Чем «тяжелая» вода отличается от обычной воды?

Какая жидкость тяжелее, чем вода?

Фильмография и видеоигры

В некоторых фильмах тяжелая вода играет важную роль.

  • Герои Телемарка
  • Удачного путешествия , где нацисты хотят захватить его, чтобы сделать атомную бомбу. См. Статью о битве на тяжелой воде, чтобы узнатьреальные факты Второй мировой войны .
  • Жан Древиль «Битва на тяжелой воде »(1948). История рассказывает о диверсионной операции в 1943 году против завода по производству тяжелой воды для немцев в Норвегии. Фильм представляет собой документальную литературу (чередование архивных изображений и реконструированных сцен).

Как и в некоторых сериалах

  • Папа Шульц  : серия 1-09 Тяжелая вода , Хоган должен вывезти из Норвегии бочку с тяжелой водой, которая хранится в лагере.
  • Одиннадцатый час  : эпизоды 1-11 « Чудо» , полностью посвященные исследованию синтеза тяжелой воды.
  • «Диверсанты 2015» ( Kampen om tungtvannet ) делают его своей центральной темой.
  • The Heavy Water War  : 2015 из шести частей.

Документальный

«Затонувшая тайна Гитлера» , археологические раскопки в озере Тинн в Норвегии (озеро Тиннсойен или Тиннсья по-норвежски), чтобы найти нацистский тяжеловодный паром, который должен был репатриировать запасы грузов в Германию после атак союзников. Документальный фильм рассказывает о саботаже норвежских партизан, потопивших паром.

Видеоигры

  • Ogame  : ресурс, необходимый для развития.
  • Alone in the Dark 3  : Slaughter Gulch Гора содержитзараженный уровень грунтовых вод .
  • Imperion  : ресурс, необходимый для развития.
  • Eve Online  : топливо для космической базы.
  • Железный шторм  : в хронической вселенной, где (Первая) мировая война, начавшаяся в 1914 году, никогда бы не закончилась, лейтенант Андерсон должен саботировать завод по производству тяжелой воды в Восточной Германии в 1964 году, чтобы помешать Российско-Монгольской империи разработать атомную бомбу.
  • Battlefield 1942: Secret Arsenal  : The Telemark Factory — игровое поле. Когда вы входите на фабрику, вы видите, как вращаются турбины. Видны трубы за заводом.
  • Секретное оружие над Нормандией  : одна из миссий игры — прикрыть коммандос, посланный для уничтожения фабрики.
  • Medal of Honor  : часть кампании проходит в Норвегии по разрушению завода по производству тяжелой воды в Рьюкане.
  • Metal Gear Solid 2: Sons of Liberty  : Во время битвы с Вампом в Арсенале в комнате есть лужа с тяжелой водой.
  • Фронт врага  : во время первой миссии главы в Норвегию герой должен сотрудничать с норвежскими партизанами, чтобы проникнуть на фабрику Веморк и разрушить ее.
  • Battlefield V  : во время главы о Норвегии мы играем за бойца сопротивления, который уничтожает производство тяжелой воды (эта версия — выдумка, основанная на операции Gunnerside, в которой норвежские и британские войска участвуют в серии миссий под названием «  Битва тяжелой воды  ».
  • Hearts of Iron 4  : после вторжения в Норвегию в составе нацистской Германии игрок может выбрать решение о запуске проекта «Тяжелая вода», чтобы получить бонус за атомные исследования.
  • Minecraft  : Тяжелая вода присутствует вMekanism мод .

Легкая и тяжелая вода

Легкой называют вещество с химической формулой H2O, известной из школьной программы. Парадокс в том, что такого жидкого продукта в природе не существует. Ученым понадобилось много усилий и времени, чтобы приготовить эталонную воду. Так что сегодня H2O в чистом виде существует в нескольких ведущих мировых лабораториях и используется как сырье для исследования изотопных соединений.

Тяжелой называют тяжеловодородную воду, в которой нет легкого водорода. Его заменяет дейтерий. Жидкость используется в атомной энергетике и других отраслях, связанных с ядерной техникой.

