Gli isotopi si riferiscono a quei membri della stessa famiglia che condividono lo stesso numero atomico e variano leggermente nella massa atomica. Gli isotopi dello stesso elemento formeranno composti diversi in combinazione con un altro elemento.
Il composto risultante varia leggermente dal composto formato a causa della combinazione dell'isotopo. Queste leggere variazioni possono essere notate anche in acqua e acqua pesante.
Punti chiave
- L'acqua (H2O) è costituita da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno, mentre l'acqua pesante (D2O) contiene due atomi di deuterio (un isotopo di idrogeno) e un atomo di ossigeno.
- L'acqua pesante è più densa dell'acqua normale a causa del neutrone aggiuntivo in ogni atomo di deuterio.
- L'acqua pesante trova impiego nei reattori nucleari come refrigerante e moderatore di neutroni, mentre l'acqua normale ha una vasta gamma di applicazioni quotidiane.
Acqua contro acqua pesante
L'acqua pesante contiene una proporzione maggiore dell'isotopo deuterio, invece dei normali atomi di idrogeno, il che la rende "più pesante". L'acqua (acqua normale) è sicura per il consumo e l'uso umano, l'acqua pesante non è destinata all'uso potabile o regolare a causa delle sue proprietà.
Per tutti gli organismi viventi, l'acqua è la fonte della vita. L'idrogeno e l'ossigeno si uniscono come legami covalenti in una proporzione fissa per formare l'acqua. La struttura della molecola è piegata, formando un angolo di 104.5°.
A causa dell'elevata natura elettronegativa degli atomi di ossigeno, gli atomi di ossigeno hanno una carica negativa parziale che porta alla polarità del legame OH. Inoltre, le molecole d'acqua sembrano aggregarsi sulla superficie in un ordine a corto raggio.
Come suggerisce il nome, l'acqua pesante contiene isotopi di idrogeno più pesanti e più alti. A STP, l'acqua pesante non ha colore. Si trasforma in un liquido incolore e inodore a temperatura ambiente.
La miscela di acqua normale e acqua pesante porta alla formazione di a eterogeneo miscela. L'elettrolisi inizia con un recipiente d'acciaio come catodo, un foglio di nichel come anodo e acqua e NaOH come elettrolita. Fu scoperto per la prima volta nel 1932.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | Water | Acqua pesante |
|---|---|---|
| Formula chimica | H2O è la formula chimica dell'acqua. | L'acqua ha uno spessore di 997 kg/metro cubo. |
| Massa molare | Secondo i fatti, ha una massa molare di 18 g/mol. | L'acqua pesante ha una massa molare di 20 g/mol. |
| Punto di ebollizione | Come dicono i fatti, ha un punto di ebollizione di 100 gradi Celsius. | L'acqua pesante ha un punto di ebollizione di 101.4 gradi Celsius. |
| Punto di congelamento | L'acqua gela a 0 gradi Celsius. | Ma l'acqua pesante ha un punto di congelamento di 3.8 gradi Celsius. |
| Densità | L'acqua pesante ha una densità di 1.11 grammi/centimetro cubo. | L'acqua pesante ha una densità di 1.11 grammi/centimetro cubo. |
Che cos'è l'acqua?
L'acqua, che copre una parte significativa della nostra terra, è un composto chimico composto da idrogeno e ossigeno uniti da un legame covalente. Il comportamento dell'acqua è dovuto alle sue proprietà, cioè tensione superficiale e viscosità. Le molecole d'acqua formano anche legami a idrogeno.
Si può trovare acqua in tre stati. Il ghiaccio è lo stato solido formato dal congelamento dell'acqua a 0°C. L'acqua è la forma liquida che copre circa il 71% della terra. Il vapore acqueo è lo stato gassoso formato dall'acqua bollente a 100°C.
L'acqua è incolore, inodore e insapore. Quasi tutti i gas, gli zuccheri, i sali e gli acidi si mescolano e si dissolvono facilmente in acqua, noto come solvente universale.
Quando combinato con altri solventi, porta alla formazione di azeotropi. La tensione superficiale, calore specifico, e la conduttività termica dell'acqua sono più elevate rispetto ad altri fluidi e liquidi.
