海水变甜的秘密

海水变甜的秘密

无论在厚厚的大气层中，还是在辽阔的海洋上，到处都存在着水分子。地球上水的总量为13．7亿立方公里。如果按全世界60亿人平分，每人约可得2亿2000万吨水，如此看来，水似乎是完全够了。

然而人类却时常喊缺水。

我们知道，在沙漠中旅行或探险的人，把水看得比任何东西都珍贵，这是大家熟知的常识。远洋航行的轮船与水结下了不解之缘，航行在蔚蓝色的大海上，照理是不愁缺水的，可是轮船上还是要带大量的淡水。这是为什么呢？

原来，海水又咸又苦，既不能喝，又不能用。我们前面已介绍过了。海水中含有多种物质，有氯化钠（NaCl），这使得海水很咸；有氯化镁等，这使得海水发苦、这就是为什么人类面临浩瀚的海洋而大呼缺水的原因。在地球上的水中，海水占去了百分之九十几，而淡水只占百分之几。而这余下的百分之几的淡水中，绝大部分约百分之九十又以冰川的形式储存在严寒的南北两极以及山脉的冰川上，最后百分之十的水又是大量以地下水、沼泽水的形式存在。实际上，能够直接被人类利用的地表水只有地球上水总量的0．0001%。而且随着工业生产的发展，人们在创造更多的物质财富的同时，也使40%的淡水受到各种有毒物质的污染，变得不能喝、不能用了。例如我国的淮河流域、洞庭湖。云南的昆明湖都受到了严重的污染。再加上水资源分布的不均衡，这些都促成了“水荒”的发生。

于是，使海水变淡、污水变清，就成了科学研究的一个重大课题。

经过许多人的研究，现在人们找到了一种能使海水变淡、污水变清的物质。具有这种神奇的本领的物质，是一种外表像金黄色鱼卵般的塑料小球，它的名字叫“离子交换树脂”。这种塑料小球是用聚苯乙烯等塑料制成的。它的内部是空心的，有许许多多像丝瓜筋似的网络。水分子与离子可以在网络中穿来穿去，同时发生离子的交换。

离子交换树脂有两种基本类型：一种是阳离子型树脂，另一种是阴离子型树脂。海水又咸又苦的原因是含有许多离子，如钠离子（Na^＋）、镁离子（）、钙离子（）等阳离子，以及氯离子（CI^－）、硫酸根离子（）等阴离子。利用离子交换树脂使海水发生淡化时，先让海水通过堆积着阳离子交换树脂的管道，这时海水中的阳离子就与树脂上的氢离子（H＋）发生交换作用。海水中的阳离子被吸收到树脂上，而H＋却进入水溶液中，接着再让水溶液通过阴离子交换树脂，使水溶液中的阴离子与树脂上的氢氧根离子（OH－）发生交换。结果被交换下来的H－与OH－结合生成水：

H^＋＋OH^－═══H₂O

就这样，咸水通过这种塑料小球后就变淡了。

你不要认为自来水是很纯的水。那里面也有数量很可观的杂质离子。如果将自来水直接注人大型锅炉，当自来水大量蒸发后会留下厚厚的锅垢，使锅炉导热不良，浪费燃料，还有引起锅炉爆炸的可能性。因此锅炉用水，必须经过处理，尽量去掉其中的杂质离子。将自来水经过离子交换树脂处理，可以大大减少锅垢的生成，使每吨煤蒸发的水蒸气从7．2吨增加到8．5吨，提高燃料利用率18%。

需要纯水的部门很多。汽水厂一小时就需要几十吨清洁、无菌的水。电子工业更是大量需要几乎无杂质离子的高纯水来保持产品的质量。没有用离子交换树脂处理过的高纯水，就不可能有现代的电子工业。

离子交换树脂还可用来提炼稀土元素和原子工业的宝贵的核燃料——铀。就是在生产葡萄糖的工业中，也要用它来除去原料液中食盐所电离出来的钠离子和氯离子。医药工业的青霉素、新霉素、链霉素等抗菌素，大都是用特殊的菌种在原料液中发酵制成的。在生产过程中，抗菌素混杂在大量的液体中很难分离和提纯。自从采用了特殊的离子交换树脂以后，就能很容易地把抗菌素提取出来。目前大约有70%～80%的抗菌素是用高子交换树脂提纯和分离的。

原来，把又咸又苦的海水变成甜水的秘密就是这个塑料小球——离子交换树脂。