Еще несколько десятилетий назад о существовании такой воды никто не подозревал, а сегодня современные заводы в развитых государствах мира перегоняют миллионы тонн в год, чтобы извлечь из состава дейтерий.

Удельный вес тяжелой воды меняется, в зависимости от источника:

  • 150 г в тонне водопроводной жидкости.
  • 165 г в тонне воды из Тихого океана.
  • 157-160 г в тонне ледников на Кавказе.

Физические свойства воды при температуре от 0 до 100°С

В таблице представлены следующие физические свойства воды: плотность воды ρ, удельная энтальпия h, удельная теплоемкость Cp, теплопроводность воды λ, температуропроводность воды а, вязкость динамическая μ, вязкость кинематическая ν, коэффициент объемного теплового расширения β, коэффициент поверхностного натяжения σ, число Прандтля Pr. Физические свойства воды приведены в таблице при нормальном атмосферном давлении в интервале от 0 до 100°С.

Физические свойства воды существенно зависят от ее температуры. Наиболее сильно эта зависимость выражена у таких свойств, как удельная энтальпия и динамическая вязкость. При нагревании значение энтальпии воды значительно увеличивается, а вязкость существенно снижается. Другие физические свойства воды, например, коэффициент поверхностного натяжения, число Прандтля и плотность уменьшаются при росте ее температуры. К примеру, плотность воды при нормальных условиях (20°С) имеет значение 998,2 кг/м3, а при температуре кипения снижается до 958,4 кг/м3.

Такое свойство воды, как теплопроводность (или правильнее — коэффициент теплопроводности) при нагревании имеет тенденцию к увеличению. Теплопроводность воды при температуре кипения 100°С достигает значения 0,683 Вт/(м·град). Температуропроводность H2O также увеличивается при росте ее температуры.

Следует отметить нелинейное поведение кривой зависимости удельной теплоемкости этой жидкости от температуры. Ее значение снижается в интервале от 0 до 40°С, затем происходит постепенный рост теплоемкости до величины 4220 Дж/(кг·град) при 100°С.

Физические свойства воды при атмосферном давлении — таблица
t, °С → 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ, кг/м3 999,8 999,7 998,2 995,7 992,2 988 983,2 977,8 971,8 965,3 958,4
h, кДж/кг 42,04 83,91 125,7 167,5 209,3 251,1 293 335 377 419,1
Cp, Дж/(кг·град) 4217 4191 4183 4174 4174 4181 4182 4187 4195 4208 4220
λ, Вт/(м·град) 0,569 0,574 0,599 0,618 0,635 0,648 0,659 0,668 0,674 0,68 0,683
a·108, м2/с 13,2 13,7 14,3 14,9 15,3 15,7 16 16,3 16,6 16,8 16,9
μ·106, Па·с 1788 1306 1004 801,5 653,3 549,4 469,9 406,1 355,1 314,9 282,5
ν·106, м2/с 1,789 1,306 1,006 0,805 0,659 0,556 0,478 0,415 0,365 0,326 0,295
β·104, град-1 -0,63 0,7 1,82 3,21 3,87 4,49 5,11 5,7 6,32 6,95 7,52
σ·104, Н/м 756,4 741,6 726,9 712,2 696,5 676,9 662,2 643,5 625,9 607,2 588,6
Pr 13,5 9,52 7,02 5,42 4,31 3,54 2,93 2,55 2,21 1,95 1,75

Примечание: Температуропроводность в таблице дана в степени 108 , вязкость в степени 106 и т. д. для других свойств. Размерность физических свойств воды выражена в единицах СИ.

Отличия между легкой и тяжелой водой

На основании свойств D2O понятно, чем опасно такое соединение для человека: постепенно накапливаясь в организме, оно нарушает метаболизм, убыстряет появление необратимых возрастных изменений, провоцирует возникновение болезней и злокачественных новообразований.