Inoltre, l'acqua conduce scarse quantità di elettricità. Tuttavia, l'aggiunta di sostanze ioniche porta alla formazione di ioni nel liquido, che ne aumenta la conduttività.
L'acqua è essenziale per ogni momento della vita. Mentre il 78% del nostro corpo è costituito da acqua, un essere umano medio sano ha bisogno di circa 7 litri.
Oltre al corpo umano, l'acqua svolge anche un ruolo significativo in agricoltura, mantenendo il pH, lavando e mantenendo l'equilibrio idrico sulla terra.
Cos'è l'acqua pesante?
L'ossido di deuterio, noto anche come acqua pesante, è un composto chimico composto da deuterio e ossigeno. Il deuterio è un isotopo pesante dell'H2, cioè dell'idrogeno, e quindi ha una massa atomica maggiore.
Pertanto, la massa molare dell'acqua pesante è superiore a quella dell'acqua normale. A causa della presenza del deuterio, le proprietà dell'acqua pesante (cioè sia chimiche che fisiche) differiscono leggermente rispetto all'acqua normale.
L'acqua pesante ha una massa molecolare di 20.02 grammi/mole, una densità di 1.107 g/mL e un momento di dipolo di 1.87 D. Inoltre, il punto di fusione dell'acqua pesante è 3.82°C e il suo punto di ebollizione è 101.4°C.
Un alcali porta alla formazione di acqua pesante in presenza di elettrolisi dell'acqua. Inoltre, l'acqua pesante è nuovamente classificata in acqua semi-pesante, ossigeno pesante e acqua triziata.
L'acqua semipesante, nota anche come HDO, contiene la composizione chimica di un deuterio, un protio e un atomo di ossigeno.
La presenza di isotopi di ossigeno più pesanti nell'acqua con ossigeno pesante porta al suo nome. L'acqua triziata, nota anche come T2O, è super ricca e radioattiva a causa del trizio (l'isotopo più pesante dell'idrogeno).
Principali differenze tra acqua e acqua pesante
- Il consumo chimico dell'acqua include due atomi di idrogeno combinati con un po' di ossigeno. La composizione chimica dell'acqua pesante comprende due atomi di deuterio combinati con un atomo di ossigeno.
- L'acqua ha una struttura più ampia grazie ai suoi legami a idrogeno. Al contrario, l'acqua pesante è tetraedrica a causa del maggior numero di legami idrogeno presenti per molecola di acqua pesante.
- A causa della bassa densità, i cubetti di ghiaccio fatti di acqua non affonderanno; invece lo faranno galleggiante sull'acqua. Ma, a causa dell'alta densità, i cubetti di ghiaccio fatti di acqua pesante affonderanno nell'acqua.
- L'acqua ha un pH di 7, che indica che è neutra. Ma l'acqua pesante ha un pH di 7.44, che la rende un acido più debole.
- L’acqua è vita per ogni organismo vivente. Dal bere alle faccende quotidiane, l'acqua è essenziale per ogni attività della vita umana. L’acqua è sinonimo di sopravvivenza. Ma l’uso dell’acqua pesante si trova nelle acque nucleari. Inoltre, il consumo eccessivo di acqua pesante può rivelarsi fatale.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100862a028
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.101.065502
Ultimo aggiornamento: 30 giugno 2023
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Piyush Yadav ha trascorso gli ultimi 25 anni lavorando come fisico nella comunità locale. È un fisico appassionato di rendere la scienza più accessibile ai nostri lettori. Ha conseguito una laurea in scienze naturali e un diploma post-laurea in scienze ambientali. Puoi leggere di più su di lui sul suo pagina bio.
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Questo articolo potrebbe aver sopravvalutato gli effetti negativi dell’acqua pesante. Avrebbe dovuto includere maggiori informazioni sulle applicazioni pratiche dell'acqua pesante.
L’articolo potrebbe trarre vantaggio da una visione più equilibrata degli usi dell’acqua pesante insieme ai suoi potenziali inconvenienti.
Infatti. Gli usi pratici dell’acqua pesante sono altrettanto importanti e avrebbero dovuto essere affrontati.
Non sono d’accordo con alcuni dei risultati presentati in questo articolo. Alcune di queste proprietà sono minori. L'articolo non ha fornito punti soddisfacenti sugli effetti salutari dell'acqua pesante sul corpo umano.
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