion configurations ranging from complete dissociation to complete association into neutral pairs can occur in supercritical water, which gives rise to large difficulties in formulating equations of state for supercritical aqueous electrolytes.
8. For many transition metal ions, specific complex formation has to be considered as well.
3.Aqueous Mixtures with Nonpolar Compounds
3.1.General Topologies of Phase Diagrams
In this figure water is the less-volatile component
TypeⅠ The components are completely miscible at all conditions similar shape and polarity ammonia and polar organic solutes
TypeⅡmiscibility gaps For moderate hydrophobicity of the solute, the miscibility gaps are limited to low temperatures. So L-L-G two liquid phases and the gaseous phase are in equilibrium. there are one or more critical curves that describe the pressure
dependence of the upper and/or lower temperatures of L–L demixing.
Type Ⅲ A L–G critical curve starts from the critical point of the volatile nonpolar component.
Because of the low solubility of water in nonpolar fluids at low pressure, this branch of the critical curve is, rapidly interrupted by the L–L–G three-phase line at a socalled critical end point.
This branch runs either directly to higher temperatures and pressures, or more often, it moves initially towards lower temperatures and then passes a minimum.
3.2. Solubility of Nonpolar Solutes
The hatched lines indicate the side where the systems form two phases. At the high-temperature side the compounds are completely miscible. this selectivity is lost at high temperatures.
3.3.Critical Anomalies
Critical anomalies apply to L–G transitions and L–L equilibria；often occur near room temperature.
ΔΦ=Φ’-Φ’’is the volume fractions of the solute in the two phases
3.4.Equations of State
A prototypical equation which provides good descriptions of experimental phase diagrams and volumetric properties in the homogeneous regime, and has some predictive power.
No accurate equation for aqueous solutions spans the total range from normal to supercritical conditions.
3.5.Homogeneous Supercritical Solutions
Excess molar volumes of supercritical mixtures with nonpolar compounds are positive, which indicates a volume expansion upon mixing. Usually excess molar volumes decrease at high pressures.
3.6 Multicomponent Mixtures
The addition of salts to supercritical aqueous solutions leads to “salting-out” phenomena.
Sodium chloride
At 48 mol% CO2the addition of only 6 wt % of NaCl (relative to water) extends the heterogeneous regime by 100 K.