С другой стороны, H2O, с нормальной или восстановленной структурой:

  • питает клетки энергией за счет проведения отрицательных окислительных реакций;
  • дает антиоксидантную защиту, помогая предотвратить многие случаи отравления;
  • оставляет pH-уровень слабощелочным, стабилизируя состояние крови и лимфы;
  • способствует улучшению обмена веществ, параллельно снижая поверхностное натяжение.

Напомним также, что обе этих жидкости прозрачны и обладают нейтральным вкусом и запахом, поэтому их вполне реально перепутать.

Какая польза от тяжелой воды

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Естественно, она не была столь востребованной, если бы несла только вред. То же замедление нейтронов обеспечивает нормальное протекание ядерных реакций, а значит оксид дейтерия все-таки стоит на страже нашей безопасности, пусть и опосредованно.

Ну а добавление в качестве индикатора дает удобную возможность контролировать изменения состава смесей и своевременно вносить необходимые корректировки.

Также нужно учитывать те потенциальные преимущества, которые в будущем принесут медицинские исследования. Специалисты из самых разных областей все уверенней говорят о скором прорыве.

Что случится, если выпить тяжелую воду

В небольших количествах она никак не скажется на состоянии организма. За раз можно употребить даже литр D2O — ничего страшного не случится: за две недели она полностью выйдет из тела, а сам дейтерий не радиоактивен. Так что не опасайтесь, что случайно возьмете не тем наполненный стакан. Максимум, что можно почувствовать — это небольшой дискомфорт из-за изменения давления.

Другое дело — регулярное употребление. В этом случае оксид будет:

  • постепенно нарушать целостность ДНК;
  • замедлять обменные процессы;

Это обернется уже описанными проблемами со здоровьем (отказом органов, появлением опухолей). Если же концентрация D2O достигнет 20% от общего объема жидкости, то это спровоцирует летальный исход.

Тяжелая вода в жизни человека

За тот комплексный угнетающий эффект, который она может подарить, ее зачастую называют мертвой. Да, несмотря на то что размножение вредных микроорганизмов она тоже замедляет или даже полностью останавливает.

Нюанс в том, что оксид дейтерия в малых количествах, но содержится во всех естественных источниках. Небольшой его процент есть в озерах, прудах, реках, морях, глубоких скважинах и даже в осадках. Причем в дожде его обычно в несколько раз больше, чем в снеге, что объясняется частой электризацией облаков.

В любом случае выходит, что мы, пусть и неосознанно, но потребляем D2O, и получение тяжелой воды в домашних условиях происходит независимо от нашего желания, просто не в таких количествах, которые могли бы нам навредить.

Поэтому важно не повышать риск накопления оксида дейтерия в организме и не употреблять для питья и приготовления пищи морскую H2O, опресненную методом обратного осмоса. Данный способ как раз даст жидкость со сравнительно более высоким уровнем концентрации изотопа. Мы поможем подобрать оборудование, которое будет контролировать количество примесей в каждом заборе и отфильтровывать вредные частицы – обращайтесь в компанию «Вода Отечества»

Мы поможем подобрать оборудование, которое будет контролировать количество примесей в каждом заборе и отфильтровывать вредные частицы – обращайтесь в компанию «Вода Отечества».

Но механическая очистка в этом конкретном случае может не сработать, так как фильтры смогут удалить лишь нерастворимые частицы, но окажутся бессильными на уровне молекул и атомов. Хотя один способ, применимый в быту, все-таки есть, предлагаем его рассмотреть.

Другие виды тяжёлой воды

Тяжелокислородные изотопные модификации воды

Тяжелокислородная вода, в частности, 1H218O, используется в диагностике онкологических заболеваний (из неё на циклотроне получают изотоп фтор-18, который используют для синтеза препаратов для диагностики онкозаболеваний, в частности 18-фдг).

Общее число изотопных модификаций воды

Если подсчитать все возможные нерадиоактивные соединения с общей формулой Н2О, то общее количество возможных изотопных модификаций воды всего девять (так как существует два стабильных изотопа водорода и три — кислорода):

  • Н216O − лёгкая вода, или просто вода
  • Н217O
  • Н218O − тяжелокислородная вода
  • HD16O − полутяжёлая вода
  • HD17O
  • HD18O
  • D216O − тяжёлая вода
  • D217O
  • D218O

Таким образом, кроме обычной, наиболее распространённой в природе «лёгкой» воды 1H216O, в общей сложности существует 8 нерадиоактивных (стабильных) и 9 радиоактивных «тяжёлых вод».

