Знаходження в природі
У природних водах один атом дейтерію доводиться на 6400 атомів протію. Майже весь він знаходиться в складі молекул напівважкій води DHO (див. Нижче), одна така молекула доводиться на 3200 молекул легкої води. Лише дуже незначна частина атомів дейтерію формує молекули важкої води D2 O, оскільки ймовірність двох атомів дейтерію зустрітися у складі однієї молекули в природі мала (приблизно 0,5 · 10 -7). При штучному підвищенні концентрації дейтерію у воді ця ймовірність зростає.
Біологічна роль і фізіологічна дія
Важка вода токсична лише в слабкому ступені, хімічні реакції в її середовищі проходять дещо повільніше, порівняно зі звичайною водою, водневі зв'язки з участю дейтерію кілька сильніше звичайних. Експерименти над ссавцями (миші, щури, собаки) [1] показали, що заміщення 25% водню в тканинах дейтерієм призводить до стерильності, іноді незворотною. Більш високі концентрації призводять до швидкої загибелі тварини; так, ссавці, які пили важку воду протягом тижня, загинули, коли половина води в їх тілі була дейтерированного; риби і безхребетні гинуть лише при 90% дейтерірованності води в тілі. Деякі мікроорганізми і гриби здатні жити в 70% розчині D2 O в H2 O і навіть у чистій важкій воді [1]. Людина може без будь-якої шкоди для здоров'я випити кілька склянок важкої води, весь дейтерій буде виведений з організму через кілька днів.
Таким чином, важка вода набагато менш токсична, ніж, наприклад, кухонна сіль. Важка вода використовувалася для лікування артеріальної гіпертензії у людей в добових дозах до 1,7 г дейтерію на кг ваги пацієнта; цей метод запатентований (U.S. Patent 5223269 (англ.)).
деякі відомості
Важка вода накопичується в залишку електроліту при багаторазовому електролізі води. На відкритому повітрі важка вода швидко поглинає пари звичайної води, тому можна сказати, що вона гігроскопічна. Виробництво важкої води дуже енергоємні, тому її вартість досить висока (орієнтовно 200-250 доларів за літр).
Серед населення побутує міф про те, що при тривалому кип'ятінні природної води концентрація важкої води в ній підвищується, що нібито може шкідливо позначитися на здоров'ї. Насправді ж реальне підвищення концентрації важкої води при кип'ятінні мізерно (менше відсотка) і до того ж, як сказано вище, важка вода практично не отруйна. Набагато сильніше позначається на смаку і властивості води при кип'ятінні підвищення концентрації розчинених солей.
застосування
Найважливішим властивістю тяжёловодородной води є те, що вона практично не поглинає нейтрони. тому використовується в ядерних реакторах для гальмування нейтронів і в якості теплоносія. Вона використовується також як ізотопного індикатора в хімії. біології і гідрології. У фізиці елементарних частинок важка вода використовується для детектування нейтрино; так, найбільший детектор сонячних нейтрино SNO (Канада) містить 1 килотонну важкої води.
Інші види важких вод
напівважкій вода
Виділяють також напівважкій воду (відому також під назвами дейтерієва вода. Монодейтеріевая вода. Гідроксид дейтерію), у якій тільки один атом водню заміщений дейтерієм. Формулу такої води записують так: DHO або ²HHO. Слід зазначити, що вода, що має формальний склад DHO, внаслідок реакцій ізотопного обміну реально буде складатися з суміші молекул DHO, D2 O і H2 O (в пропорції приблизно 2: 1: 1). Це зауваження справедливо і для THO і TDO.
надважких вода
Надважких вода містить тритій. період напіврозпаду якого становить понад 12 років. За своїми властивостями надважких вода (T2 O) ще помітніше відрізняється від звичайної: кипить при 104 ° С, замерзає при 9 ° С і має щільність 1,33 г / см 3. Відомі (тобто отримані у вигляді більш-менш чистих макроскопічних зразків) всі дев'ять варіантів надважкої води: THO, TDO і T2 O з кожним з трьох стабільних ізотопів кисню. Іноді надважких воду називають просто важкою водою, якщо це не може викликати плутанину. Надважких вода має високу радиотоксичность.
Тяжёлокіслородние ізотопні модифікації води
Термін важка вода застосовують також по відношенню до тяжёлокіслородной воді, у якій звичайний легкий кисень 16 O замінений одним з важких стабільних ізотопів 17 O або 18 O. Важкі ізотопи кисню існують в природному суміші, тому в природній воді завжди є домішка обох тяжёлокіслородних модифікацій.
Загальна кількість ізотопних модифікацій води
Якщо підрахувати всі можливі нерадіоактивні з'єднання із загальною формулою Н2 О, то загальна кількість можливих ізотопних модифікацій води всього дев'ять (так як існує два стабільних ізотопи водню і три - кисню):
З урахуванням тритію їх число зростає до 18. Таким чином, крім звичайної, найбільш поширеною в природі «легкої» води 1 H2 16 O, в цілому існує 8 нерадіоактивних (стабільних) і 9 слаборадіоактивних «важких вод».
Всього ж загальне число можливих «вод» з урахуванням усіх відомих ізотопів водню (7) і кисню (17) формально дорівнює 476 (!). Однак розпад багатьох радіоактивних ізотопів водню і кисню відбувається за секунди або частки секунди (важливим винятком є тритій, період напіврозпаду якого становить понад 12 років). Наприклад, все більш важкі, ніж тритій, ізотопи водню живуть близько 10 -20 с; за цей час ніякі хімічні зв'язки просто не встигають утворитися, і, отже, молекул води з такими ізотопами не буває. Важкі радіоізотопи кисню мають періоди напіврозпаду від декількох десятків секунд до наносекунд. Тому макроскопічні зразки води з такими ізотопами отримати неможливо, хоча молекули і мікрообразци можуть бути отримані.
Дивитися що таке "дейтерієву вода" в інших словниках:
Вода - Цей термін має також інші значення див. Вода (значення). Вода ... Вікіпедія
Важка вода - Цей термін має також інші значення див. Вода (значення). Важка вода ... Вікіпедія
Важка вода - Важка вода Загальна інформація Інші назви оксид дейтерію Формула D2O Молярна маса 20,04 г / моль ... Вікіпедія
Волога - Вода Загальні Систематичне найменування Оксид водню Традиційні назви вода Хімічна формула Н2О ... Вікіпедія
Водне середовище - Вода Загальні Систематичне найменування Оксид водню Традиційні назви вода Хімічна формула Н2О ... Вікіпедія
Води - Вода Загальні Систематичне найменування Оксид водню Традиційні назви вода Хімічна формула Н2О ... Вікіпедія
Оксид водню - Вода Загальні Систематичне найменування Оксид водню Традиційні назви вода Хімічна формула Н2О ... Вікіпедія