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第三章 下午 3 1 回到办公室(第7页)

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但是钢丝穿过之后的冰块仍是完整的。

钢丝所施加的压力融化了部分冰块,造成了一个切口。

但是液态水仍然留在裂缝中,并在一段时间后由于低温而再次凝固(复冰),所以最后冰块仍是完整的(图24)。

图24 复冰现象

水分子的极性也解释了为什么相对于离子物质或极性物质而言,它是极好的溶剂。

比如,当我们将普通食用盐(氯化钠)溶于水时,钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)之间的吸引力减弱,每个离子都被一定数量的水分子包围[溶解(solvation)]。

水分子中带负电的氧离子会靠近Na+,而水中带正电的氢离子会更靠近Cl-。

但水不能溶解非极性物质,如油类(见第一章第2节中关于表面活性剂的讨论)。

水的氧原子上有两对电子没有成键(非键合电子或孤对电子)。

除了解释水分子的折叠几何形状,这些电子在确定水分子的化学性质方面也具有相当重要的意义。

例如,如果水与酸接触,孤对电子的存在可以使水分子与H+相互作用形成H3O+[水合氢离子(oxoniumion)]。

根据布伦斯特和劳里的说法,也就是说水表现得像碱一样(因为能与酸反应)。

例如水与盐酸就会有以下反应:

HCl+H2O→H3O++Cl-

另一方面,根据布伦斯特和劳里的说法,如果水与碱[例如氨气(NH3)]接触,它可以作为酸提供一个H+:

NH3+H2O→NH4++OH-

简而言之,就是根据反应物质的不同,水可以表现为酸性,也可以表现为碱性。

我们把具有这种特性的物质称为两性物质。

水的两性特征可以使两个水分子相互作用,一个作为酸,另一个作为碱。

由此有了下面被称为水的自耦电离(autodisso)平衡或质子自迁移(autoprotolysis)平衡的反应:

2H2O→H3O++OH-

但是由于能解离成离子的水分子极少(在25℃时,5.5亿个水分子中只有一个水分子解离),这一平衡式更容易向左移动。

但这个平衡依然非常重要,因为它调节着自然界中所有的酸碱平衡(包括你胃里的酸碱平衡)。

喝了饮水机里接出来的那杯凉水,你感到非常愉悦。

饮水机里有冷却器,可以使水变凉。

桶装水的包装上一般会标注名字和水源地。

办公室里的是正常的矿泉水。

记得你曾经和一个朋友就矿泉水好还是自来水好的问题进行了很长时间的讨论。

虽然讨论了很久,但你们仍无法达成共识。

这不是一个简单的问题,也没有一个确定的、普适的答案。

不过,自来水和矿泉水肯定是有区别的[52]。

根据法律规定,所有饮用水中的微生物或其他物质的浓度不得超过对健康造成危害的浓度。

水必须立即装瓶才能被称作矿泉水,因为它是从水源流出来的,没有经过任何处理。

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