Сравнение плотности воды и льда

Может ли плотность воды быть меньше плотности льда и означает ли это, что он утонет в ней? Ответ на данный вопрос утвердительный, что легко доказать следующим экспериментом.

Возьмём из морозильной камеры, где температура равна -5 ºС, кусок льда величиной в треть стакана или немного больше. Опустим его в ведро с водой температурой +20 ºС. Что мы наблюдаем? Лёд быстро погружается и тонет, постепенно начиная таять. Это происходит потому, что вода температурой +20 ºС имеет меньшую плотность по сравнению со льдом температурой -5 ºС.

Существуют модификации льда (при высоких температурах и давлениях), которые ввиду большей плотности будут в воде тонуть. Речь идёт о так называемом «тяжёлом» льде — дейтериевом и тритиевом (насыщенном тяжёлым и сверхтяжёлым водородом). Несмотря на наличие таких же пустот, как в протиевом льде, он утонет в воде. В противовес «тяжёлому» льду, протиевый лишён тяжёлых изотопов водорода и содержит 16 миллиграммов кальция на литр жидкости. Процесс его приготовления предполагает очищение от вредных примесей на 80%, благодаря чему протиевая вода считается наиболее оптимальной для жизнедеятельности человека.

Сравнительные свойства тяжелой, полутяжелой и легкой воды

Приведенные ниже характеристики были измерены при стандартном атмосферном давлении .

Имущество Тяжелая вода D 2 O Полутяжелая вода HDO Легкая вода H 2 O
Температура замерзания 3,81  ° С 2,04  ° С 0,00  ° С
Температура кипения 101,42  ° С 100,7  ° С 99,995  ° С
Плотность при 20  ° C ( кг / л ) 1,1056 1.054 0,9982
Температура, при которой плотность максимальна 11,6  ° С 4,0  ° С
Вязкость при 20  ° C ( Па · с ) 1,246 7 × 10 −3 1,124 8 × 10 −3 1,001 6 × 10 −3
Поверхностное натяжение при 25  ° C ( Н / м ) 7,187 × 10 −2 7,193 × 10 −2 7,198 × 10 −2
Энтальпия образования в газообразном состоянии ( кДж / моль ) -249,20 -241,83
Скрытая теплота плавления ( кДж / моль ) 6,132 6,227 6,00678
Скрытая теплота испарения ( кДж / моль ) 41,521 40 657
pH при 25  ° C 7,43 7,266 6 996

Мы заметили , что D 2 O является более плотной , чем HDO, сам плотнее , чем обычная вода, отсюда названия «тяжелых» , «полу-тяжелый» и «легкой» воды .

История открытия

Впервые ее молекулы в обычной среде обнаружил американский физиохимик Гарольд Юри: было это в 1932-м году, а в 1934-м ему присудили Нобелевскую премию за это открытие. В 1933-м уже другой ученый из США, Гилберт Льюис, путем электролиза получил чистую тяжеловодородную воду: он многократно пропускал ток через остаток H2O, постепенно насыщая его молекулами HDO и D2O – до тех пор, пока концентрация последних не достигла 99%.

Когда в 1938-м открыли деление ядер, сразу же стало ясно, насколько перспективны цепные реакции этого процесса. Но для их проведения понадобился эффективный замедлитель нейтронов. В роли последнего стали использовать D2O — наиболее удобное с технической точки зрения соединение дейтерия, помимо прочего, еще и отводящее тепло из рабочей зоны.

В СССР химическая формула тяжелой воды и те преимущества, которые она дает, получала все больше внимания по мере развития атомной энергетики. В частности, предшественница ИТЭФ, Лаборатория №3 АН СССР, начала производить 2H2O в промышленных масштабах – для обеспечения нужд реакторов (современная классификация которых – тип PHWR) и различных установок.

