水的性質

1.水是無色、無臭、無味液體，在淺薄時是清澈透明，深厚時呈藍綠色

2.在1 atm時，水的凝固點(f.p.)為，沸點(b.p.)為100℃。
水在0℃的凝固熱為5.99 kJ/mole(或80 cal/g)
水在100℃的汽化熱為40.6 kJ/mole(或540 cal/g)
由於水分子間具有氫鍵，故沸點高、莫耳汽化熱大，蒸氣壓小

(1)沸點：液體的飽和蒸氣壓等於液面上大氣壓之溫度，此時液體各點均呈劇烈汽化現象，且液氣相可共存若液面上為1 atm(76 mmHg)時，則該沸點稱為「正常沸點」，水的正常沸點為100℃

(2)若液面的氣壓加大，則液體需更高的蒸氣壓才可沸騰；而更高的溫度使得更高的蒸氣壓，故液體的沸點會上升。
液面上蒸氣壓愈大，液體的沸點會愈高
例：壓力鍋，壓力鍋內水面造成6atm而使水的沸點升至105℃以上，如此高溫的水煮起東西會比平常更快

(3)反之，若液面上氣壓變小，則液面的沸點將會下降

3.水在4℃(精確值為3.98℃)時的體積最小、密度最大，D = 1g/mL

<Note>水的三相圖

(1)三相點：在真空容器中，純質的液相、固相、氣相以平衡狀態同時存在的溫度與壓力稱之。

(2)臨界點（critical point）之溫度為臨界溫度，壓力為臨界壓力。

1. 臨界溫度：加壓力使氣體液化之最高溫度稱為臨界溫度。如水之臨界溫度為374℃，若溫度高於374℃，則不可能加壓使水蒸氣液化

2. 臨界壓力：在臨界溫度時，加壓力使氣體液化的最小壓力稱之。臨界壓力等於該液體在臨界溫度之飽和蒸氣壓。

(3) 水相圖與CO₂相圖之比較

1. 水相圖之OA 線段向左傾斜，此乃因冰熔化時體積縮小，故加壓使熔點降低；而CO2(s)<乾冰>熔化時體積脹大，故加壓可使熔點升高。

2. 水之三相點壓力(4.58 mmHg)小於1 atm(常壓)，CO₂的三相點壓力大於1 atm，故在常壓下，冰可先熔化成水，乾冰卻可直接昇華。

二、水的化性

1.水是最常見的溶劑

(1)一般而言活性小的金屬和非極性分子物質在水中的溶解度較小。但分子量小、極性大且能與水分子產生氫鍵的分子物質，如氨(NH₃)、甲醇 (CH₃OH)、蔗糖(C₁₂H₂₂O₁₁)皆易溶於水中
如：2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

(2)水是電解質的優良溶劑因為水是極性分子，可與電解質的陰陽離子水合，隔離陽離子與陰離子間之吸引力，而使電解質溶於水中
參閱課本p.67，Fig 4-1

2.水分子中氫與氧都有同位素存在

(1)氫的同位素有三種
氫(或H)：佔天然存在的氫之99.98﹪
氘(或D)：佔天然存在的氫之0.04﹪
氚(或T)：具有放射性

(2)氧的同位素有三種
氧-16()：佔天然存在氧的99.76﹪
氧-17()：佔天然存在氧的0.04﹪
氧-18()：佔天然存在氧的0.20﹪

(3)純化的水可視為¹H₂¹⁶O。

自然界水中含有極少量的氧化氘(D₂O)，可有水電解後的殘液分餾而得
∵在電解水時，由於H₂O較輕，比D₂O更易移動到電極分解，故電解後留下的液體中含D₂O的比率較電解前多
氧化氘俗稱重水(heavy water)，廣用於核子反應器，作為中子的減速器

3.常見與水有關的化學反應

(1)水與全部的鹼金屬及鹼土族的鈣、鍶、鋇等均可反應產生氫氧化物及氫氣
如 Ca_(s)+2H₂O_(l)→Ca(OH)_2(aq)+H_2(g)

(2)水和許多金屬氧化物反應會生成鹼
K₂O_(s)+H₂O_(l)→2KOH_(aq)
CaO_(s)+H₂O_(l)→Ca(OH)_2(aq)

(3)水和許多非金屬氧化物反應會生成酸
SO_3(g)+H₂O_(l)→H₂SO_4(aq)
CO_2(g)+H₂O_(l)→H₂CO_3(aq)