Raskas vesi, sen tuotanto ja ominaisuudet

Kaukaisessa menneisyydessä ihmiset eivät mietti sitä, mikä vesi on ja mistä sen alkuperä on. Oli mielipide, että tämä on osa, mutta nyt tiedetään, että se on kemiallinen yhdiste.

Vuonna 1932 koko maailma lensi uutisia siitä, että maapallolla lisäksi yksinkertainen on raskas vesi. Nyt tiedetään jo, että sen isotooppilajit voivat olla 135.

rakenne

Raskas vesi, jota kutsutaan edelleen deuteriumoksidiksi, ei eroa kemiallisessa koostumuksessa yksinkertaisesta tavallisesta, mutta veteen sisältyvien vetyatomien sijaan on olemassa 2 raskasta isotooppia, ns. Deuterium. Raskasta vettä on kaava 2H20 tai D2O. Ulkopuolella ei ole eroa raskaan ja yksinkertaisen nesteen välillä, mutta niiden ominaisuuksissa ne ovat erilaisia.

Kemialliset reaktiot raskaassa vedessä ovat heikompi kuin tavallisissa.

Raskas vesi on hieman myrkyllistä. Tieteelliset kokeet ovat osoittaneet, että kevyiden vetyatomin korvaaminen deuteriumilla 25% aiheuttaa lapsettomuuden eläimissä. Jos lisäät sen sisältöä vieläkin enemmän vettä, eläin kuolee. Useat organismit kuitenkin selviävät 70% deuteriumissa (infusoria-kenkä). Henkilö, jolla ei ole terveysvaikutuksia, voi juoda noin tällaisen nesteen lasista. Tässä tapauksessa deuterium erittyy elimistöstä useiden päivien ajan.

Raskasta vettä on ominaista kertyä elektrolyytin loppuosaan, jos suoritetaan useita vesielektrolyysiä. Se absorboi yksinkertaisen nesteen höyryjä ulkona, ts. Se on hygroskooppinen.

Yksi tämäntyyppisen veden tärkeimmistä ominaisuuksista on se, että se lähes ei absorboi neutroneja, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää ydinreaktorissa neutronien hidastumisprosessissa, ja sitä käytetään kemikaalina isotooppien indikaattorina.

Raskas vesi, kuitti

1933-1946 ainoa rikastusmenetelmä oli elektrolyysi. Edistyksellisempi teknologia ilmestyi myöhemmin. Nykyinen massatuotanto syöttövirrassa käyttää nestettä, joka on tislattu elektrolyytistä ja jonka raskaan veden pitoisuus on 0,1-0,2%.

Pitoisuuden ensimmäinen vaihe käyttää kaksilämpötilaista vastavirtaista vetysulfiditekniikkaa isotooppien vaihtoon, pitoisuus raskaan veden ulostulossa on 5-10%. Toinen vaihe on alkaalisen liuoksen kaskadielektrolyysi nolla-lämpötilassa, tuotoksen pitoisuus on 99,75-99,995%.

Venäjän tiedemiehet ovat kehittäneet alkuperäisiä tekniikoita raskaan veden tuottamiseen ja käsittelyyn. Vuonna 1995 suurtehokas laitos otettiin kaupalliseen käyttöön. Tuotanto vastaa täysin raskaalle vedelle kotoisin olevien yritysten tarpeita ja mahdollistaa myös sen viennin ulkomaille.

hakemus

Raskasta vettä käytetään erilaisissa biologisissa ja kemiallisissa prosesseissa. Tutkijat ovat todenneet, että tällainen neste estää bakteerien, sienten ja levien kehittymisen ja jos se sisältää 50% deuteriumia, se saa aikaan antimutageeniset ominaisuudet, edistää biologisen massan kasvua ja nopeuttaa murrosikäisyyttä ihmisissä.

Eurooppalaiset tiedemiehet tekivät kokeita hiirillä, joilla oli pahanlaatuinen kasvain. Raskas vesi tuhosi sekä taudin että sen kantajat. Todettiin, että tällainen vesi ei toimi hyvin kasveissa ja eläimissä. Koehenkilöillä, joille annettiin raskaita vettä, munuaiset tuhoutuivat ja aineenvaihdunta oli järkyttynyt. Suurilla veden annoksilla eläimet kuolivat. Pienellä tilavuudella (jopa 25%) eläimet saivat painoa ja tuottivat hyvät jälkeläiset, ja kanat kasvattivat munantuotantoa.

Kysymys siitä, mitä tapahtuu, jos päästämme täysin pois deuteriumista, jää avoimeksi.

Valon ja raskaan veden ominaisuuksien vertailu

Vastaus luonnollisen valon ja raskaan nesteen väliseen eroan riippuu siitä, ketä sitä pyydettiin.

Niiden kemiallisten ominaisuuksien välillä ei ole lainkaan eroa. Kussakin niistä natrium tunnistaa identtisesti vetyä, kun elektrolyysissä molemmat näistä vesistä hajoavat yhtä hyvin, niiden kemialliset ominaisuudet ovat myös samat, koska niillä on sama koostumus.

Näiden nesteiden fysikaaliset ominaisuudet ovat erilaiset: kiehumispiste ja jäätymispiste eivät ole samoja, ja niillä on erilainen tiheys ja höyrynpaine. Raskas ja kevyt vesi hajoaa elektrolyysin aikana eri nopeuksilla.

Biologisesta näkökulmasta kysymys on melko monimutkainen, vielä on tehtävä työtä.