Важка вода була відкрита 1932 року відомим ученим Гарольдом Юрі. Важка вода – стисло про головне…
Важка вода має ще одну назву – оксид дейтерію. Багато хто з нас чув про існування “важкої води”, але мало хто знає, чому вона називається важкою.
“Важка вода” і справді є “важкою” щодо звичайної води, оскільки містить замість “легкого водню” 1H важкий ізотоп 2H або дейтерій (D), внаслідок чого її питома маса на 10% більша, ніж у звичайної. Хімічна формула важкої води – D2O або 2H2O (2H2O).
“Важку воду” містять практично всі природні джерела води. Звичайна вода, як правило, містить приблизно один атом дейтерію на кожні 6 760 звичайних атомів водню.
Важка вода – це…
Пропонуємо звернутися до першоджерел і ознайомитися з точними формулюваннями “важкої води”, наведеними в словниках і довідниках.
Терміни атомної енергетики
Важка вода (Heavy water) оксид дейтерію, D2О – порівняно зі звичайною має значно кращі ядерно-фізичні властивості. Вона майже не поглинає теплових нейтронів, тому є найкращим сповільнювачем. Застосування важкої води як сповільнювача дає змогу використовувати як паливо природний уран; зменшується первинне завантаження палива та щорічне його споживання. Однак вартість важкої води дуже висока.
Терміни атомної енергетики. – Концерн Росенергоатом, 2010
Великий Енциклопедичний словник
ВАЖКА вода – D2О, ізотопний різновид води, у молекулах якої атоми водню замінені атомами дейтерію. Щільність 1,104 г/см³ (3,98 .С), тпл 3,813 .С, ткип 101,43 .С. Співвідношення в природних водах Н:D у середньому 6900:1. На організми діє гнітюче, у великих дозах викликає їхню загибель. Сповільнювач нейтронів і теплоносій у ядерних реакторах, ізотопний індикатор, розчинник; використовується для отримання дейтерію. Існують також надважка вода Т2О (Т – тритій) і важкокиснева вода, молекули якої замість атомів 16О містять атоми 17О і 18О.
Великий Енциклопедичний словник. 2000
Науково-технічний енциклопедичний словник
ВАЖКА ВОДА (оксид дейтерію, D2O), вода, в якій атоми водню заміщені ДЕЙТЕРІЄМ (ізотоп ВОДНЮ з ВІДНОСНОСНІМ АТОМНИМ МАНСОМ, що приблизно дорівнює 2, у той час як у звичайного водню відносна атомна маса дорівнює приблизно 1. Зустрічається в малих концентраціях у воді, з якої її отримують ЕЛЕКТРОЛІЗОМ. Важка вода використовується як ЗАМЕДЛИТЕЛЬ у деяких АТОМНИХ РЕАКТОРАХ.
Науково-технічний енциклопедичний словник
Научно-технический энциклопедический словарь
ТЯЖЕЛАЯ ВОДА (оксид дейтерия, D2O), вода, в которой атомы водорода замещены ДЕЙТЕРИЕМ (изотоп ВОДОРОДА с ОТНОСИТЕЛЬНОЙ АТОМНОЙ МАССОЙ, примерно равной 2, в то время как у обычного водорода относительная атомная масса равна примерно 1. Встречается в малых концентрациях в воде, из которой ее получают ЭЛЕКТРОЛИЗОМ. Тяжелая вода используется как ЗАМЕДЛИТЕЛЬ в некоторых АТОМНЫХ РЕАКТОРАХ.
Научно-технический энциклопедический словарь
Властивості важкої води
Властивості “важкої води” багато в чому відрізняються від властивостей звичайної H2O.
Формула важкої води – D2O .
Молярна маса – 20,02 г / моль .
Густина важкої води – 1,107 г / мл .
Дипольний момент – 1,87 D .
Температура плавлення – 3,82оС .
Точка кипіння важкої води – 101,4оС .
Колір важкої води – безбарвний.
Запах важкої води – не має жодного запаху.
Щільність важкої води – щільність D2O приблизно на 11% більша, ніж щільність H2O.
В’язкість важкої води – на 20% вища за в’язкість звичайної води;
Розчинність D2O – мало розчинна в діетиловому ефірі, змішується з етанолом.