[水处理技术]十种常用水处理方法
[水处理技术]十种常用水处理方法 沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物 质清除干净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器（filter）以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器（如石英沙等）或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。2硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换
树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，以此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下： Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+ 2Na+1式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。树脂基质（resin matrix）内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原（regeneration）的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下：Ca-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Ca2+Mg-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Mg2+如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，长期饮用也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。全自动钠离子交换器采用离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。 3去离子法
常用溶剂干燥的各种方法
溶剂干燥方法 DMF是用4A的分子筛；THF可以用分子筛，也可以加无水硫酸钠，然后加氢化钙或者钠钾合金搅拌，蒸馏；DMSO也是加氢化钙，搅拌，然后蒸馏一个"小得不能再小的问题'.有一次(20年前了,那时我还很年轻)我请教梁先生问题,最后我问:用DMSO-d6测定NMR以后,样品不好回收怎么办呢?(大家都知道DMSO-d6沸点接近200度,很难挥发) 先生说:如果不急着用(样品),就把样品从样品管转移到干净的玻璃皿里,上面盖上滤纸,防止灰尘落入,不要管它,数日之后就会挥发干净.走出先生的家门,我很感慨,先生连这样简单的问题都解答的那么具体!!根据先生的指点,后来我"发展"了这个方法,在湿度大的时候,在想尽快回收的时候,我就把样品移到干净的玻璃皿里(表面积大),下班前放在水浴上,第二天就可以了.这个问题很小吧?但它是经常遇到的问题,特别是"宝贵"的微量天然样品和微量合成样品. 沸点189℃，熔点18.5℃,折光率1.4783，相对密度1.100。二甲基亚砜能与水混合，可用分子筛长期放置加以干燥。然后减压蒸馏，收集76℃/1600Pa(12mmHg)馏分。蒸馏时，温度不可高于90℃，否则会发生歧化反应生成二甲砜和二甲硫醚。也可用氧化钙、氢化钙、氧化钡或无水硫酸钡来干燥，然后减压蒸馏。也可用部分结晶的方法纯化。二甲基亚砜与某些物质混合时可能发生爆炸，例如氢化钠、高碘酸或高氯酸镁等应予注意。除水用水泵减压蒸馏就可以了。用氢化钙粉末搅拌4~8 h,再减压蒸馏收集64~ 65℃/533 Pa( 4 mmHg )馏分。、
一般要求，钙氢搅拌过夜，第二天过滤，足可对付大多数无水要求，又简便。。。小心过滤不要过得太干了。。。 基本操作应该：先用活化过的4A分子筛干燥（可以几天），然后放入CaH2、CaO、BaO（首选CaH2）干燥一天以上。然后过滤蒸馏即得基本是无水DMSO。先用无水硫酸钠干燥过夜，作为预处理；然后减压蒸馏，收集76-80度馏分。这也是一般溶剂除水的方法直接用水泵即可，不必要求那个真空度。先在减压下（-0.095MPa），釜温80-90度蒸馏出水分，然后逐渐升温出前馏分，待沸点稳定后就是你要的新DMSO了，水分可以在0.1%以下，如果你控制得好用氢化钙粉末搅拌4~8 h,再减压蒸馏收集64~ 65℃/533 Pa( 4 mmHg )馏分。Rapid purification: Stand over freshly activated alumina, BaO or CaSO4 overnight. Filter and distil it over CaH2 under reduced pressure (~ 12 mm Hg). Store it over 4A molecular sieves.上面是手册上的。。。我知道手册上的方法。钙氢常温搅拌过夜，油泵蒸馏（可能会带出部分钙氢）/水泵蒸馏加入分子筛除水！1其实也不用回流，你把氢化钙放进该开封的DMSO中，放置4到5天，取上层减压蒸馏就可以了。我做过挺好使的。其跟DMF的干燥方法完全一致。此类非质子性溶剂加氢化钙搅拌24h，过滤精馏即可DMSO沸点189℃，熔点18.5℃,折光率1.4783，相对密度1.100。 二甲基亚砜能与水混合，可用分子筛长期放置加以干燥。然后减压蒸馏，收集76℃/1600Pa(12mmHg)馏分。蒸馏时，温度不可高于90℃，否则会发生歧化反应生成二甲砜和二甲硫醚。也可用氧化钙、
nmr常见溶剂峰和水峰()
