水は私たちの生活の中で最も一般的な物質の1つですが、水の特別な特性について考えたことはありますか?水が100°Cを超えるまで加熱されますが、374°Cの臨界点に達することができない場合、それは予想外の方法で化学的特性を変更することができる超熱水に変わります。今日は、この驚くべき現象について説明します。
超ホット水は過圧状態の液体であり、温度は従来の沸点と臨界温度の間にあり、過剰圧力のために自然に沸騰できません。
超熱水の安定性は、液体と蒸気の間の平衡関係から来ており、閉じた容器で加熱されて特定の圧力をかけます。水がそのような特定の挙動を持っている理由の一部は、水分子間の強い水素結合構造によるものです。これらの水素結合は、温度が上昇すると壊れ、水の特性が予想とは異なります。
温度が上昇すると、水の極性が弱まり、メタノールやエタノールなどの溶解能力の観点から有機溶媒に近づきます。
水の極性の変化により、溶けやすい有機物の多くは超熱水に非常に溶けます。たとえば、225°Cのウルトラホット水では、特定の多環式芳香族炭化水素(PAH)の溶解度が5桁増加し、環境に優しい産業用途ではウルトラホット水が非常に役立ちます。
250°Cでは、水のPKWは11に近く、25°Cでは14です。つまり、水中の水素イオン(H3O+)と水酸化物(OH-)の濃度が大幅に増加します。
超熱水では、多くの有機化合物の溶解度は温度の上昇とともに大幅に増加します。これにより、一般的に「不溶性」と見なされる物質は超熱水に溶解することができます。たとえば、特定の農薬の溶解度は温度変化とともに驚くほど増加します。
超ホット水は、産業および化学反応における溶媒、試薬、および触媒としての可能性を示しています。ディーゼルと木材の煙粒子を粉砕する抽出プロセスに正常に適用されており、有機物を分解して利用可能な燃料に変換するのにも役立ちます。このプロセスは速いだけでなく、環境に優しいです。
超熱水は、反応プロセス中に有害物質を効果的に酸化する可能性があり、有毒物質を生産する必要なく分解できます。
さらに、超ホットと超臨界水の適用は徐々に増加しており、将来の環境保護と資源の再利用の潜在的な機会を示しています。この技術は、有害物質の治療に限定されませんが、化学的に合成するよりクリーンな方法を提供します。
超熱水の特性を深く理解しているため、この技術は環境保護と産業用途に大きな可能性を示しています。水は一般的な液体であるだけでなく、多くの化学的可能性を解き放つための鍵でもあります。超熱水は、異常な方法で物質の溶解度を変える可能性があります。