蒸馏水是什么水-去离子水是什么水(去离子水有什么作用)

自然界中的水,在与周围环境相互接触和作用的过程中,不可避免地会溶解一些有机物和无机物质,同时还会悬浮一些微粒以及细菌等微生物,这使得自然界中的水或多或少含有一些杂质,并非严格意义上的纯水。含有适量矿物质元素的水,对于人体来说是必要和必需的,但是如果水中溶解或者悬浮的物质浓度超过一定程度,就会引起水体的污染,因此相应的水体污染治理和水质净化技术越来越受到人们的关注和重视。

地球上最纯净的水在哪里?它的价值远超我们的想象

那么,如果问你地球上有没有绝对的纯净水,我想很多人都会回答没有。但是,没有绝对可以有相对,如果问你地球上最纯净的水在哪里,你知道吗?

蒸馏水纯净吗?

说到纯净水,估计很多人都会想到蒸馏水,的确,相对自然界中的水体以及我们经常饮用的白开水和矿泉水来说,蒸馏水的纯净度肯定要高出很多,因为蒸馏水是通过收集水沸腾产生的水蒸气,将之进行冷却凝缩再次转化为液态水的产物,在此过程中,水中的很多杂质就留在了原有的水体中,蒸发和冷凝后的水中就不再含有这些杂质。

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不过,由于蒸馏是通过加热水体,使其达到沸点之后再度冷凝的过程,如果原水体中含有易于挥发的物质,会随着水体温度的升高一起挥发,从而进入蒸馏后的水体中,比如,一些酚类、苯化合物、可蒸发的汞等等。

所以,经过一次蒸馏之后的水,还是会含有一部分的杂质,而这些杂质,并不能通过多次蒸馏的方法加以去除,只能靠加入其它一些化学物质,比如氢氧化钠、高锰酸钾等,与这些易于挥发的物质发生化学反应,生成难于挥发的物质,从而达到在多次蒸馏时有效去除的效果。

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然而,由于依靠蒸馏的方式,需要耗费较多的热能,同时在多次蒸馏时也会增加受空气中其它杂质的风险,生产成本肯定很高,仅在一些化学实验、电器行业和医药领域有着应用。如果要想获取纯度更高、具有更高科学价值的水,蒸馏水就满足不了需求,这时候就需要使用去离子水。

去离子水是什么?

去离子水顾名思义,就是通过相应的方法,将各种离子去除后的水。它的制作过程,主要依靠的是RO反渗透方法,即通过离子交换树脂,将水中杂质的阳离子吸附,同时树脂上的H+阳离子被置换到水中,与水中的阳离子结合形成无机酸。然后无机酸再被阴离子交换树脂,OH-阴离子被置换到水中,与H+结合形成水。

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通过上述过程,水中的“杂质”离子,便分别被吸附到交换树脂中,达到“去离子化”的过程。为了达到最大程度去除离子以及其它悬浮微粒和微生物的目的,一般需要经过多道过滤、反渗透、树脂混床等工序,从而不断提升水的纯度。在半导体行业中,一般将电阻率达到18.2兆欧姆厘米左右的水称为“去离子水”。

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由于去离子水中的离子数量,可以通过工序的设定、反渗透膜和树脂类型的选择,实现有效的人为控制之目的,而且生产过程中也不需要较多的能量输入,所以生产成本较低,灵活度较高,因而在电子工业、科学实验、喷涂、食品、纺织、海水淡化等方面有着非常广泛的用途,就连在探索宇宙中微子方面,去离子水也有着很大的发挥空间。

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利用去离子水搜寻中微子

日本于1983年,在日本岐阜县地下41米处,埋藏着一个直径39米的金属大桶,里面盛放着近5万吨的纯水,这些纯水就是“去离子水”,这个由纯水装满的金属大桶,实质上就是一个大型的中微子探测器。

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中微子是组成自然界最基本的粒子之一,本身不带电,自旋为1/2,质量仅是电子的百万分之一,所以质量非常小,以接近光速的速度运动。中微子由于不带电荷,所以只参与非常微弱的弱相互作用,穿透力非常强,我们的人体、我们居住的地球,每时每刻都在经受着中微子的“袭击”和穿透。

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1998年,日本超级神冈实验发现了确凿的中微子振荡现象。2015年,日本科学家梶田隆章与加拿大萨德伯里中微子观测站,就因在中微子观测方面取得重大突破,分享了当年的诺贝尔物理学奖。但是,由于中微子运动速度非常快、质量非常小、又很难与其它物质发生反应,所以观测起来非常困难,同时,对于中微子的一些重要参数、有没有磁矩、是否是反物质等方面,还存在着大量的谜团,所以,中微子目前成为粒子物理、天体物理、宇宙学领域的一门热点学科。

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之所以选择在地下存储大量的“去离子水”来探测中微子,一方面是通过地壳的阻挡,将来自宇宙空间的众多高能粒子屏蔽掉,使得只有中微子能够来到这里,从而最大限度地降低各种杂质对中微子探测的影响。

另一方面,大量的去离子水,既可以为中微子撞击提供理想的环境,也能够提高中微子与水分子撞击时,产生辐射和光线的几率。毕竟中微子与其它物质发生相互作用的概率极低,通过部署更多的纯净水,可以增加“瞎猫碰死耗子”的可能性。

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除了日本利用“去离子水”进行中微子探测外,其它一些国家也有着不同的探测方式。比如,美国在南极洲的冰层之下,建造了大约1立方公里左右的中微子天文望远镜—冰立方;俄罗斯在贝加尔湖、法国和意大利在地中海也建造了中微子天文望远镜。

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我国也在大亚湾和江门建造了大型的中微子探测器,特别是建于地下700米处、将于2023年建成运行的江门中微子实验室,包含一个直径达35米的有机“玻璃球”,里面将装满2万吨的透明液体闪烁体,另外探测器表面还将铺满1.8万个20英寸圆形光电倍增管3万个小型光电倍增管。建成之后,江门中微子探测器将成为全球规模最大、能量密度最强、捕捉中微子几率最高的液体闪烁体探测器。

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期待我国的科学家们,在未来探测中微子和宇宙奥秘的征程中取得更大成就。作为普通的群众,我们除了祝福以外,应该都还有另外一个“心结”,这些探测中微子的纯净水,到底长什么样?能不能喝呢?读者朋友有什么想说的吗?

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