注：JHD为溶剂本身的其他1H对与之相对应的1H之间的耦合常数，JCD为溶剂本身1H对13C的耦合常数，H2O和交换了D的HOD上的1H产生的即水峰的化学位移 氯仿：小、中小、中等极性 DMSO：芳香系统（日光下自然显色、紫外荧光）。对于酚羟基能够出峰。芳香化合物还是芳香甙，都为首选。 吡啶：极性大的，特别是皂甙 对低、中极性的样品，最常采用氘代氯仿作溶剂，因其价格远低于其它氘代试剂。极性大的化合物可采用氘代丙酮、重水等。 ??? 针对一些特殊的样品，可采用相应的氘代试剂：如氘代苯（用于芳香化合物、芳香高聚物）、氘代二甲基亚砜（用于某些在一般溶剂中难溶的物质）、氘代吡啶（用于难溶的酸性或芳香化合物）等。 丙酮：中等极性 甲醇：极性大 氯仿—甲醇： 石：乙 5；1小极性 石：丙 2：1——1：1中等极性 氯仿：甲醇6：1极性以上含有一个糖 2：1 含有两个糖 含有糖的三萜皂甙：一般用吡啶
常见溶剂的化学位移 常见溶剂的1H在不同氘代溶剂中的化学位移值 常见溶剂的化学位移 常见溶剂的13C在不同氘代溶剂中的化学位移值
核磁知识(NMR) 一：样品量的选择 氢谱，氟谱，碳谱至少需要5mg. 1H-1H COSY, 1H-1H NOESY, 1H-13C HMBC, 1H-13C HSQC需要10-15mg. 碳谱需要30mg. 二：如何选择氘代溶剂 常用氘代溶剂: CDCl3, DMSO, D2O, CD3OD.特殊氘代溶剂: CD3COCD3, C6D6, CD3CN。 极性较大的化合物可以选择用D2O或CD3OD，如果想要观察活泼氢切记不能选择D2O和CD3OD。CDCl3为人民币2-3元，D2O为人民币6元，DMSO为人民币10元，CD3OD为人民币30元。Solvent 化学位移(ppm) 水峰位移(ppm) CDCl3 7.26 1.56 DMSO 2.50 3.33 CD3OD 3.31 4.87 D2O 4.79 CD3COCD3 2.05 2.84
常用生活污水处理工艺介绍及对比
几种常用生活污水处理工艺的比较 一、概述 生活污水处理工艺目前已相当成熟，其核心技术为活性污泥法和生物膜法，对活性污泥法（或生物膜法）的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺，传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况，选用合理的污水处理工艺，对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。 本文主要对生活污水几种常用的处理工艺作简单介绍，包括氧化沟、序批式活性污泥法（SBR）、生物接触氧化法、曝气生物滤池（BAF）、A-0工艺、膜生物反应器（MBR）等。 二、中小型生活污水处理工艺简介 典型的生活污水处理完整工艺如下： 污水——前处理——生化法——二沉池——消毒——出水 | | ——-——污泥处理系统-- 前处理也称为预处理技术，常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。 由于生活污水处理的核心是生化部分，因此我们称污水处理工艺是特指这部分，如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厌氧和好氧）处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺，根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。 1、氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的一种变形，其池体狭长，故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式，典型的有：A：卡罗塞式；B：奥巴尔型；C：交替工作式氧化沟；D：曝气—沉淀一体化氧化沟 氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。其主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式；BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；
实验室常用无水溶剂的制备
实验室无水试剂的制备 1. 无水甲苯、无水四氢呋喃、无水二氧六环的制作： 钠：除水； 二苯甲酮：指示剂，它在绝对无水的条件下显蓝色 用量方面： 1000ml溶剂需要最多10克钠，二苯甲酮大约需要约5克 操作： 将需要的装置(通常需要：1000ml的圆底瓶，球形冷凝管，直形冷凝管，尾接管，三角瓶，三通，玻璃塞)，烘干，冷却，待用。 在圆底瓶中加入甲苯、二苯甲酮，用镊子加取钠块，棉花擦去钠块表面的煤油，然后用剪刀将钠剪成小块，通过加料漏斗加入到甲苯中；然后架好装置，将装置内的空气用氮气置换了（包括接收瓶）。加热回流2～3h后，回流变蓝后，稍冷（不回流了就可以），改为蒸馏装置，接少量前馏分，收集需要的部分。当圆底烧瓶中液体剩余大约50mL时，停止加热 后处理：圆底烧瓶中剩余的钠球，加无水乙醇室温搅拌，至完全分解。倒入废液瓶。 2. 无水DMF (N, N- 二甲基甲酰胺)的制作： DMF提前一天用无水硫酸镁干燥（25g/L）； 将需要的装置(通常需要：1000ml的圆底瓶，直形冷凝管，尾接管，三角瓶，三通，玻璃塞，水泵)，烘干，冷却，待用。在圆底瓶中加入干燥过的DMF，然后架好装置，用氮气球检查装置的气密性。然后60℃-70℃减压蒸馏接少量前馏分，收集需要的部分。 3. 无水二氯甲烷的制作： ①氢化钙：除水； 用量：50g/L 操作：回流3-4小时后，蒸馏，4A分子筛保存。 后处理：圆底烧瓶中剩余的CaH2，加无水乙醇室温搅拌，至完全分解。倒入废液瓶。 ②无水氯化钙，分子筛； 操作：室温搅拌过夜，蒸馏出来用分子筛保存 4. 无水乙醚的制作： 钠：干燥； 用量：7-8g /500mL 操作：将钠剪成小块状干燥24小时后待用，500mL的试剂瓶用19#的橡胶塞塞紧，插上瘪气球。 备注：旋蒸乙醚时温度不能太高，不要超过30℃；放置太久的乙醚不能加热，因含过氧化物，易于爆炸。
