Тяжелая вода и ее физические свойства

В давние времена человечество не знало, что такое вода и как она появилась на нашей планете. До середины девятнадцатого века люди думали, что вода просто элемент, хотя теперь стало известно, что это химическое соединение.

В 1932 году на весь мир пролетела новость. На планете помимо простой воды существует и тяжелая вода. В наше время стало известно, что таких химических соединений, как изотопные разновидности воды может быть сто тридцать пять. Состав воды, которая освобождена от различных примесей сложен.

Тяжелая вода, или как ее еще называют оксид дейтерия, имеет такой же химический состав, как и простая обычная вода, но вместо, содержащихся в воде атомов водорода в ней находится два тяжелых изотопа водорода. Формулу тяжелой воды можно записать как: D2O или 2H2O. Визуально тяжелая вода выглядит как простая вода.

Тяжелую воду открыли молодые физики Клейтон и Осборн. В 1933 году ученые смогли выделить ее в чистом виде. По своим свойствам она отличается от простой воды. Реакция с тяжелой водой, протекает слабее, чем с обычной водой. В природных водах соотношение тяжелой воды и обычной воды равно один к пяти тысячам. Дейтерий встречается и в полутяжелой воде.

Тяжелая вода имеет слабую токсичность. Химические реакции протекают медленно. Научные эксперименты над животными показали, что замещение водорода дейтерием (25 процентов) приводит к бесплодию. Если процент содержания дейтерия увеличить животное погибает. Но некоторые организмы могут выжить при семидесяти процентах дейтерия. Например, инфузория туфелька. Человек, способен выпить стакан тяжелой воды без последствий. Дейтерий будет выведен организмом в течение нескольких дней. В этом отношение тяжелая вода не так токсична, как поваренная соль.

Тяжелая вода способна накопиться в остатке электролита при многоразовом электролизе воды. Данный тип воды на открытом воздухе поглощает пары обычной простой воды, а это значит, что она гигроскопична. Стоимость килограмма тяжелой воды равно 250 евро. Такая стоимость установлена из-за энергоемкости.

Самым важным свойством тяжелой воды является то, что она не поглощает нейтроны, поэтому ее можно использовать в ядерных реакторах для такого процесса, как - торможения нейтронов. Также ее можно использовать в химии, в качестве изотопного индикатора.

Российские ученые из ПИЯВ разработали оригинальные современные технологии для того чтобы получать и очищать тяжелую воду. В 1995 года она была введена в эксплуатацию. Установка обладает высокой эффективностью. Установка дает возможность полностью обеспечить потребность предприятий любого объема производства и организаций в тяжелой воде, а также экспортировать часть воды за границу. За время работы установка создала более двадцати тонн тяжелой воды и десятки килограмм дейтерия.

Тяжелая вода играет большую роль в различных химических и биологических процессах. Ученые давно обнаружили, что вода такого вида способна препятствовать развитию бактерий, водорослей, грибов, и ткани животных. А вода с содержание 50 процентов дейтерия имеет анти мутагенное свойство, способствует увеличению биологической массы, ускоряет развитие половых органов у людей.

В европейских странах ученые поили тяжелой водой мышей со злокачественной опухолью. Вода погубила не только опухоль, но и самих носителей. Исследования установили, что такая вода действует плохо на растения и животных. Собак, крыс и мышей для эксперимента поили тяжелой водой. Однако через некоторое время у подопытных началось расстройство обмена веществ, а почки разрушились. Если доля воды повышалась, животные погибали. Если же норма снижалась до 25 процентов, животные становились крупнее и приносили качественные плоды. Яйценоскость кур увеличивалась. Эта вода задерживает возникновение узелков на шейке матки. На появление других типов узелков вода не действует.

Но опухоли, уменьшаются в размерах. К несчастью тяжелая вода способна замедлить рост опухоли, но продлить жизнь она не может. После такого эксперимента, было решено, полностью изъять содержание дейтерия из употребления воды. Это способствовало бы обмену веществ в организме, а значит и увеличило бы его физическую и мыслительную активность. Но со временем возникла проблема. Если полностью изъять дейтерий из воды, человеческая жизнь будет сокращена в несколько раз. Так как организм человека состоит из семидесяти процентов воды. В этой воде находится 0,015 процентов дейтерия. По количественному содержанию он находится на двенадцатом месте элементов, которые находятся в организме человека. В таком соотношении его можно отнести к разряду микроэлементов. Возникает вопрос, что произойдет, если полностью избавиться от дейтерия? На данный вопрос ученым еще предстоит ответить.

Свежие Видео