它是水的“第四种形态”，其腐蚀能力堪比王水
神龟洛书2020-05-05 11:05
本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。
水是我们日常生活中随处可见但是不可或缺的资源，小到洗菜煮饭，抽水马桶，大到工业生产，远洋航行都离不开水。
液态水是我们最常见的水资源形式之一，冬天的时候北方人能够见到冰雪，这类水的固态形式，烧水时我们能够见到水的气态——水蒸气。但是你可能不知道，除了这三种状态，水还有一种状态，处在这种状态的水，其性质不同于前面三种状态那么柔和，这类水被称为超临界水。
中华民族自诞生以来就一直和水打着交道，从汉字最开始诞生时，水的写法就已经基本定型。而古代神话之中关于水的故事更是数不胜数，从精卫填海到大禹治水，再到古代民间故事水淹七军等等，都表明了人们对水有着一种特殊的情感。
作为生命的起源地同时也是生命之源的水，自然被重点研究过，而超临界水正是在研究的过程中发现的。
其实相对于其他实验的严苛条件，形成超临界水的条件便显得不那么严格。首先是温度，达到超临界水的温度大约是4倍于液态水的沸点，准确的来说是374℃，这里可能有人会想，都已经三百多摄氏度了，这水不早就变成气态了吗？其实并不是这样。
374℃的水为什么不变成气态？
回答这个问题前，我们要先了解一张神奇的图，这张图可以帮助你分辨清物质在哪些条件下变成什么状态，这张神奇的图就是相图。
在上面的这张相图里，通过图示我们很容易的就能知道决定水三态的条件并不只有温度，还有压强。
大家可能知道这样一个常识，就是海拔越高的地方其气压就会越低，这就直接影响了水的状态点，在青藏高原上（平均海拔约为4000米）水的沸点大约为85℃，而如果在世界第一高峰珠穆朗玛峰上烧水，其沸点只有73.5℃左右。
既然这样，形成超临界水所需要的气压是多少呢？答案是225个大气压。超临界水既不是液体也不是气体，这类“三不像”的水拥有着多种令人惊讶的性质。
超临界水的性质
第一点是超临界水具有极强的氧化能力，超临界水氧化反应性极强，安全、简单、清洁，经济地分解含有机物和无机物的废水、污泥，且可回收资源，是减轻环境污染负荷及废物资源化的技术之一。在环境污染问题日益严重的今天，超临界水不失为一种好的处理污染物质的试剂。
第二点是水变成超临界状态后，很多物质都可以在水中燃烧，并且冒出火焰。
三是超临界水可以溶解掉很多物质（比如油等难溶于水的物质），并且在溶解时体积会极大的缩小，有很多科研人员正在探索超临界水对于降解塑料的作用，取得了不凡的成果。
最后超临界水能够缓慢地溶解腐蚀几乎所有金属，甚至包括贵重金属类的黄金，要知道能够溶解腐蚀黄金的溶剂寥寥无几，经过实验证实超临界水的腐蚀性可以和王水相媲美。在超临界水中一些化学反应的反应速度会得到大幅度的提升，有的甚至可以提升至原来的100倍。
自然界中的实例
不要以为超临界水只能出现在实验室之中，实际上，自然界也有超临界水的身影。
2008年，德国科学家在位于大西洋中部山脊发现了一处高温热液喷口，在这个喷口附近的水温最高可以达到464℃，这是迄今为止人们在自然界中发现温度最高的液体，也是人类第一次观察到自然状态下处于超临界状态的水。
超临界水有着很大的应用价值，在将来或许我们可以在很多场景中看到它的身影。
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