水性质、用途与生产工艺
水，化学式为H2O，是由氢、氧两种元素组成的无机物，无毒，可饮用。在常温常压下为无色无味的透明液体，被称为人类生命的源泉。水是地球上最常见的物质之一，是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。
水具有多种形态，包括超临界流体、超固体、超流体、费米子凝聚态、等离子态以及最常见的固态，液态和气态；根据组成水分子的氢元素的不同，水又分为重水和普通水；水中不同的溶质又会使水表现出不同的特性。
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界，纯水是罕见的，水通常多是含有酸、碱、盐等物质的溶液，习惯上仍然把这种水溶液称为水。水的热稳定性很强，当水蒸气加热到2000K以上时，也只有极少量的水离解为氢和氧，但水在通电的条件下（电解）会离解为氢和氧。具有很大的内聚力和表面张力，除汞以外，水的表面张力最大，并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力，但普通的水因含有少量电解质（如矿物质、溶解大气中二氧化碳形成的碳酸）而有较强的导电能力。水的三相点是273.16K（611.73Pa下），临界点是647K（22.064 MPa下）。在临界点之上水无法存在液相及固相，而在临界点之下水蒸汽容易结成液相。H2O可以在高效阳极催化剂（例如基于 BiVO4 的催化剂）的作用下制备过氧化氢。
水在0℃时，密度为0.99987×103 kg/m3，冰在0℃时，密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。水的定压摩尔热容会随温度变化，在 0℃ 时，水的定压摩尔热容为 75.817J⋅mol−1⋅K−1，在 20℃ 时，水的定压摩尔热容为 75.165J⋅mol−1⋅K−1，在 100℃ 时，水的定压摩尔热容为 75.541J⋅mol−1⋅K−1。[1]
1.根据水质的不同，可以分为：
软水：含钠离子、钾离子(碱金属)，硬度低于8度的水为软水。
硬水：含镁离子、钙离子(碱土金属)，硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果，硬水加热会有较多的水垢。
2.根据氯化钠的含量，可以分为：
淡水。
咸水。
3.此外还有：
生物水：在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水：天然水构成自然界地球表面各种形态的水相的总称。包括江河、海洋、冰川、湖泊、沼泽等地表水以及土壤、岩石层内的地下水等天然水体。
土壤水：贮存于土壤内的水。
地下水：贮存于地下的水。
超纯水：纯度极高的水，多用于集成电路工业。
纯水：纯度高的水,被认为不导电。
结晶水：又称水合水。在结晶物质中，以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O，每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二，通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O，每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少，其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水高上万倍。
半重水的化学分子式为HDO，每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。
人类生活和生产的方方面面都要使用到水资源。
农业用水：各种灌溉用水，动、植物用水。
工业用水：轻工业、重工业、机械工程、土木工程建筑工程、高科技产业、能源产业皆须使用水资源，如适于与E-TOXATE试剂盒ET0100、ET0200和ET0300共同使用,作为pH调节液，避免污染。化学工业也非常多样化，水是无机和有机合成中必不可少的溶剂，反应介质或试剂，烷烃的蒸汽重整产生合成气，蒸汽裂解产生非常有价值的烯烃（乙烯，丙烯）；它在基于丙烷和丙烯氧化的丙烯酸合成中也起着重要作用；现在还正在进行深入研究以从水中产生过氧化氢 。
都市用水：村落用水，生物都需要水分，人类的生活亦须使用水。
观光用水：美丽的风景和观光区，皆需要使用水分。喷泉（包括音乐喷泉）以喷射水柱成为其中一个景观。
沙漠灌溉用水：沙漠化是全球重要且困难的议题，沙漠化的原因在于水分的流失或缺少，因此要解决沙漠化问题，必须要有相当充足的水分灌溉并维持住水分。
1.蒸馏法，按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器，金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器等。按蒸馏次数可分为一次、二次和多次蒸馏法。此外，为了去掉一些特出的杂质，还需采取一些特殊的措施。例如预先加入一些高锰酸钾可除去易氧化物;加入少许磷酸可除去三价铁;加入少许不挥发酸可制取无氨水等。蒸馏水可以满足普通分析实验室的用水要求。由于很难排除二氧化碳的溶入。所以水的电阻率是很低的，达不到MΩ级。不能满足许多新技术的需要。
2.离子交换法，主要有两种制备方式:
A.复床式，即按阳床—阴床—阳床—阴床—混合床的方式连接并生产去离子水;早期多采用这种方式，便于树脂再生。
B.混床式(2-5级串联不等)，混床去离子的效果好，但再生不方便。
离子交换法可以获得十几MΩ的去离子水。但有机物无法去掉，TOC和COD值往往比原水还高。这是因为树脂不好，或是树脂的预处理不彻底，树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽，或树脂不稳定，不断地释放出分解产物。这一切都将以TOC或COD指标的形式表现出来。例如，当自来水的COD值为2mg/L时，经过去离子处理得到的去离子水的COD值常在5-10mg/L之间。当然，在使用好树脂时会得到好结果，否则就无法制备超纯水了。
3.电渗析法，产生于1950年，由于其能耗低，常作为离子交换法的前处理步骤。它在外加直流电场作用下，利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水纯化，另一部分水浓缩。这就是电渗析的原理。电渗析是常用的脱盐技术之一。产出水的纯度能满足一些工业用水的需要。例如,用电阻率为1.6KΩ·cm(25°C)的原水可以获得1.03MΩ·cm(25°C)的产出水。
4.反渗透法，目前它是一种应用最广的脱盐技术。反渗透膜虽在1977年就有了，但其规模化生产和广泛用于脱盐却是近几年的事情。反渗透膜能去除无机盐、有机物(分子量>500)、细菌、热源、病毒、悬浊物(粒径>0.1μm)等。产出水的电阻率能较原水的电阻率升高近10倍。常用的反渗透膜有:醋酸纤维素膜，聚酰胺膜和聚砜膜等。膜的孔径为0.0001-0.001um.反渗透的动力依赖于压力差(10-100大气压)。去除杂质的能力由膜的性能好坏和进出水比例决定。进出水的比例-般控制为10: 6或10: 7左右。这样杂质的去除率应在95-99.7%之间。例如，原水的电阻率为1.6 KΩ·cm(25°C)时，产出水的电阻率约为14KΩ·cm.这样的水现在大家都管它叫纯净水，也就是市场上出售的饮用纯净水。
[1]朱, 晓东. 热学. 合肥: 中国科学技术大学. 2014: 116.ISBN 978-7-312-03183-0.
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