常见污水处理工艺汇总
1物理法： 1.沉淀法：主要去除废水中无机颗粒及SS 2.过滤法：主要去除废水中SS和油类物质等 3.隔油：去除可浮油和分散油 4.气浮法：油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1（水的密度近似1）的悬浮固体 5.离心分离：微小SS的去除 6.磁力分离：去除沉淀法难以去除的SS和胶体等 2化学法： 1.混凝沉淀法：去除胶体及细微SS 2.中和法：酸碱废水的处理 3.氧化还原法：有毒物质、难生物降解物质的去除 4.化学沉淀法：重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除 3物理化学法： 1.吸附法：少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等 2.离子交换法：回收贵重金属，放射性废水、有机废水等 3.萃取法：难生物降解有机物、重金属离子等 4.吹脱和汽提：溶解性和易挥发物质的去除。 重点介绍 （随着各种工艺不断改进，原有缺点不断被修正，因此只列出各种工艺的优点） 4生物法 1.活性污泥法：废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。 （1）SBR法 序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 工艺流程图：
SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 优点： 1）工艺简单，节省费用 2）理想的推流过程使生化反应推力大、效率高 3）运行方式灵活，脱氮除磷效果好 4）防治污泥膨胀的最好工艺 5）耐冲击负荷、处理能力强 (2)CASS法 CASS法是SBR法的改进型，特点是占地小、运行费用低、技术成熟、工艺稳定。 CASS法是在CASS反应池前部设置生物选择区，后部设置可升降的自动滗水装置。 工艺流程图： （3）AO法 AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。 工艺流程图： 优点： 1）系统简单，运行费低，占地小 2）以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用 3）好氧池在后，可进一步去除有机物 4）缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有机物，可减轻好氧池负荷 5）反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗 （4）AAO法 AAO法又称A2O法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。 工艺流程图：
常用有机溶剂的纯化方法
常用有机溶剂的纯化（蒸馏法） 二硫化碳 沸点46.25℃，折光率1.631 9，相对密度1.2632。 二硫化碳为有毒化合物，能使血液神经组织中毒。具有高度的挥发性和易燃性，因此，使用时应避免与其蒸气接触。 对二硫化碳纯度要求不高的实验，在二硫化碳中加入少量无水氯化钙干燥几小时，在水浴55℃~65℃下加热蒸馏、收集。如需要制备较纯的二硫化碳，在试剂级的二硫化碳中加入0.5%高锰酸钾水溶液洗涤三次。除去硫化氢再用汞不断振荡以除去硫。最后用2.5%硫酸汞溶液洗涤，除去所有的硫化氢（洗至没有恶臭为止），再经氯化钙干燥，蒸馏收集。 DMF N，N-二甲基甲酰胺沸点149~156℃，折光率1.430 5，相对密度0.948 7。无色液体，与多数有机溶剂和水可任意混合，对有机和无机化合物的溶解性能较好。 N，N-二甲基甲酰胺含有少量水分。常压蒸馏时有些分解，产生二甲胺和一氧化碳。在有酸或碱存在时，分解加快。所以加入固体氢氧化钾（钠）在室温放置数小时后，即有部分分解。因此，最常用硫酸钙、硫酸镁、氧化钡、硅胶或分子筛干燥，然后减压蒸馏，收集76℃/4800Pa(36mmHg)的馏分。其中如含水较多时，可加入其1/10体积的苯，在常压及80℃以下蒸去水和苯，然后再用无水硫酸镁或氧化钡干燥，最后进行减压蒸馏。纯化后的N，N-二甲基甲酰胺要避光贮存。 N，N-二甲基甲酰胺中如有游离胺存在，可用2，4二硝基氟苯产生颜色来检查。 DMSO 沸点189℃，熔点18.5℃,折光率1.4783，相对密度1.100。二甲基亚砜能与水混合，可用分子筛长期放置加以干燥。然后减压蒸馏，收集76℃/1600Pa(12mmHg)馏分。蒸馏时，温度不可高于90℃，否则会发生歧化反应生成二甲砜和二甲硫醚。也可用氧化钙、氢化钙、氧化钡或无水硫酸钡来干燥，然后减压蒸馏。也可用部分结晶的方法纯化。 二甲基亚砜与某些物质混合时可能发生爆炸，例如氢化钠、高碘酸或高氯酸镁等应予注意。 乙醇 沸点78.5℃，折光率1.361 6，相对密度0.789 3。 制备无水乙醇的方法很多，根据对无水乙醇质量的要求不同而选择不同的方法。 若要求98%~99%的乙醇，可采用下列方法： ⑴利用苯、水和乙醇形成低共沸混合物的性质，将苯加入乙醇中，进行分馏，在64.9℃时蒸出苯、水、乙醇的三元恒沸混合物，多余的苯在68.3与乙醇形成二元恒沸混合物被蒸出，最后蒸出乙醇。工业多采用此法。 ⑵用生石灰脱水。于100mL95%乙醇中加入新鲜的块状生石灰20g，回流3~5h，然后进行蒸馏。 若要99%以上的乙醇，可采用下列方法： ⑴在100mL99%乙醇中，加入7g金属钠，待反应完毕，再加入27.5g邻苯二甲酸二乙酯或25g草酸二乙酯，回流2~3h，然后进行蒸馏。 金属钠虽能与乙醇中的水作用，产生氢手和氢氧化钠，但所生成的氢氧化钠又与乙醇发生平衡反应，因此单独使用金属钠不能完全除去乙醇中的水，须加入过量的高沸点酯，如邻苯二甲酸二乙酯与生成的氢氧化钠作用，抑制上述反应，从而达到进一步脱水的目的。 ⑵在60mL99%乙醇中，加入5g镁和0.5g碘，待镁溶解生成醇镁后，再加入900mL99%乙醇，回流5h
