Tālā pagātnē cilvēks nedomājakas ir ūdens un kāda ir tās izcelsme. Tika uzskatīts, ka šis elements, bet tagad ir zināms, ka tas ir ķīmisks savienojums.
1932. gadā visā pasaulē izplatījās ziņa, ka uz Zemes planētas bez vienkāršā ūdens ir arī smagais ūdens. Tagad ir zināms, ka tajā var būt 135 tās izotopu šķirnes.
Sastāvs
Smags ūdens, saukts arī par oksīdudeitērijs, tā ķīmiskais sastāvs neatšķiras no vienkārša parasta, bet ūdenī esošo ūdeņraža atomu vietā tajā ir 2 smagie ūdeņraža izotopi, tā sauktais deitērijs. Smagajam ūdenim ir formula 2H2O vai D2O. Ārēji nav atšķirības starp smagu un vienkāršu šķidrumu, bet tie atšķiras pēc to īpašībām.
Ķīmiskās reakcijas smagajā ūdenī ir vājākas nekā parastajā ūdenī.
Smagais ūdens ir nedaudz toksisks. Zinātniskie eksperimenti ir parādījuši, ka vieglo ūdeņraža atomu aizstāšana ar deitēriju par 25% izraisa dzīvnieku neauglību. Ja jūs vēl vairāk palielināsiet tā saturu ūdenī, dzīvnieks mirst. Tomēr virkne organismu izdzīvo ar 70% deitērija (čības ciliāna). Persona bez sekām veselībai var izdzert apmēram glāzi šāda šķidruma. Šajā gadījumā deitērijs no ķermeņa izdalās dažu dienu laikā.
Smags ūdens mēdz uzkrāties elektrolīta atlikumos, ja ūdens tiek elektrolizēts vairākas reizes. Tas absorbē vienkārša šķidruma tvaikus brīvā dabā, t.i. tas ir higroskopisks.
Viena no svarīgākajām šāda veida ūdens īpašībāmir tas, ka tas gandrīz neuzsūc neitronus, un tas ļauj to izmantot kodolreaktoros neitronu palēnināšanas procesam, un ķīmijā to izmanto kā izotopu indikatoru.
Smags ūdens kļūst
1933.-1946. Gadā vienīgā bagātināšanas metodebija elektrolīze. Vēlāk parādījās modernākas tehnoloģijas. Mūsdienu masveida ražošanā ieejas plūsmā tiek izmantots no elektrolīta destilēts šķidrums ar 0,1-0,2% smagā ūdens saturu.
Tiek piemērots pirmais koncentrācijas posmsdivu temperatūru pretstrāvas sērūdeņraža izotopu apmaiņas tehnoloģija, smagā ūdens koncentrācija izejā ir 5-10%. Otrais posms ir sārma šķīduma kaskādes elektrolīze nulles temperatūrā, izejas koncentrācija ir 99,75-99,995%.
Krievijas zinātnieki ir izstrādājuši oriģinālutehnoloģijas smagā ūdens ražošanai un apstrādei. 1995. gadā ļoti efektīva vienība tika nodota ekspluatācijā. Ražošana pilnībā atbilst to uzņēmumu vajadzībām, kuriem ir smags ūdens jebkurā apjomā, kā arī ļauj to eksportēt uz ārzemēm.
Pieteikums
Smagais ūdens tiek izmantots dažādos veidosbioloģiskie un ķīmiskie procesi. Zinātnieki ir noteikuši, ka šāds šķidrums novērš baktēriju, sēnīšu, aļģu attīstību un, ja tas satur 50% deitērija, tas iegūst antimutagēnas īpašības, veicina bioloģiskās masas augšanu un paātrina pubertāti cilvēkiem.
Eiropas zinātnieki veica eksperimentus ar pelēm arļaundabīgs audzējs. Smagais ūdens nogalināja gan slimību, gan tās nesējus. Tika konstatēts, ka šāds ūdens ir kaitīgs augiem un dzīvniekiem. Testa subjekti, kuriem tika dots dzert smags ūdens, iznīcināja nieres un satrauca vielmaiņu. Dzīvnieki nomira lielās ūdens devās. Ar nelielu tilpumu (līdz 25%) dzīvnieki pieņēma svaru un saražoja labu metienu, bet vistu olu ražošana palielinājās.
Jautājums par to, kas notiek, ja deitērijs tiek pilnībā izvadīts, paliek atklāts.
Vieglā un smagā ūdens īpašību salīdzinājums
Atbilde uz jautājumu par atšķirību starp dabisko vieglo un smago šķidrumu ir atkarīga no tā, kam tā tika uzdota.
Attiecībā uz ķīmiskajām īpašībām navpraktiski nav atšķirības. Katrā no tām nātrijs vienādi izdala ūdeņradi, elektrolīzes laikā abi ūdeņi sadalās vienādi, sakrīt arī to ķīmiskās īpašības, jo tiem ir vienāds sastāvs.
Šo šķidrumu fizikālās īpašības ir dažādas: to viršanas un sasalšanas temperatūras nav vienādas, tiem ir arī atšķirīgs blīvums un tvaika spiediens. Elektrolīzes laikā smagais un vieglais ūdens sadalās dažādos ātrumos.
No bioloģiskā viedokļa tas ir diezgan sarežģīts jautājums, un vēl ir jāpaveic darbs.
