Осторожно тяжелая вода!


Тяжёлая вода́ (также оксид дейтерия) — обычно этот
термин применяется для обозначения
тяжёловодородной воды. Тяжёловодородная вода имеет
ту же химическую формулу, что и обычная вода, но
вместо атомов обычного лёгкого изотопа водорода
(протия) содержит два атома тяжёлого изотопа
водорода — дейтерия. Формула тяжёловодородной воды
обычно записывается как D2O или ²H2O. Внешне
тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная
жидкость без вкуса и запаха.
Осторожно, тяжелая вода!
М. АДЖИЕВ
Тяжелая вода очень дорога и дефицитна. Однако
если удастся найти дешевый и практичный
способ ее получения, то области применения
этого редкого пока ресурса заметно расширятся.
Могут открыться новые страницы в химии,
биологии, а это новые материалы, неизвестные
соединения, может быть, и неожиданные формы
жизни.
 Вода
в природе бывает нескольких «сортов».
Обычная, или протиевая (Н2О). Тяжелая,
или дейтериевая (D2O). Сверхтяжелая, или
тритиевая (Т2О), но ее в природе почти
нет. Различается вода и по изотопному
составу кислорода. Всего же насчитывается
не менее 18 ее изотопных разновидностей
 История
открытия
 Молекулы тяжёловодородной воды
были впервые обнаружены в природной
воде Гарольдом Юри в 1932 году. А уже
в 1933 году Гилберт Льюис получил
чистую тяжёловодородную воду.

Свойства тяжёлой воды
Молекулярная масса
20,03 а.е.м.
Давление паров
10 мм. рт. ст. (при ), 100 мм. рт. ст. (при )
Показатель преломления
Энтальпия образования ΔH
Энергия Гиббса образования G
Энтропия образования S
Мольная теплоёмкость Cp
Энтальпия плавления ΔHпл
Энтальпия кипения ΔHкип
Критическое давление
Критическая плотность
1,32844 (при )
−294,6 кДж/моль (ж) (при 298 К)
−243,48 кДж/моль (ж) (при 298 К)
75,9 Дж/моль·K (ж) (при 298 К)
84,3 Дж/моль·K (жг) (при 298 К)
5,301 кДж/моль
45,4 кДж/моль
21,86 МПа
0,363 г/см³
Нахождение в природе
В природных водах один атом дейтерия приходится на
6400 атомов протия. Почти весь он находится в составе
молекул полутяжёлой воды DHO (см. ниже), одна такая
молекула приходится на 3200 молекул лёгкой воды.
Лишь очень незначительная часть атомов дейтерия
формирует молекулы тяжёлой воды D2O, поскольку
вероятность двух атомов дейтерия встретиться в
составе одной молекулы в природе мала (примерно
0,5·10−7). При искусственном повышении концентрации
дейтерия в воде эта вероятность растёт.


Биологическая роль и физиологическое воздействие
Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени,
химические реакции в её среде проходят несколько
медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи
с участием дейтерия несколько сильнее обычных.
Эксперименты над млекопитающими (мыши, крысы,
собаки)[1] показали, что замещение 25 % водорода в тканях
дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой.



Более высокие концентрации приводят к быстрой
гибели животного; так, млекопитающие,
которые пили тяжёлую воду в течение недели,
погибли, когда половина воды в их теле была
дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают
лишь при 90% дейтерировании воды в теле.
Некоторые микроорганизмы и грибы способны
жить в 70 % растворе D2O в H2O и даже в чистой
тяжёлой воде[1].

Человек может без всякого вреда для здоровья
выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь
дейтерий будет выведен из организма через
несколько дней.
Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее
токсична, чем, например, поваренная соль. Тяжёлая
вода использовалась для лечения артериальной
гипертензии у людей в суточных дозах до 1,7 г
дейтерия на кг веса пациента; этот метод
запатентован (U.S. Patent 5223269 (англ.)).



Применение
Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и
дополнив его.
Важнейшим свойством тяжёловодородной воды является то,
что она практически не поглощает нейтроны, поэтому
используется в ядерных реакторах для торможения
нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется
также в качестве изотопного индикатора в химии, биологии
и гидрологии. В физике элементарных частиц тяжёлая вода
используется для детектирования нейтрино; так,
крупнейший детектор солнечных нейтрино SNO (Канада)
содержит 1 килотонну тяжёлой воды.

Другие виды тяжёлых вод
 Полутяжёлая
вода
 Сверхтяжёлая вода
 Тяжёлокислородные изотопные
модификации воды
Полутяжёлая вода
 Выделяют также полутяжёлую воду (известную
также под названиями дейтериевая вода,
монодейтериевая вода, гидроксид дейтерия), у
которой только один атом водорода замещен
дейтерием. Формулу такой воды записывают
так: DHO или ²HHO. Следует отметить, что
вода, имеющая формальный состав DHO,
вследствие реакций изотопного обмена реально
будет состоять из смеси молекул DHO, D2O и
H2O (в пропорции примерно 2:1:1). Это замечание
справедливо и для THO и TDO.




Сверхтяжёлая вода
Основная статья: Сверхтяжёлая вода
Сверхтяжёлая вода содержит тритий, период полураспада
которого более 12 лет. По своим свойствам сверхтяжёлая
вода (T2O) еще заметнее отличается от обычной: кипит
при 104 °С, замерзает при +9 °С и имеет плотность 1,33
г/см3. Известны (то есть получены в виде более или менее
чистых макроскопических образцов) все девять вариантов
сверхтяжёлой воды: THO, TDO и T2O с каждым из трёх
стабильных изотопов кислорода. Иногда сверхтяжёлую
воду называют просто тяжёлой водой, если это не может
вызвать путаницы. Сверхтяжёлая вода имеет высокую
радиотоксичность.
 Тяжёлокислородные
изотопные
модификации воды
 Термин тяжёлая вода применяют также
по отношению к тяжёлокислородной воде, у
которой обычный лёгкий кислород 16O
заменён одним из тяжёлых стабильных
изотопов 17O или 18O. Тяжёлые изотопы
кислорода существуют в природной смеси,
поэтому в природной воде всегда есть
примесь обеих тяжёлокислородных
модификаций.
 Общее









число изотопных модификаций воды
Н216O − лёгкая вода, или просто вода
Н217O
Н218O − тяжёлокислородная вода
HD16O − полутяжёлая вода
HD17O
HD18O
D216O − тяжёлая вода
D217O
D218O



Источник —
«http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%8
F%D0%B6%D1%91%D0%BB%D0%B0%D1%8F_%D
0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0»
Категории: Ядерная физика | Радиохимия |
Вода
Скрытая категория: Википедия:Статьи с
незавершёнными разделами