Важка вода

Важка вода – оксид дейтерію D2O з киснем природного ізотопного складу, безбарвна рідина без запаху і смаку.

Важка вода була відкрита в 1932 р. Г. Юри, Ф. Брікведда і Дж. Мерфі, вперше отримана в чистому вигляді і вивчена в 1933 р. Г. Льюїсом і P. Макдональдом. При електролізі звичайної води, що включає в себе молекули АЛЕ, існує також мала частка молекул DO, утворених важким ізотопом водню. Розкладаються в основному молекули АЛЕ, тому при тривалому електролізі води залишок поступово збагачується молекулами DO. У 1933 році з такого залишку електролізу вдалося виділити невелику кількість води з молекулярним складом DО, яка отримала назву важка вода.

У суміші D2O і H2O з великою швидкістю протікає ізотопний обмін: H2O + D2O = 2HDO
Дейтерій зазвичай присутній у воді в малій кількості (HDO), рідше у великому – D2O.
Будова молекули важкої води аналогічна будові простої води, відмінності існують лише в довжині зв’язків і кутів між ними. При конденсованому стані наявна воднева зв’язок.
Хімічні та фізичні властивості.

У важкої води температура кипіння – 101,44 ° C, температура плавлення – 3,823 ° C.
Кристали D2O мають таку ж структуру, як і кристали звичайного льоду, розходження в розмірах елементарної комірки дуже мало (0,1%). Важка вода менш летюча, ніж звичайна вода. Розчинність і растворяющая здатність важкої води нижче, ніж у звичайної води. Вона має меншу іонізацію.

Отримання. Важку воду отримують виділенням води або при окисленні водню, що має природний ізотопний склад. Виробництво важкої води ділитися на дві стадії.

1. Початкове концентрування (від природної концентрації рівній 5-10% з розрахунку D2O):
а) ізотопний обмін між водою і H2S у двох-, триступеневої каскадної системі протиточних колон по двухтемпературной схемі;
б) багатоступінчастий електроліз води з каталітичним ізотопним обміном між водою і воднем;
в) низькотемпературна ректифікація рідкого водню з наступним спалюванням дейтерію і кисню.
2. Ізотопний обмін між воднем і аміаком у присутності K і кінцеве концентрування (від 5-10% до 99,8% D2O). Відбувається ректифікація води з використанням вакууму або електролізу.
Застосування. Використовують як сповільнювач нейтронів і теплоносія в енергетичних і дослідницьких ядерних реакторах на теплових нейтронах, як джерело дейтерію для термоядерного синтезу і як джерело його в прискорювачах частинок, ізотопний індикатор. Уповільнює біологічні процеси.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.00 out of 5)

Важка вода