Language
Country/Area
No result found
السلوك غير الطبيعي للمياه: لماذا يمكن أن تجعل المياه الحارة فائقة المواد العضوية غير القابلة للذوبان يذوب بشكل مدهش؟
المياه هي واحدة من أكثر المواد شيوعًا في حياتنا ، لكن هل فكرت يومًا في الخصائص الخاصة للمياه؟عندما يرتفع الماء إلى أكثر من 100 درجة مئوية ولكنه يفشل في الوصول إلى النقطة الحرجة المتمثلة في 374 درجة مئوية ، فإنه يتحول إلى مياه حارة للغاية ، قادرة على تغيير خصائصها الكيميائية بطرق غير متوقعة.اليوم سنناقش هذه الظاهرة المذهلة.
الماء المتطرف هو سائل في حالة الضغط الزائد ، ويمكن أن تكون درجة الحرارة بين نقطة الغليان التقليدية ودرجة الحرارة الحرجة ، وبسبب الضغط الزائد ، لا يمكن أن تلاشى بشكل طبيعي.
يأتي استقرار الماء الفائق الساخن من علاقة التوازن بين السائل والبخار ، والذي يتم تسخينه في حاوية مغلقة للحفاظ عليها تحت ضغط معين.جزء من السبب وراء وجود مثل هذا السلوك المحدد يرجع إلى بنية الترابط الهيدروجين القوية بين جزيئات الماء.تنكسر روابط الهيدروجين هذه عندما ترتفع درجة الحرارة ، مما تسبب في تختلف خصائص الماء عن ما هو متوقع.
مع زيادة درجة الحرارة ، تضعف قطبية الماء ، مما يجعلها أقرب إلى المذيبات العضوية من حيث سعة الذوبان ، مثل الميثانول أو الإيثانول.
بسبب التغير في قطبية الماء ، يصبح العديد من المواد العضوية التي يصعب صعوبة القابلة للذوبان قابلة للذوبان للغاية في الماء الحار.على سبيل المثال ، في المياه الفائقة عند 225 درجة مئوية ، يتم زيادة قابلية الذوبان في بعض الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات (PAHs) بخمسة أوامر من حيث الحجم ، مما يجعل المياه الفائقة مفيدة للغاية في التطبيقات الصديقة للبيئة والصناعية.
لا تتغير تأثير درجة الحرارة على الماء الفائق
خصائص الماء الفائق مع زيادة درجة الحرارة.يزداد التأمين الذاتي للمياه أيضًا في درجات حرارة عالية ، وهي خاصية تسمح للمياه بالبقاء محايدًا عند قيم الأس الهيدروجيني الأعلى.
عند 250 درجة مئوية ، يكون PKW من الماء قريبة من 11 ، بينما في 25 درجة مئوية هو 14 ، مما يعني أن تركيز أيونات الهيدروجين (H3O+) والهيدروكسيد (OH−) في الماء يزداد بشكل كبير.
التغييرات في قابلية الذوبان في الماء
في الماء الحار جداً ، تزداد قابلية ذوبان العديد من المركبات العضوية بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة.هذا يسمح للمواد التي تعتبر عادةً "غير قابلة للذوبان" أن يتم إذابة في الماء الحار ، على سبيل المثال ، تزيد قابلية ذوبان بعض المبيدات بشكل مدهش مع التغيرات في درجة الحرارة.
التطبيق الصناعي للمياه المتطورة
أظهر الماء الفائق الحمل إمكاناته كمذيب ، كاشف ومحفز في التفاعلات الصناعية والكيميائية.لقد تم تطبيقه بنجاح على عملية استخراج جزيئات سحق الديزل والدخان الخشبي ، ويمكن أن تساعد أيضًا في تحطيم المادة العضوية وتحويلها إلى وقود متاح.هذه العملية ليست سريعة فحسب ، بل صديقة للبيئة أيضًا.
يمكن أن يتأكسد الماء المتطرف بشكل فعال من المواد الضارة أثناء عملية التفاعل ويمكن أن يتحلل دون الحاجة إلى إنتاج مواد سامة.
بالإضافة إلى ذلك ، يتزايد تطبيق المياه الحارقة الفائقة والفخمة تدريجياً ، مما يشير إلى الفرص المحتملة لحماية البيئة وإعادة استخدام الموارد في المستقبل.لا تقتصر هذه التكنولوجيا على علاج المواد الضارة ، ولكنها توفر لنا أيضًا طريقة أنظف لتجميع كيميائيًا.
ملخص
مع فهم متعمق لخصائص المياه المتطورة ، أظهرت التكنولوجيا إمكانات كبيرة في الحماية البيئية والتطبيقات الصناعية.الماء ليس سائلًا شائعًا فحسب ، بل هو أيضًا مفتاح لإلغاء قفل العديد من الاحتمالات الكيميائية.يمكن أن يغير المياه الحارة من ذوبان المواد بطرق غير عادية ، مما يجعلنا نتساءل ما هي التطبيقات غير المتوقعة التي ستصبح ممكنة في المستقبل بسبب الخصائص الغريبة للمياه؟