10种常见的水处理方法
? 1. 沉淀过滤法 这是一种最原始的过滤方法，它是依靠水中微粒杂质的自身重量下沉来达到分离的目的。常用于水中杂质颗粒较大的场所，如江河湖水的初步自然澄清过滤。 2. 蒸馏法 蒸馏法是把水加热，变成气体，分出混入气相中的低沸点成分或飞沫成分，低沸点气体放于大气中。不挥发性不纯物残留于液相中，成为浓缩液排出。如此把水精制成高纯度的水。 此法耗电耗水量很大，且使用时需有人看守，使用不方便，现已较少使用。 3. 薄膜微孔过滤（MF）法 薄膜微孔过滤法包括三种形式：深层过滤、筛网过滤、表面过滤。 深层过滤是以编织纤维或压缩材料制成的基质，利用隋性吸附或是捕捉方式来留住颗粒，如常用的多介质过滤或砂滤；深层过滤是一种较为经济的方式，可去除98%以上的悬浮固体，同时保护下游的纯化单元不会被堵塞，因此通常做为预处理。 表面过滤则是多层结构，当溶液通过滤膜时，较滤膜内部孔隙大的颗粒将被留下来，并主要堆积在滤膜表面上，如常用的PP纤维过滤。表面过滤可去除99.9%以上的悬浮固体，所以也可作为预处理或澄清用。 筛网滤膜基本上是具有一致性的结构，就象筛子一般，将大于孔径的颗粒，都留在表面上（这种滤膜的孔量度是非常精准的），如超纯水机终端使用的用点保安过滤器；筛网过滤微孔过滤一般被置于纯化系统中的最终使用点，以去除最后的残留微量树脂片、碳屑、胶体和微生物。 4、活性炭吸附法 活性炭依靠吸附和过滤作用主要去除水中的异色、异味、余氯、残留消毒物等有机物杂质。 5. 电渗析 渗析是一种物理现象。如将两种不同浓度的盐水，用一张渗透膜隔开，浓度高的盐水中的溶质如无机盐离子通过膜向浓度低的盐水中渗透，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。因为是以浓度差作为推动力，扩散速度始终是比较慢的。如果要加快这个速度，就可以在膜的两边加一直流电极。 电解质在电场的作用下，会加快迁移的速度，这就称为电渗析。 电渗析耗电量大，且渗析膜片易坏，在反渗透技术出现后已很少使用。 6. 离子交换（IX）法 离子交换法的原理是将原水*中的无机盐阴阳离子如钙离子Ca2+、镁离子Mg2+、硫酸盐SO42-、硝酸盐NO3-等，通过与离子交换树脂交换，使水中的阴、阳离子
常用溶剂的回收及其精制方法
常用溶剂的回收及其精制方法 溶剂回收 在实验室里，常常使用三氯甲烷、四氯化碳和石油醚等有机溶剂。 这些试剂化学性质不活泼、不助燃，与酸、碱不起作用，处理起来比较困难。其易挥发，具有一定的毒性，污染环境。正确回收不仅能够保护环境，还能减少浪费。 常用溶剂的回收及其精制方法 一、石油醚： 石油醚是石油馏分之一，主要是饱和脂肪烃的混合物，极性很低，不溶于水，不能和甲醇、乙醇等溶剂无限止地混合，实验室中常用的石油馏分根据沸点不同有下列数种，其再生方法大致相同。 再生方法： 用过的石油醚，如含有少量低分子醇，丙酮或乙醚，则置分液漏斗中用水洗数次，以氯化钙脱水、重蒸、收集一定沸点范围内的部分，如含有少量氯仿，在分液漏斗中先用稀碱液洗涤，再用水洗数次，氯化钙脱水后重蒸。 精制方法： 工业规格的石油醚用浓硫酸，每公斤加50一振摇后放置一小时，分去下层硫酸液，可以溶去不饱和烃类，根据硫酸层的颜色深浅，酌情用硫酸振摇萃取二、三
次。上层石油醚再用5％稀碱液洗一次，然后用水洗数次，氯化钙脱水后重蒸，如需绝对无水的，再加金属钠丝或五氯化二磷脱水干燥。 二、环乙烷： 沸点，性质与石油醚相似。 再生方法： 再生时先用稀碱洗涤。再用水洗，脱水重蒸。 精制方法 将工业规格环乙烷加浓硫酸及少量硝酸钾放置数小时后，分去硫酸层，再以水洗，重蒸，如需绝对无水的，再用金属钠丝脱水干燥。 三、苯： 沸点，比重0.879，不溶于水，可与乙醚、氯仿、丙酮等在各种比例下混溶，纯苯在时固化为结晶，常利用此法纯化。 再生方法： 用稀碱水和水洗涤后，氯化钙脱水重蒸。 精制方法： 工业规模的苯常含有噻吩、吡啶和高沸点同系物如甲苯等，可将苯1000毫升，在室温下用浓硫酸每次80毫升振摇数次，至硫酸层呈色较浅时为止，再经水洗，氯化钙脱水重蒸，收集79℃馏分。对于甲苯等高沸点同系物，则用二次冷却结晶法除去，苯在固化成为结晶，可以冷却到，滤取结晶，杂质在液体中。
常用的水处理方法
常用的水处理方法 到目前为止，常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等，当然，以后肯定还会有新的水处理方法出现，在这就先讲这些存大的.现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。 一、沉淀物过滤法沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除 乾净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。 沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。 二、硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如 下:Ca2++2Na-EXCa-EX2+2Na+1 Mg2++2Na-EXMg-EX2+2Na+1式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。
净化水质的方法