Густина (ρ) оксиду дейтерію – 1,1042 г/см3 за температури 25°C.
Тиск парів – 10 мм.рт.ст. при температурі 13.1°C, і 100 мм.рт.ст. при температурі 54°C.
Показник заломлення (σ) – 1,32844 за температури 20°C.
Стандартна ентальпія утворення ΔH – 294,6 кДж/моль (ж) (при 298 К).
Стандартна енергія Гіббса G – 243,48 кДж/моль (ж) (при 298 К);
Стандартна ентропія утворення S – 75,9 Дж/моль-K (ж) (при 298 К);
Стандартна мольна теплоємність Cp – 84,3 Дж/моль-K (жг) (при 298 К);
Ентальпія плавлення ΔHпл – 5,301 кДж/моль;
Ентальпія кипіння ΔHкип – 45,4 кДж/моль;
Критичний тиск – 31,86 Мпа;
Критична густина – 0,363 г/см3. [1]
Де застосовується оксид дейтерію
Цікавим є той факт, що вчені, які відкрили важку воду, поставилися до неї як до наукового казусу і не побачили великих можливостей у її застосуванні, втім, слід зауважити, що така ситуація з науковими відкриттями, не є поодинокою. І лише через деякий час, зовсім іншими дослідниками, було відкрито її науковий і промисловий потенціал.
“Важка вода” застосовується:
- у ядерних технологіях;
- у ядерних реакторах, для гальмування нейтронів і як теплоносій;
- як ізотопний індикатор у хімії, фізиці, біології та гідрології;
- як детектор деяких елементарних частинок;
- цілком імовірно, що в найближчому майбутньому “важка вода” стане новим джерелом Енергії – вивчається можливість використання дейтерію (D або 2H) як палива для керованого термоядерного синтезу.
Продовжуючи тему, важливо зазначити, що існують також і інші види важкої води – Напівважка вода, Надважка і Важко-кисневі ізотопні модифікації води, з якими ви можете ознайомитися самостійно або в наступних наших публікаціях.
Важка вода і наше життя
Важка, на відміну від H2O, пригнічує все живе. Тому її часто називають – Мертвою водою. Вона, як мінімум, уповільнює всі біологічні процеси. Зокрема, сповільнюється або припиняється взагалі розмноження мікробів і бактерій.
Як ми вже зазначали вище, “важка вода” міститься у всіх звичайних водах – у річках, морях, озерах, у ґрунтових водах, атмосферних опадах… Тобто людина вільно чи мимоволі постійно стикається з D2O. Цікаво зазначити, що, наприклад, дощ містить важкої води помітно більше, ніж сніг.
Деякі дослідники вважають, що вживання надмірної кількості “важкої води” сприяє старінню, а регулярне перевищення норми призводить до важких захворювань. Тому контроль рівня “важких вод” є життєво важливим. Необхідно знати, що механічні фільтри не очищають воду від “важкої води”.
Це особливо важливо враховувати під час використання фільтрів зворотного осмосу і насамперед під час опріснення морської води. Оскільки рівень “важкої води” в морській воді, як правило, перевищує норму. Відомі випадки, коли цілі регіони стали жертвами “незнання” цього факту. Люди, які проживали в цих регіонах, регулярно використовували опріснену методом зворотного осмосу морську воду, внаслідок чого багато хто з них захворів на важкі хвороби.
Один із методів зменшення концентрації важкої води в питній воді, ми розглядали в статті ТАЛА ВОДА – ПРИГОТУВАННЯ В ДОМАШНІХ УМОВАХ → .
Підсумки
Розуміючи, що в природі немає нічого зайвого, можемо стверджувати, що важка вода потребує від нас особливого адекватного ставлення, уваги та подальшого вивчення. Її потенціал, як то кажуть, “в наявності” і ймовірно буде реалізований у майбутньому і можливо в найближчому.
Рекомендуємо за темою
Джерела
[1] За матеріалами – О. В. Мосін “Все про дейтерій і важку воду”.
https://www.britannica.com/science/heavy-water
https://byjus.com/jee/heavy-water-preparation-properties
