Izotopy se týkají těch členů stejné rodiny, kteří sdílejí stejné atomové číslo a mírně se liší v atomové hmotnosti. Izotopy stejného prvku budou tvořit různé sloučeniny v kombinaci s jiným prvkem.
Výsledná sloučenina se mírně liší od sloučeniny vytvořené v důsledku kombinace izotopu. Tyto mírné odchylky lze také zaznamenat ve vodě a těžké vodě.
Key Takeaways
- Voda (H2O) se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku, zatímco těžká voda (D2O) obsahuje dva atomy deuteria (izotop vodíku) a jeden atom kyslíku.
- Těžká voda je hustší než běžná voda kvůli dalšímu neutronu v každém atomu deuteria.
- Těžká voda nachází využití v jaderných reaktorech jako chladivo a moderátor neutronů, zatímco běžná voda má širokou škálu každodenních aplikací.
Voda vs těžká voda
Těžká voda obsahuje místo normálních atomů vodíku vyšší podíl izotopu deuteria, což ji činí „těžší“. Voda (Normální voda) je nezávadná pro lidskou spotřebu a použití, těžká voda není díky svým vlastnostem určena k pití ani běžnému použití.
Pro všechny živé organismy je voda zdrojem života. Vodík a kyslík se spojují jako kovalentní vazby v pevném poměru za vzniku vody. Struktura molekuly je ohnutá a svírá úhel 104.5°.
Vzhledem k vysoké elektronegativní povaze atomů kyslíku mají atomy kyslíku částečný záporný náboj vedoucí k polaritě OH vazby. Navíc se zdá, že molekuly vody agregují na povrchu v řádu krátkého dosahu.
Jak název napovídá, těžká voda obsahuje těžší a vyšší izotopy vodíku. Na STP nemá těžká voda barvu. Při pokojové teplotě se mění v bezbarvou kapalinu bez zápachu.
Směs běžné a těžké vody vede ke vzniku a heterogenní směs. Elektrolýza začíná ocelovou nádobou jako katodou, niklovým plechem jako anodou a vodou a NaOH jako elektrolytem. Poprvé byl objeven v roce 1932.
Srovnávací tabulka
| Parametry srovnání | voda | Těžká voda |
|---|---|---|
| Chemický vzorec | H2O je chemický vzorec vody. | Voda má tloušťku 997 kilogramů/metr krychlový. |
| Molární hmotnost | Podle faktů má molární hmotnost 18g/mol. | Těžká voda má molární hmotnost 20 g/mol. |
| Bod Varu | Jak říkají fakta, má bod varu 100 stupňů Celsia. | Těžká voda má bod varu 101.4 stupně Celsia. |
| Bod mrazu | Voda mrzne při 0 stupních Celsia. | Ale těžká voda má bod mrazu 3.8 stupně Celsia. |
| Hustota | Těžká voda má hustotu 1.11 gramu / centimetr krychlový. | Těžká voda má hustotu 1.11 gramu / centimetr krychlový. |
co je voda?
Voda, která pokrývá významnou část naší Země, je chemická sloučenina složená z vodíku a kyslíku spojených kovalentní vazbou. Chování vody je dáno jejími vlastnostmi, tj. povrchovým napětím a viskozitou. Molekuly vody také tvoří vodíkové vazby.
Vodu lze najít ve třech skupenstvích. Led je pevné skupenství vzniklé zmrznutím vody při 0°C. Voda je kapalná forma, která pokrývá asi 71 % Země. Vodní pára je plynné skupenství vzniklé vařením vody při 100°C.
Voda je bezbarvá, bez zápachu a chuti. Téměř všechny plyny, cukry, soli a kyseliny se snadno mísí a rozpouštějí ve vodě, která je známá jako univerzální rozpouštědlo.
Při kombinaci s jinými rozpouštědly vede k tvorbě azeotropů. povrchové napětí, měrné teploa tepelná vodivost vody je vyšší ve srovnání s jinými kapalinami a kapalinami.
Voda navíc vede mizivé množství elektřiny. Přídavek iontových látek však vede k tvorbě iontů v kapalině, což zvyšuje její vodivost.
Voda je nezbytná pro každý okamžik života. Zatímco 78 % našeho těla tvoří voda, průměrný zdravý člověk potřebuje asi 7 litrů.
Kromě lidského těla hraje voda významnou roli také v zemědělství, udržování pH, mytí a udržování vodní rovnováhy na zemi.
Co je to těžká voda?
