Молекулярная масса hdo
Автор Виктор шестаков задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
Н 3 О. Тяжёлая вода. Давно хотел спросить. и получил лучший ответ
Ответ от *@ Екатерина @ *[гуру]
Тяжелая замерзает при -3 -5, легкая при +3 +5,Обычно эти воды смешаны и дают нуль - точку замерзания ...
==========
Тяжёлая вода (также оксид дейтерия) — обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды. Тяжёловодородная вода имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.
Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Клейтоном Юри в 1932 году. А уже в 1933 году Гилберт Ньютон Льюис получил чистую тяжёловодородную воду.
Свойства тяжёлой воды Молекулярная масса 20,03 а. е. м.
Температура плавления 3,81°C
Температура кипения 101,43°C
Растворимость Мало растворима в диэтиловом эфире
смешивается с этанолом
В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500 (в предположении, что весь дейтерий находится в виде тяжёлой воды D2O, хотя на самом деле он частично находится в составе полутяжёлой воды, см. ниже) .
Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного. Однако некоторые микроорганизмы способны жить в 70% растворе D2O в H2O (простейшие) и даже в чистой тяжёлой воде (бактерии). Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. Таким образом, тяжёлая вода менее токсична, чем, например, поваренная соль.
Среди населения бытует миф о том, что при длительном кипячении природной воды концентрация тяжёлой воды в ней повышается, что якобы может вредно сказаться на здоровье. В действительности же повышение концентрации тяжёлой воды при кипячении ничтожно (к тому же тяжёлая вода практически не ядовита) .
Важнейшим свойством тяжёловодородной воды является то, что она практически не поглощает нейтроны, поэтому используется в ядерных реакторах для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется также в качестве изотопного индикатора в химии, биологии и гидрологии. В физике элементарных частиц тяжёлая вода используется для детектирования нейтрино; так, крупнейший детектор солнечных нейтрино SNO (Канада) содержит 1 килотонну тяжёлой воды.
Источник:
Тяжёлой водой называют молекулы, в которых водород заменён на его изотоп дейтерий - D2O вместо H2O (дейтерий вдвое тяжелее водорода, и молекулярный вес тяжёлой воды 20 вместо 18) (ТУ 95-1893-89)
Бывает ещё сверхтяжёлая - радиоактивная тритиевая вода T2O.
В природной воде тритиевой практически нет, а тяжёлой - 141 ppm - частей на миллион.
Соответственно температура замерзания тяжёлой и сверхтяжёлой воды:
D2O составляет +3,8оС, а для Т2О+9оС, то есть РАНЬШЕ природной воды (Екатерина Гордая перепутала :-(). Это легко понять - тяжёлые ионы дейтерия при той же температуре колеблются меньше, и замерзают раньше.
Температура замерзания лёгкой (протиевой) воды, полностью очищенной от дейтерия, составляет ок -3 оС.
Казалось бы, почему столь малая добавка дейтерия повышает замерзание воды до 0, на целых 3о ?
Дело в том, что (хотя до конца эти эффекты не изучены) , во первых в природной воде D2O практически нет. За счёт ионного обмена там есть только "смешанные молекулы" HDO (и НТО для сверхтяжёлой) , и такя вода замерзает уже при +1,9оС, но таких молекул вдвое больше, чем было бы чмстых D2O. Но это всё равно мало. Однако даже небольшого их количества оказывается достаточно, чтоб стабилизировать сложные структурные едиицы, присутствующие в воде благодаря водородным связям. Такие кластеры, из 2-3 десятков молекул воды, напоминающие по структре лёд, в изобилии встречаются в природной воде (2-10%) и практически отсутствют в "бездейтериевой) ". Наличие таких кластеров, которые фактически являются заготовками льда, и повышают температуру замерзания до 0оС.
Кроме этого, такие кластеры приводят к огромному количеству очень интересных эффектов. Более того, похоже именно ими объясняется наблюдаемая положительная биологическая активность талой воды, а вовсе не мифическому уменьшению содержания в ней дейтерия. Ведь, как ясно из сказанного, практически невозможно очистить от дейтерия воду замораживанием, поскольку первыми замерзают вовсе не "молекулы дейтерия", как утвердают многочисленные доморощенные "экспериментаторы", а как раз кластеры, содержащие в основном лёгкую воду с небольшим повышением тяжёлой на периферии, где она легко смывается. В промышленности и реальной науке воду чистят от дейтерия много-многократной перегонкой или электролизом, где и вправду работает различие между свойствами тяжёлой и лёкой воды "в натуре" (кластеры при этом разрушаются) .
Более того, призывы к глубокой очистке воды от дейтерия в свете этих исследований просто опасны, поскольку для биологических процессов класреная труктура воды очень важна, а у обездейтеренной воды она почти отсутствует!
PS. Н3О+ - не тяжёлая вода а один из положительных ионов, существующих в обычной воде (в очень маленькой концентрации, порядка 10 в минус седьмой степени) и в большой концентрации в растворах кислот. Дело в том, что в жидкости не может существовать ион водорода - это же не ион даже, а элементарная частица, протон!. Поэтому в воде положительные ионы существуют в виде протона соединённого с молекулой обычной воды. В молекуле воды Н2О их своих 2, а когда присоединяется третий - получается заряженная частица с зарядом +1. Кроме Н3О+ в воде существуют положительные ионы H5O2+, H7O3+ и даже больше. Здесь также сказывается почти уникальное свойство воды образовывать маленьки и большие ассоциаты-кластеру из двух и больше - до десятков молекул, связанных водородными связями.. .
тяжелая вода это вода где атом водорода имеет еще и нейтрон. обычно пишут HdO, дейтерий. в обычном атоме водорода только протон и электрон. а здесь в ядре протон и нейтрон.
тяжелой водой охлаждают ядерные ректоры, в частности.
кстати, если воду долго кипятить то вода превращается в тяжелую воду, ну хотя бы небольшая часть. но ведь превращается!! ! задумайтесь! ядерные реакции при комнатной температуре!! ! ;))
Тяжелая вода - D2O. В ней вместо водорода (масса 1, знак H, ядро из одного протона) - дейтерий (масса 2, знак D, ядро из 1 протона и 1 нейтрона). Такая вода чуть тяжелее обычной (кажись 20 против 18) и замерзает при чуть более низкой температуре. Дейтерий кстати можно использовать как термоядерное топливо (ну или как начинку для БОЛЬШОЙ бомбы:).