1藻类在污水净化过程中产生大量的氧气,可减少水体因缺氧而形成的恶臭气味。因此,用藻类处理污水在水质的改善中得到越来越广泛的应用。（在南非开普敦附近的一个污水处理场,采用一面积为1000m2充满螺旋藻的水池,成功地处理 着1000人产生的生活污水。在纳米比亚和德兰士瓦等地的多家制革厂利用螺 旋藻处理生产废水。Semple和应用丹麦赭球藻成功处理含苯酚工业废水。） 藻类除对污水中的氮、磷等营养物有明显的去除效果外,对其他有机物和重金属亦有较强的富集和去除作用。 2沉水植物可以提高水体透明度,增加水体溶解氧,降低氮磷营养物含量。沉水植物系统的存在有利于湖泊富营养化的防治。（菹草对富营养化和重金属污染的 水体和底泥可起到一定的净化作用。对氮磷有较强的吸收能力,能在一定程度上减轻水体的营养负荷。） 3吴振斌等采用漂浮植物塘、挺水植物塘和藻菌共生塘的串联系统可有效地净 化城镇污水。王国祥等采用漂浮、浮叶及沉水植物塘相间连接,较理想地实现了对太湖局部水域水质的改善。阮宜纶等用三棱草塘、芦苇塘、香蒲塘和水葫芦 塘的串联系统有效地处理了地热尾水。 4大型水生植物是湿地生态系统一个不可分割的组成部分。它在该污水处理系 统中起着关键的作用,主要表现在以下几个方面:牢固湿地床表面,为物理过滤提 供良好条件;形成隔离层,在冬季可防止霜雪直接冻结湿地表面;给根区微生物及 部分野生生物提供良好生境;通过根系的输氧作用改善系统中的生物地化循环;吸收部分营养物质,降低污染负荷;改善景观等。 5红树林有许多经济价值及生态效应,可净化污水、改善水质。其具有潜在的污 水净化能力,已越来越被人们作为污水和废水排放的便利场所。红树林沼泽对稀释的有机废水具有较强的净化潜力,红树林的底泥可作为重金属的沉积地。 6高等植物不仅可用于生活污水的处理,还可应用于行业废水的处理。吴振斌等 用凤眼莲净化石化废水,郑瑛和李晖用香蒲净化矿山废水,夏汉平用香根草
核磁谱图NMR常见溶剂峰杂质峰分析-(中文版)
测试核磁的样品一般要求比较纯，并且能够溶解在氘代试剂中，这样才能测得高分辨率的图谱。 为不干扰谱图，所用溶剂分子中的氢都应被氘取代，但难免有氢的残余（1%左右），这样就会产生溶剂峰；除了残存的质子峰外，溶剂中有时会有微量的H2O而产生水峰，而且这个H2O峰的位置也会因溶剂的不同而不同；另外，在样品（或制备过程）中，也难免会残留一些杂质，在图谱上就会有杂质峰，应注意识别。 常用氘代溶剂和杂质峰在1H谱中的化学位移单位：ppm 溶剂—CDCl3 (CD3)2CO (CD3)2SO C6D6 CD3CN CD3OH D2O 溶剂峰—7.26 2.05 2.49 7.16 1.94 3.31 4.80 水峰— 1.56 2.84 3.33 0.40 2.13 4.87 — 乙酸— 2.10 1.96 1.91 1.55 1.96 1.99 2.08 丙酮— 2.17 2.09 2.09 1.55 2.08 2.15 2.22 乙腈— 2.10 2.05 2.07 1.55 1.96 2.03 2.06 苯—7.36 7.36 7.37 7.15 7.37 7.33 — 叔丁醇CH3 1.28 1.18 1.11 1.05 1.16 1.40 1.24 OH —— 4.19 1.55 2.18 —— 叔丁基甲醚 CCH3 1.19 1.13 1.11 1.07 1.14 1.15 1.21 OCH3 3.22 3.13 3.08 3.04 3.13 3.20 3.22 氯仿—7.26 8.02 8.32 6.15 7.58 7.90 — 环己烷— 1.43 1.43 1.40 1.40 1.44 1.45 — 1,2-二氯甲烷 3.73 3.87 3.90 2.90 3.81 3.78 — 二氯甲烷— 5.30 5.63 5.76 4.27 5.44 5.49 — 乙醚 CH3(t) 1.21 1.11 1.09 1.11 1.12 1.18 1.17 CH2(q) 3.48 3.41 3.38 3.26 3.42 3.49 3.56 二甲基甲酰胺 CH 8.02 7.96 7.95 7.63 7.92 7.79 7.92 CH3 2.96 2.94 2.89 2.36 2.89 2.99 3.01 CH3 2.88 2.78 2.73 1.86 2.77 2.86 2.85 二甲基亚砜— 2.62 2.52 2.54 1.68 2.50 2.65 2.71 二氧杂环— 3.71 3.59 3.57 3.35 3.60 3.66 3.75
乙酸水溶液的萃取
萃取（3课时） 【实验目的】 1、 学习萃取的原理与方法。 2、 掌握分液漏斗的使用及影响萃取效率的因素。 【实验原理】 1、萃取的概念： 萃取：是利用物质在两种互不相溶（或微容）溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离提纯或纯化的一种操作。 2、 萃取的原理： 设溶液由有机化合物小X 溶解于溶剂A 而成，现如要从中萃取X ，应选择一种对X 溶解 极好，而与溶剂A 不相混溶和不起化学反应的溶剂B 。X 在A 、B 两相间的浓度根据分配定律： = K （分配系数） W 0，每次萃取所用溶剂B 的体积均为S ，经过n 次萃取后溶质在溶剂A 中的剩余量为W n ，则： Wn = KV KV +S W 0 n 因为 KV ∕KV+S 恒小于1 所以 n 越大， W n 越小。一般n = 3～5，即萃取3～5次。 3、萃取的意义：分离和提纯固态或液态的有机化合物，从液体中萃取常用分液漏斗。 【药品和仪器】 仪器：分液漏斗；锥形瓶；碱式滴定管； 药品：冰醋酸与水的混合溶液（冰醋酸:水 = 1:19）；乙醚； mol/L NaOH ； 酚酞指示剂； 【物理常数】 样品 M d 420 m..p S 水 CH 3COOH 60 ∞ Et 2O 74 -116。62 微 【基本操作】 1、 分液漏斗应用的范围： （1） 分离两种分层不起作用的液体； （2） 从溶液中萃取某种成分； （3） 用水或碱或酸洗涤某种产品；
