Тяжёлая вода (оксид дейтерия) — вода, химическая формула которой (D 2O) состоит из 2 тяжёлых изотопов водорода (дейтерий) и 1 атома кислорода.
Тяжёлая вода присутствует в природе, но в очень малых количествах. Её можно обнаружить в любом водоёме. Оксид дейтерия составляет примерно 0,015% от общего объёма воды на Земле.
Что такое полутяжёлая и сверхтяжёлая вода
В естественной среде существует полутяжёлая вода, которая содержит 1 атом водорода и 1 атом дейтерия, а также сверхтяжёлая вода, в формуле которой содержится 2 атома трития (радиоактивного изотопа водорода) и 1 атом кислорода.
Отличия тяжёлой воды от обычной
Визуально тяжёлая вода ничем не отличается от обычной. Это бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Но всё же у неё есть отличия от лёгкой воды.
|
Характеристика |
Обычная вода (H 2O) |
Тяжёлая вода (D 2O) |
|
Плотность |
0,998 г/см 3 |
1,107 г/см 3 |
|
Температура плавления |
0℃ |
3,82℃ |
|
Температура кипения |
100℃ |
101,42℃ |
|
Физические свойства |
Ниже вязкость, хим. реакции протекают быстрее |
Более высокая вязкость, скорость хим. реакций меньше |
|
Вкус |
Нет вкуса |
Сладковатый вкус |
История открытия
Соединение тяжёлой жидкости впервые обнаружил в природной воде американский физиохимик Гарольд Клейтон Юри в 1931-1932 годах, а в 1934 году получил за это Нобелевскую премию.
Другой американский учёный Гилберт Льюис в 1933 году первым смог получить чистую тяжёлую воду методом электролиза.
Сферы применения
Тяжёлая жидкость применяется в различных областях. Подробнее об этом.
Ядерная энергетика
Тяжёлую воду используют в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах до термальных скоростей, при которых протекает цепная реакция. Оксид дейтерия — это также охладитель, необходимый для отведения тепла из активной зоны реактора.
Фармацевтика
Тяжёлая вода — один из компонентов лекарств, которые повышают эффективность их действия.
Химические исследования
Соединения оксида дейтерия (тяжёлой воды) служат для изучения различных химических реакций, их механизмов, а также для исследования структуры ДНК И РНК.
Производство трития
Оксид дейтерия участвует в процессе получения трития — радиоактивного изотопа водорода.
Что будет, если тяжёлая вода попадёт в организм человека?
Употребление тяжёлой воды в небольшом количестве не принесёт вреда человеку, поскольку она выводится из организма за несколько дней. Однако, при регулярном употреблении большого объёма оксида дейтерия человек почувствует на себе негативный эффект, например, замедление метаболических процессов, нарушение работы почек и другое.
Заключение
Тяжёлая вода — вода, в молекулах которой 2 атома водорода заменены на тяжёлые изотопы водорода — дейтерий. Она отличается от обычной воды по нескольким показателям: плотность, физические свойства, вязкость. Соединение оксида дейтерия нашло своё применение во многих сферах промышленности.