Oxid deuteria, také známý jako těžká voda, je chemická sloučenina složená z deuteria a kyslíku. Deuterium je těžký izotop H2, tj. vodíku, a má tedy vyšší atomovou hmotnost.
Molární hmotnost těžké vody je tedy vyšší než u normální vody. Kvůli přítomnosti deuteria se vlastnosti těžké vody (tj. chemické i fyzikální) mírně liší ve srovnání s běžnou vodou.
Těžká voda má molekulovou hmotnost 20.02 gramů/mol, hustotu 1.107 g/ml a dipólový moment 1.87 D. Navíc bod tání těžké vody je 3.82 °C a její bod varu je 101.4 °C.
Alkálie vede k tvorbě těžké vody v přítomnosti elektrolýzy vody. Navíc se těžká voda opět dělí na polotěžkou, těžkokyslíkatou a tritiovanou vodu.
Polotěžká voda, známá také jako HDO, obsahuje chemické složení jednoho deuteria, jednoho protia a jednoho atomu kyslíku.
Přítomnost těžších izotopů kyslíku ve vodě s těžkým kyslíkem vede k jeho názvu. Tritiovaná voda, také známá jako T2O, je super bohatá voda a radioaktivní díky tritiu (nejtěžšímu izotopu vodíku).
Hlavní rozdíly mezi vodou a těžkou vodou
- Chemická spotřeba vody zahrnuje dva atomy vodíku v kombinaci s jedním kouskem kyslíku. Chemické složení těžké vody zahrnuje dva atomy deuteria v kombinaci s jedním atomem kyslíku.
- Voda má širší strukturu díky svým vodíkovým vazbám. Naopak těžká voda je čtyřstěnná kvůli vyššímu počtu vodíkových vazeb přítomných na molekulu těžké vody.
- Díky nízké hustotě se kostky ledu vyrobené z vody nepotopí; místo toho budou vznášet se na vodě. Ale díky vysoké hustotě se kostky ledu vyrobené z těžké vody potopí ve vodě.
- Voda má pH 7, což znamená, že je neutrální. Ale těžká voda má pH 7.44, což z ní dělá slabší kyselinu.
- Voda je život pro každý živý organismus. Od pití po každodenní práce je voda nezbytná pro každou činnost lidského života. Voda je synonymem přežití. Ale použití těžké vody se nachází v jaderných vodách. Nadměrná konzumace těžké vody může být navíc fatální.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100862a028
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.101.065502
Poslední aktualizace: 30. června 2023
Vynaložil jsem tolik úsilí, abych napsal tento blogový příspěvek, abych vám poskytl hodnotu. Bude to pro mě velmi užitečné, pokud zvážíte sdílení na sociálních sítích nebo se svými přáteli / rodinou. SDÍLENÍ JE ♥️
Piyush Yadav strávil posledních 25 let prací jako fyzik v místní komunitě. Je to fyzik, který je zapálený pro zpřístupnění vědy našim čtenářům. Je držitelem titulu BSc v přírodních vědách a postgraduálního diplomu v oboru environmentální vědy. Více si o něm můžete přečíst na jeho bio stránka.
Tento článek je velmi informativní o izotopech a o tom, jak tvoří různé sloučeniny. Poskytuje jasné vysvětlení vody a těžké vody. Je to opravdu užitečné.
Článek poskytuje fascinující pohled na rozdíly mezi vodou a těžkou vodou a také na jejich různé vlastnosti. Je to poučné čtení, které čtenáře vybízí k hlubšímu proniknutí do tématu.
Článek odvádí skvělou práci při vysvětlování chemického složení a vlastností vody a těžké vody. Je to neuvěřitelně dobře prozkoumáno a poskytuje cenný vhled do tématu.
Nemohl jsem více souhlasit. Je to obsáhlý a obsáhlý článek.
Je to opravdu velmi poučný článek. Fakta o izotopech jsou dobře prezentována.
Tento článek mohl přehánět negativní účinky těžké vody. Mělo by obsahovat více informací o praktických aplikacích těžké vody.
Článek by mohl těžit z vyváženějšího pohledu na využití těžké vody spolu s jejími potenciálními nevýhodami.
Vskutku. Praktické využití těžké vody je stejně důležité a mělo by být řešeno.
Nesouhlasím s některými zjištěními uvedenými v tomto článku. Některé z těchto vlastností jsou drobné. Článek nedává uspokojivé body o zdravotním účinku těžké vody na lidský organismus.
Autor odvedl fantastickou práci, když zdůraznil klíčové aspekty vody a těžké vody. Je psána poutavě a čtenáře zaujme. Velmi dobře prozkoumáno.