Все интересное просто

Как можно подробнее рассказать об этом интересном явлении? Итак, представим себе процесс, который протекает в воде. Этот процесс называется конвекцией: обмен энергией посредством струек. Течения и струйки есть даже в стоячей воде, от них никуда нельзя деться и даже современные ученые до сих пор не смогли выяснить, что же именно кроется за природой движения воды. Поэтому обмен энергий протекает постоянно. Если идет обмен энергией, то меняется и температура. Добавив к этому изменение плотности, получим, что вода, которая обладает большей плотностью, опускается на дно. Но она не может замерзнуть, ведь она слишком теплая для этого.

Таким образом, на освободившееся место выдвигается менее плотная, то есть, уже перешедшая точку в +4 градуса и приближающаяся к нулю. Эта вода имеет все шансы замерзнуть. Итак, основные характеристики, показывающие и доказывающие, что вода более плотная и тяжелая, а лед легче. Прежде всего, это наличие пузырьков воздуха или какого-либо газа (ведь вмерзнуть может как воздух, так и отдельно взятый газ). Во-вторых, низкая плотность и, как следствие, больший объем. Все вместе это дает лишь чуть меньшую плотность.

И если массы льда легче того же объема воды, то совершенно ненамного. Представьте себе разницу лишь в десять процентов. В куске льда может быть огромное количество полостей, но при этом общий их объем будет очень мал. Можно представить себе, что если айсберг плывет по воде, то под кромкой воды скрыто 90% общей массы айсберга. Невероятные объемы и веса, которые порой кажутся просто фантастическими. И все же эти объекты плавают.

Физические методы определения легкой воды

  • Испарение: Легкая вода имеет меньшую плотность, чем тяжелая, поэтому она испаряется быстрее. Если налить небольшое количество воды на прозрачную поверхность и дать ей испариться, можно наблюдать, как поверхность становится быстро сухой.
  • Определение плотности: Для определения плотности воды можно использовать гидрометры или ареометры. Легкая вода будет иметь меньшую плотность, чем тяжелая.

Это лишь некоторые методы определения типа воды. Каждый из них имеет свои преимущества и ограничения, поэтому часто используется комбинация нескольких методов для достижения более точных результатов.

Что случится, если выпить тяжелую воду

В небольших количествах она никак не скажется на состоянии организма. За раз можно употребить даже литр D2O — ничего страшного не случится: за две недели она полностью выйдет из тела, а сам дейтерий не радиоактивен. Так что не опасайтесь, что случайно возьмете не тем наполненный стакан. Максимум, что можно почувствовать — это небольшой дискомфорт из-за изменения давления.

Другое дело — регулярное употребление. В этом случае оксид будет:

  • постепенно нарушать целостность ДНК;
  • замедлять обменные процессы;

Это обернется уже описанными проблемами со здоровьем (отказом органов, появлением опухолей). Если же концентрация D2O достигнет 20% от общего объема жидкости, то это спровоцирует летальный исход.

Физические свойства дейтериевой воды

Дейтериевая вода, также известная как тяжелая вода, обладает рядом уникальных физических свойств, отличающих ее от обычной воды (H2O).

Свойство Описание
Плотность Дейтериевая вода имеет плотность примерно в 10% выше, чем у обычной воды. Это связано с тем, что дейтерий – изотоп водорода, содержащий один протон и один нейтрон, имеет большую массу по сравнению с обычным протоном. Благодаря этой свойству, дейтериевая вода может считаться «тяжелой».
Температура плавления и кипения Температура плавления дейтериевой воды составляет примерно 3,82 °C, что на 3,6 градуса выше, чем у обычной воды. Температура кипения дейтериевой воды равна примерно 101,4 °C, что на 4,4 градуса выше, чем у обычной воды. Эти отличия связаны с тяжелой массой дейтерия и его влиянием на межатомные взаимодействия в водной структуре.
Вязкость Дейтериевая вода обладает высокой вязкостью, особенно при низких температурах. Это связано с более плотной молекулярной структурой, вызванной наличием дейтерия. Повышенная вязкость может оказывать влияние на химические реакции и физические свойства веществ, растворенных в дейтериевой воде.
Растворимость Дейтериевая вода обладает схожей растворимостью с обычной водой. Однако, растворимость некоторых веществ может изменяться из-за различных химических и физических взаимодействий с дейтерий-атомами.