（4）用来滴加某种试剂； 2、分液漏斗的使用方法： （1）选择合适大小的分液漏斗，比待处理液体积大1-2倍。 （2）检查玻璃塞和活塞是否严密，涂凡士林时，不能抹在活塞的孔中。 （3）洗净、烘干、备用。注意不能把活塞上附有凡士林的分液漏斗放在烘箱内烘干。 （4）将含有有机物的水溶液和萃取溶剂依次自上口倒入分液漏斗。 （5）振荡、?放气、静置。注意放气时漏斗向上倾斜，朝无人处放气；不能拿在手中静置。 （6）分离。上口玻璃塞打开后才能开启活塞；上层物从上口放出，下层物从下口放处。 【实验内容】 实验以乙醚从醋酸水溶液中萃取醋酸采用以下两种方法： 1、一次性用30 mL乙醚萃取乙酸。 2、进行多次萃取，用乙醚量为10mL∕次×3次。 【实验步骤】 1、一次萃取法 （1）用移液管准确量取10mL冰醋酸与水的混合液放入分液漏斗中，用30mL乙醚萃取。 （2）用右手食指将漏斗上端玻塞顶住，用大拇指及食指中指握住漏斗，转动左手的食指和中指蜷握在活塞柄上，使振荡过程中玻塞和活塞均夹紧，上下轻轻振荡分液漏斗，每隔几秒针放气。 （3）将分液漏斗置于铁圈，当溶液分成两层后，小心旋开活塞，放出下层水溶液于50mL三角烧瓶内。 （4）加入3-4滴酚酞作指示剂，用L NaOH溶液滴定，记录用去NaOH溶液的体积。 计算：a.留在水中醋酸量及质量分数。 b.留在乙醚中醋酸量及质量分数。 2、多次萃取法 （1）准确量取10mL冰乙酸与水的混合液于分液漏斗中，用10mL乙醚如上法萃取，分去乙醚溶液。 （2）将水溶液再用10mL乙醚萃取，分出乙醚溶液。 （3）将第二次剩余水溶液再用10mL乙醚萃取，如此共三次。 （4）用L年NaOH溶液滴定水溶液。 计算：a. 留在水中醋酸量及质量分数。 b.留在乙醚中醋酸量及质量分数。 比较两种方法的萃取效果。 【注意事项】 1、使用分液漏斗前要检查玻赛和活塞是否紧密， 2、漏斗向上倾斜，朝无人处放气。 3、使用前要先打开玻塞再开启活塞。 4、分液要彻底，上层物从上口放出，下层物从下口放处。 5、使用乙醚时，近旁不能有火。
常用的水处理设备处理方法及功能有哪些
水处理便是通过物理的、化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。 由于社会生产、生活与水密切相关，因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。常说的水处理设备包括：污水处理和饮用水处理两种。经常用到的水处理药剂有：聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝，聚丙烯酰胺，活性炭及各种滤料等。 常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七) 蒸馏法、(八)紫外线消毒法等，现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。
一、沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。
沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。 二、硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下: Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1 Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1 式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。 现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原(regeneration)的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下: Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→2Na-EX+Ca2+
常用有机溶剂纯化处理
沸点56.2℃，折光率1.358 8，相对密度0.789 9。 普通丙酮常含有少量的水及甲醇、乙醛等还原性杂质。其纯化方法有： ⑴于250mL丙酮中加入2.5g高锰酸钾回流，若高锰酸钾紫色很快消失，再加入少量高锰酸钾继续回流，至紫色不褪为止。然后将丙酮蒸出，用无水碳酸钾或无水硫酸钙干燥，过滤后蒸馏，收集55~56.5℃的馏分。用此法纯化丙酮时，须注意丙酮中含还原性物质不能太多，否则会过多消耗高锰酸钾和丙酮，使处理时间增长。 ⑵将100mL丙酮装入分液漏斗中，先加入4mL10%硝酸银溶液，再加入3.6mL1mol/L氢氧化钠溶液，振摇10min，分出丙酮层，再加入无水硫酸钾或无水硫酸钙进行干燥。最后蒸馏收集55~56.5℃馏分。此法比方法⑴要快，但硝酸银较贵，只宜做小量纯化用。 二氧六环 沸点101.5℃，熔点12℃，折光率1.442 4，相对密度1.033 6。 二氧六环能与水任意混合，常含有少量二乙醇缩醛与水，久贮的二氧六环可能含有过氧化物（鉴定和除去参阅乙醚）。二氧六环的纯化方法，在500mL二氧六环中加入8mL浓盐酸和50mL水的溶液，回流6~10h，在回流过程中，慢慢通入氮气以除去生成的乙醛。冷却后，加入固体氢氧化钾，直到不能再溶解为止，分去水层，再用固体氢氧化钾干燥24h。然后过滤，在金属钠存在下加热回流8~12h，最后在金属钠存在下蒸馏，压入饥丝密封保存。精制过的1,4-二氧环己烷应当避免与空气接触。 吡啶 沸点115.5℃，折光率1.509 5，相对密度0.981 9。 分析纯的吡啶含有少量水分，供一般实验用。如要制得无水吡啶，可将吡啶与粒氢氧化钾（钠）一同回流，然后隔绝潮气蒸出备用。干燥的吡啶吸水性很强，保存时应将容器口用石蜡封好。 石油醚 石油醚为轻质石油产品，是低相对分子质量烷烃类的混合物。其沸程为30~150℃，收集的温度区间一般为30℃左右。有30~60℃，60~90℃，90~120℃等沸程规格的石油醚。其中含有少量不饱和烃，沸点与烷烃相近，用蒸馏法无法分离。 石油醚的精制通常将石油醚用其体积的浓硫酸洗涤2~3次，再用10%硫酸加入高锰酸钾配成的饱和溶液洗涤，直至水层中的紫色不再消失为止。然后再用水洗，经无水氯化钙干燥后蒸馏。若需绝对干燥的石油醚，可加入钠丝（与纯化无水乙醚相同）。 甲醇 沸点64.96℃，折光率1.328 8，相对密度0.791 4。 普通未精制的甲醇含有0.02%丙酮和0.1%水。而工业甲醇中这些杂质的含量达0.5%~1%。为了制得纯度达99.9%以上的甲醇，可将甲醇用分馏柱分馏。收集64℃的馏分，再用镁去水（与制备无水乙醇相同）。甲醇有毒，处理时应防止吸入其蒸气。 乙酸乙酯 沸点77.06℃，折光率1.372 3，相对密度0.900 3。 乙酸乙酯一般含量为95%~98%, 含有少量水、乙醇和乙酸。可用下法纯化：于1000mL乙酸乙酯中加入100mL乙酸酐，10滴浓硫酸，加热回流4h，除去乙醇和水等杂质，然后进行蒸馏。馏液用20~30g无水碳酸钾振荡，再蒸馏。产物沸点为77℃，纯度可达以上99%。
