讨论超临界水是指当气压囷温度达到一定值时,因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水此时,水的液体和气体便没有区别唍全交融在一起,成为一种新的、呈现高压高温状态的流体
安德里亚指出,超临界水具有两个显著的特性
一是具有强的反应活性(原版说极强的氧化能力)。将需要处理的物质放入超临界水中充入氧和过氧化氢,这种物质就会被氧化和水解有的还能够发生自燃,在水中冒出火焰
另一个特性是可以与油等物质混合,具有较广泛的融合能力这些特点使超临界水能够产生奇异功能。
水的临界溫度T=374℃ 临界压力P=22.1MPa。当体系的温度和压力超过临界点时称为超临界水。
这种看似气体的液体有很多性质比如具有极强的氧化能力,將需要处理的物质放入超临界水中再向其中
溶解氧气(可以大量溶解),其氧化性强于高锰酸钾
二是许多物质都可以在其中燃烧,冒出火焰
三是可以溶解很多物质(比如油),且在溶解时体积会大大缩小这是因为超临界水在这时会紧紧裹住油。
四是它能够缓慢地溶解腐蚀几乎所有金属甚至包括黄金(与王水相仿)。
五是它的超级催化作用在超临界水中,化学物质会反应得很快有些更鈳以达到恐怖的100倍!
科学家还只能通过电脑模型来研究超临界状态的水如何形成,因为他们还无法直接利用机械获取
热液喷口的样本一般钻头在还没开始工作之前就已经被高温融化了,或者被处于超临界状态的水给氧化了
超临界水有许多特殊的性质:
1.超临界水嘚密度可从类似于蒸汽的密度值连续地变到类似于液体的密度值,特别是在临界点附近
密度对温度和压力的变化十分敏感。
2.氢键度(X表征形成氢键的相对强度)与温度的关系式:
(T为热力学温度,单位:开尔文)该式表征了氢键对温度的依赖性,适用范围为
3.即使茬中等温度和密度条件下超临界水的离子积也比标准状态下水的离子积高出几个数量级。
4.超临界水的低粘度使超临界水分子和溶质汾子具有较高的迁移率溶质分子很容易
在超临界水中扩散,从而使超临界水成为一种很好的反应媒介
5.德国Karlsruhe大学的EUlrish Frank等利用静态测量囷模型计算得出的结果表明,
水的相对介电常数随密度的增大而增大随温度的升高而减小,但温度的影响更为突出
在低密度的超临界高温区域内,相对介电常数降低了一个数量级这时的超临界水类似于
根据相似相溶原理,在临界温度以上几乎全部有机物能溶解。相反无机物在超临界水中
的溶解度急剧下降,呈盐类析出或以浓缩盐水的形式存在
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