Физические свойства дейтериевой воды делают ее важным объектом исследований научных и промышленных областей. Ее использование может быть полезным в различных приложениях, от ядерной энергетики до медицины.

Химические свойства дейтерия

Дейтерий — легкий газ, он легче воздуха. D2 отлично горит, температура короны исходящего пламени составляет 1 600 °С, поэтому огонь способен плавить стекло. Термические реакции с дейтерием не проводятся, так как в современных условиях важны более энергообъемные ядерные реакции, на которые элемент без сомнения способен.

Из-за большой плотности D2O лед из нее тонет в обычной воде, что не наблюдается в случае с H2O

При реакции между атомами дейтерия образуется He3. Это фундаментальная реакция, так как по такому же принципу зажигаются протозвезды в процессе формирования, еще до выхода из стадии коррекционного диска. Ей же живут коричневые карлики. Именно на основе дейтерия в США создали первую атомную бомбу.

Основные свойства

К тяжёлой воде учёные давно проявляют повышенный интерес. Ведь сразу же после её получения стало очевидным, что она наделена особыми свойствами, которые отличаются от обычной воды. Тяжёлая вода – это жидкость, которая является абсолютно непригодной для развития и жизни в ней микробов, рыб или червей. Она противопоказана для употребления животными, поскольку после утоления жажды ею они просто погибнут.

Аэробные растения не способны с её помощью стимулировать свою жизненную активность. Однако в тяжёлой воде прекрасно развиваются водоросли и бактерии. Изучая свойства тяжёлой воды, учёные пришли к выводу, что она имеет значение не только как лабораторный компонент. Оказалось, что она входит в состав обычной воды. Правда, содержание тяжёлой воды в ней имеет очень малую концентрацию.

Какая польза от тяжелой воды

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Естественно, она не была столь востребованной, если бы несла только вред. То же замедление нейтронов обеспечивает нормальное протекание ядерных реакций, а значит оксид дейтерия все-таки стоит на страже нашей безопасности, пусть и опосредованно.

Ну а добавление в качестве индикатора дает удобную возможность контролировать изменения состава смесей и своевременно вносить необходимые корректировки.

Также нужно учитывать те потенциальные преимущества, которые в будущем принесут медицинские исследования. Специалисты из самых разных областей все уверенней говорят о скором прорыве.

Примечания и ссылки

Заметки

  1. Когда в химической формуле или любом другом контексте мы используем символы D и T ( дейтерий и тритий ), тогда H становится символом протия, а не химического элемента водорода.

Рекомендации

  1. ↑ and (en) Ицхак Маркус, Свойства растворителей , т.  4, Англия, John Wiley & Sons,1999 г., 239  с. ( ISBN  0-471-98369-1 ).
  2. рассчитывается молекулярная масса от .
  3. .
  4. Николас Понтик, «  Смерть Иоахима Роннеберга, норвежского борца сопротивления, стоявшего за саботажем нацистской ядерной программы».  », Вторая мировая война, № 81. , Декабрь 2018., стр.  11
  5. Капитан Кнут Хаукелид, Эпос о тяжелой воде (Det Demrer en Dag) , Париж, Л’Элан ,1948 г., 204  с. , стр.  191–194
  6. (in) Сэмюэл Гоудсмит , Алсос , Нью-Йорк, Айп Пресс,1947 г.( на Google Books )
  7. Manfred Попп, «  Почему нацисты не было бомбы  ,» Для науки , п о  471,январь 2017, стр.  70-77.
  8. (in) на IMDb .

