В далечното минало хората не са мислиликакво е вода и какъв е нейният произход. Смятало се, че това е елемент, но сега се знае, че е химическо съединение.
През 1932 г. целият свят разпространи новината, че на планетата Земя, освен проста, има и тежка вода. Вече е известно, че може да има 135 от неговите изотопни разновидности.
структура
Тежка вода, наричана още оксиддеутерий, по химичен състав не се различава от обикновения обикновен, но вместо водородните атоми, съдържащи се във водата, съдържа 2 тежки изотопа на водород, така наречения деутерий. Тежката вода има формулата 2H2O или D2O. Външно няма разлика между тежка и обикновена течност, но те се различават по свойствата си.
Химичните реакции в тежката вода са по-слаби, отколкото в обикновената вода.
Тежката вода е леко токсична.Научните експерименти показват, че замяната на леките водородни атоми с деутерий с 25% причинява безплодие при животните. Ако увеличите още повече съдържанието му във вода, животното умира. Въпреки това, редица организми оцеляват при 70% деутерий (цилиатна обувка). Човек без последствия за здравето може да изпие около чаша такава течност. В този случай деутерият се отделя от тялото в рамките на няколко дни.
Тежката вода има свойството да се натрупва в останалата част от електролита, ако се извърши повторна водна електролиза. Той абсорбира пари на обикновена течност на открито, т.е. тя е хигроскопична.
Едно от най-важните свойства на този тип водаТой е, че той почти не абсорбира неутроните и това му позволява да се използва в ядрени реактори за процеса на забавяне на неутроните, а в химията се използва като изотопен показател.
Получаване на тежка вода
През 1933-1946 г. единственият метод за обогатяванебеше електролиза. По-късно се появяват и по-модерни технологии. В съвременното масово производство във входящия поток се използва течност, дестилирана от електролит със съдържание на тежка вода 0,1-0,2%.
Прилага се първият етап на концентрациядвутемпературна противотокова технология за обмен на изотопи на сероводород, концентрацията на изхода на тежка вода е 5-10%. Вторият етап е каскадна електролиза на алкален разтвор при нулева температура, изходната концентрация е 99,75-99,995%.
Руски учени са разработили оригиналтехнологии за производство и пречистване на тежка вода. През 1995 г. високоефективният блок беше пуснат в търговска експлоатация. Продукцията напълно отговаря на нуждите на предприятия с тежка вода във всякакъв обем, а също така позволява да се изнася в чужбина.
приложение
Тежката вода се използва в различнибиологични и химични процеси. Учените са установили, че такава течност предотвратява развитието на бактерии, гъбички, водорасли и ако съдържа 50% деутерий, тя придобива антимутагенни свойства, насърчава растежа на биологичната маса и ускорява пубертета при хората.
Европейски учени проведоха експерименти върху мишки сзлокачествен тумор. Тежката вода убива както болестта, така и нейните носители. Установено е, че такава вода е вредна за растенията и животните. Тестваните, на които се дава тежка вода за пиене, унищожават бъбреците си и нарушават метаболизма си. При високи дози вода животните умираха. С малък обем (до 25%) животните наддават на тегло и произвеждат добра постеля, а производството на яйца се увеличава при пилетата.
Въпросът какво се случва, ако деутерият е напълно елиминиран, засега остава отворен.
Сравнение на свойствата на леката и тежка вода
Отговорът на въпроса за разликата между естествената лека и тежка течност зависи от това кой е бил зададен.
По отношение на химичните свойства нямапрактически няма разлика. Във всеки от тях натрият освобождава еднакво водород, по време на електролиза и двете води се разлагат по един и същи начин, химическите им свойства също съвпадат, тъй като имат един и същ състав.
Физическите свойства на тези течности са различни:техните точки на кипене и замръзване не са еднакви, те също имат различна плътност и налягане на парите. Тежката и лека вода се разлагат с различна скорост по време на електролиза.
От биологична гледна точка това е доста сложен въпрос и все още има какво да се направи.