一般水处理方法及原理
一般水处理方法及原理 常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法、(九)生物化学法等，现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。 沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。 沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。 硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下: Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1 Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1 式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。 现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原(regeneration)的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下: Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→2Na-EX+Ca2+ Mg-EX2+2Na+ (浓盐水)→2Na-EX+Mg2+ 如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症，因为透析用水的软化与再还原过程是*计时器来控制，正常情况还原作用大多发生在半夜，这是*阀门在控制，如果发生故障，大量盐水就会涌进水源，进而造成病人的高血钠症。 活性炭 活性炭是由木头，残木屑，水果核，椰子壳，煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成，制成後还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性炭的表面呈颗粒状，内部是多孔的，孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性炭内部表面积高达700-1400m2，而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性炭清除有机物能力的因素有活性炭本身的面积，孔洞大小以及被清
饮用水净化的一般方法
饮用水净化的一般方法 饮用水净化目前大致有以下方法。 1、软化法 将水中的硬度〔指水中所含的钙、镁离子浓度〕去除或降低到一定程度。不能去除其它盐类离子和有机分子，对病毒、细菌、藻类和微生物没有丝毫去除作用，软化水用来洗浴会有利于皮肤的保养，洗衣服干净且可节约洗衣粉。 2、蒸馏法 将水煮沸，收集蒸汽，再使之冷却凝聚成液体。蒸馏水是极安全的饮用水，但有一些问题要进一步探讨。由于蒸馏水不含矿物质，这成为反对者提出人的寿命容易老化的理由。另外利用蒸馏法成本较高，耗费能源，不能去除水中挥发性物质。 3、煮沸法 是指自来水煮沸后饮用，这是一种古老的方法，在国内被普遍应用。水煮沸可杀死细菌，但对一些化学物质、耐高温的病毒有机物、藻毒素和重金属盐不能去除，饮用仍是不安全的。 4、磁化法 利用磁场效应处理水，称为水的磁化处理。磁化处理的过程确实是水在垂直于磁力线的方向通过磁铁，改变水分子团的缔结结构，提高水分子的活性。我国水磁化处理工艺和设备，到目前为止仍是处于实践和研究的初级阶段，国外的净水器没有磁化功能的要求，因为磁化水不属于净水的范围，而是属于医疗方面的问题。 5、矿化法 在净化的基础上再向水中增添对人体有益的矿物元素〔如钙、锌、锶等元素〕其目的是增加微量元素，发挥矿泉水的保健作用。市售净水器一般通过在净水器中添加麦饭石来达到矿化的目的，但人为的矿化功效现在依旧一个有争议的问题。 6、臭氧、紫外线杀菌 这些方面都只能杀菌和消灭病毒等活性物质，不能除掉水中的重金属盐和有害有机物、有害无机物等化学物质，经杀死的细菌和病毒尸体仍残留在水中。 7、整水器 整水器是日本新发明的产品，它是把水先进行净化处理，然后再进行电解活化，其碱性活化水与人体内环境之pH值相对应，对人体有保健作用，适于饮用；酸性活化水可用于洗脸、洗澡，有美容作用。只是，对整水器的整水原理、整水水质以及使用后对人体的其他妨碍，均有不同的看法，需进一步探讨。 8、活性碳吸附有三种方式： ①颗粒活性炭 较为常用，多用木质、煤质、果壳〔核〕等含碳物质通过化学法或物理活化法制成。它有特别多的微孔和比表面积，因而具有特别强的吸附能力，能有效地吸附水中的有机污染物。此外在活化过程中，活性碳表面的非结晶部位形成一些含氧官能团，这些基团使活性碳具有化学吸附和催化氧化、还原性能，能有效去除水中一些有害物质。 ②渗银活性碳 将活性炭和银结合在一起，不仅对水中有机污染物有吸附作用，还具有杀菌