Los isótopos se refieren a aquellos miembros de la misma familia que comparten el mismo número atómico y varían ligeramente en masa atómica. Los isótopos de un mismo elemento formarán diferentes compuestos en combinación con otro elemento.
El compuesto resultante varía ligeramente del compuesto formado debido a la combinación del isótopo. Estas ligeras variaciones también se pueden notar en agua y agua pesada.
Puntos clave
- El agua (H2O) consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, mientras que el agua pesada (D2O) contiene dos átomos de deuterio (un isótopo de hidrógeno) y un átomo de oxígeno.
- El agua pesada es más densa que el agua regular debido al neutrón adicional en cada átomo de deuterio.
- El agua pesada encuentra uso en los reactores nucleares como refrigerante y moderador de neutrones, mientras que el agua normal tiene una amplia gama de aplicaciones cotidianas.
Agua vs Agua Pesada
El agua pesada contiene una mayor proporción del isótopo deuterio, en lugar de los átomos de hidrógeno normales, lo que la hace "más pesada". El agua (Agua normal) es segura para el consumo y uso humano, el agua pesada no está destinada para beber o para uso regular debido a sus propiedades.
Para todos los organismos vivos, el agua es la fuente de vida. El hidrógeno y el oxígeno se unen como enlaces covalentes en una proporción fija para formar agua. La estructura de la molécula está doblada, formando un ángulo de 104.5°.
Debido a la alta naturaleza electronegativa de los átomos de oxígeno, los átomos de oxígeno tienen una carga negativa parcial que conduce a la polaridad del enlace OH. Además, las moléculas de agua parecen agregarse en la superficie en un orden de corto alcance.
Como sugiere su nombre, el agua pesada contiene isótopos de hidrógeno más pesados y superiores. En STP, el agua pesada no tiene color. Se convierte en un líquido incoloro e inodoro a temperatura ambiente.
La mezcla de agua normal y pesada da lugar a la formación de un heterogéneo mezcla. La electrólisis comienza con un recipiente de acero como cátodo, una lámina de níquel como ánodo y agua y NaOH como electrolito. Fue descubierto por primera vez en 1932.
Tabla de comparación
| Parámetros de comparación | Agua | Agua pesada |
|---|---|---|
| Fórmula química | H2O es la fórmula química del agua. | El agua tiene un espesor de 997 kilogramo/metro cúbico. |
| Masa molar | Según los hechos, tiene una masa molar de 18 g/mol. | El agua pesada tiene una masa molar de 20 g/mol. |
| Punto de ebullición | Como dicen los hechos, tiene un punto de ebullición de 100 grados centígrados. | El agua pesada tiene un punto de ebullición de 101.4 grados centígrados. |
| Punto de congelación | El agua se congela a 0 grados Celsius. | Pero el agua pesada tiene un punto de congelación de 3.8 grados centígrados. |
| Densidad | El agua pesada tiene una densidad de 1.11 gramos/centímetro cúbico. | El agua pesada tiene una densidad de 1.11 gramos/centímetro cúbico. |
¿Qué es el agua?
El agua, que cubre una parte importante de nuestra tierra, es un compuesto químico formado por hidrógeno y oxígeno unidos en un enlace covalente. El comportamiento del agua se debe a sus propiedades, es decir, la tensión superficial y la viscosidad. Las moléculas de agua también forman enlaces de hidrógeno.
Se puede encontrar agua en tres estados. El hielo es el estado sólido que se forma al congelar el agua a 0°C. El agua es la forma líquida que cubre aproximadamente el 71% de la tierra. El vapor de agua es el estado gaseoso que se forma al hervir agua a 100°C.
El agua es incolora, inodora e insípida. Casi todos los gases, azúcares, sales y ácidos se mezclan y disuelven fácilmente en agua, lo que se conoce como solvente universal.
Cuando se combina con otros solventes, conduce a la formación de azeótropos. La tensión superficial, calor especifico, y la conductividad térmica del agua son más altas en comparación con otros fluidos y líquidos.
Además, el agua conduce cantidades exiguas de electricidad. Sin embargo, la adición de sustancias iónicas conduce a la formación de iones en el líquido, lo que aumenta su conductividad.
El agua es esencial para cada momento de la vida. Mientras que el 78% de nuestro cuerpo es agua, un ser humano saludable promedio necesita alrededor de 7 litros.
Además del cuerpo humano, el agua también juega un papel importante en la agricultura, manteniendo el pH, lavando y manteniendo el equilibrio del agua en la tierra.
¿Qué es el agua pesada?
El óxido de deuterio, también conocido como agua pesada, es un compuesto químico formado por deuterio y oxígeno. El deuterio es un isótopo pesado de H2, es decir, hidrógeno, y por lo tanto tiene una masa atómica más alta.
Por lo tanto, la masa molar del agua pesada es mayor que la del agua normal. Debido a la presencia de deuterio, las propiedades del agua pesada (es decir, tanto químicas como físicas) difieren ligeramente en comparación con el agua normal.
El agua pesada tiene una masa molecular de 20.02 gramos/mol, una densidad de 1.107 g/mL y un momento dipolar de 1.87 D. Además, el punto de fusión del agua pesada es de 3.82 °C y su punto de ebullición es de 101.4 °C.
Un álcali conduce a la formación de agua pesada en presencia de electrólisis del agua. Además, el agua pesada se clasifica nuevamente en agua semipesada, con oxígeno pesado y agua tritiada.
El agua semipesada, también conocida como HDO, contiene la composición química de un deuterio, un protio y un átomo de oxígeno.
La presencia de isótopos de oxígeno más pesados en agua con oxígeno pesado lleva a su nombre. El agua tritiada, también conocida como T2O, es agua súper rica y radiactiva debido al tritio (el isótopo más pesado del hidrógeno).
Principales diferencias entre agua y agua pesada
- El consumo químico del agua incluye dos átomos de hidrógeno combinados con un poco de oxígeno. La composición química del agua pesada incluye dos átomos de deuterio combinados con un átomo de oxígeno.
- El agua tiene una estructura más amplia debido a sus enlaces de hidrógeno. Por el contrario, el agua pesada es tetraédrica debido al mayor número de enlaces de hidrógeno presentes por molécula de agua pesada.
- Debido a la baja densidad, los cubitos de hielo hechos de agua no se hundirán; en cambio, lo harán flotar en agua. Pero, debido a la alta densidad, los cubos de hielo hechos de agua pesada se hundirán en el agua.
- El agua tiene un pH de 7, lo que significa que es neutral. Pero el agua pesada tiene un pH de 7.44, lo que la convierte en un ácido más débil.
- El agua es vida para todo organismo vivo. Desde beber hasta las tareas diarias, el agua es esencial para todas las actividades de la vida humana. El agua es sinónimo de supervivencia. Pero el uso de agua pesada se encuentra en aguas nucleares. Además, el consumo excesivo de agua pesada puede resultar fatal.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100862a028
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.101.065502
Última actualización: 30 de junio de 2023
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Piyush Yadav ha pasado los últimos 25 años trabajando como físico en la comunidad local. Es un físico apasionado por hacer que la ciencia sea más accesible para nuestros lectores. Tiene una licenciatura en Ciencias Naturales y un Diploma de Postgrado en Ciencias Ambientales. Puedes leer más sobre él en su página de biografía.
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