Основные различия между водой и тяжелой водой

  1. Химическое потребление воды включает два атома водорода в сочетании с одним битом кислорода. В химический состав тяжелой воды входят два атома дейтерия в сочетании с одним атомом кислорода. 
  2. Вода имеет более широкую структуру благодаря водородным связям. Напротив, тяжелая вода является тетраэдрической из-за большего количества водородных связей, присутствующих на молекулу тяжелой воды.
  3. Из-за низкой плотности кубики льда из воды не тонут; вместо этого они будут плавать на воде. Но из-за высокой плотности кубики льда, сделанные из тяжелой воды, будут тонуть в воде.
  4. Вода имеет pH 7, что говорит о ее нейтральности. Но тяжелая вода имеет рН 7.44, что делает ее более слабой кислотой. 
  5. Вода – это жизнь для каждого живого организма. От питья до повседневных дел вода необходима для любой деятельности человека. Вода является синонимом выживания. Но использование тяжелой воды обычно встречается в ядерных водах. Более того, чрезмерное употребление тяжелой воды может оказаться смертельным. 

Рекомендации

  1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100862a028
  2. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.101.065502

История открытия и изучения структуры тяжелой воды

Тяжелая вода, также известная как D2O или дейтерированная вода, была открыта в конце XIX века и привлекла большой интерес ученых.

Первым, кто обратил внимание на уникальные свойства этой воды, был химик и физик Гарольд К. Юлиус

В 1932 году он провел эксперимент, использовав спектрометр масс и открыл, что тяжелая вода имеет молекулярную массу в два раза больше, чем обычная вода. Это означало, что водород в молекуле тяжелой воды заменен изотопом дейтерия, обладающим дополнительным нейтроном.

Интерес к тяжелой воде рос, и в 1930-е годы она стала исследоваться в более подробных масштабах. Ученые обнаружили, что тяжелая вода имеет некоторые отличительные химические и физические свойства, включая более высокую плотность и кипение, а также возможность использования в ядерных реакциях.

С начала 1940-х годов тяжелая вода стала широко применяться в ядерной энергетике и исследованиях ядерных реакций, особенно в процессе производства плутония для ядерных бомб. Были проведены масштабные эксперименты, связанные с использованием тяжелой воды в ядерных реакторах.

В последующие десятилетия тяжелая вода продолжала использоваться в различных областях, таких как ядерная физика, фармакология, биология и сельское хозяйство. С помощью тяжелой воды была проведена серия экспериментов, которые помогли более глубоко понять структуру и свойства воды в целом, а также изучить исследовать физико-химические реакции, в которых она участвует.

Сегодня тяжелая вода остается предметом активных исследований и приложений в различных сферах науки и промышленности. Это вещество продолжает быть интересным и полезным объектом изучения для ученых по всему миру.

Глицерин: обычно несжижаемая тяжелая жидкость

Глицерин – одна из немногих жидкостей, которая обычно несжижаемая и тем не менее относится к тяжелым веществам. Она имеет массовую долю более 1 (плотность более 1000 кг/м³), что делает ее тяжелее воды.

Глицерин, или глицерол, является органическим соединением, имеющим формулу C3H8O3. Он прозрачный, безцветный сиропообразный жидкость с характерным сладким вкусом. Глицерин имеет широкий спектр применений благодаря своим особым свойствам.

Вот несколько основных свойств глицерина:

  • Высокая плотность: Глицерин обладает плотностью около 1,26 г/мл, что делает его тяжелее воды;
  • Высокая вязкость: Глицерин является очень вязкой жидкостью, что означает, что он текучий, но сопротивляется движению;
  • Растворимость в воде: Глицерин хорошо растворяется в воде, образуя гомогенный раствор;
  • Неполарность: Глицерин является слабым полярным соединением, что позволяет ему с легкостью растворяться в неполярных растворителях, таких как масла и жиры;
  • Долговечность: Глицерин обладает химической стабильностью и не подвержен окислению или гниению.

Глицерин широко используется в различных отраслях, включая фармацевтику, пищевую промышленность, косметику и санитарно-гигиенические товары. Он также находит применение в процессе производства веществ и материалов, таких как пластик, клеи и резины.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Meridian-complex
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: