Isótopos referem-se aos membros da mesma família que compartilham o mesmo número atômico e variam ligeiramente em massa atômica. Os isótopos do mesmo elemento formarão diferentes compostos em combinação com outro elemento.
O composto resultante varia ligeiramente do composto formado devido à combinação do isótopo. Essas pequenas variações também podem ser notadas na água e na água pesada.
Principais lições
- A água (H2O) consiste em dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, enquanto a água pesada (D2O) contém dois átomos de deutério (um isótopo de hidrogênio) e um átomo de oxigênio.
- A água pesada é mais densa que a água regular devido ao nêutron adicional em cada átomo de deutério.
- A água pesada encontra uso em reatores nucleares como refrigerante e moderador de nêutrons, enquanto a água comum tem uma ampla gama de aplicações cotidianas.
Água vs Água Pesada
A água pesada contém uma proporção maior do isótopo deutério, em vez dos átomos de hidrogênio normais, o que a torna “mais pesada”. A água (água normal) é segura para consumo e uso humano, a água pesada não se destina ao consumo ou uso regular devido às suas propriedades.
Para todos os organismos vivos, a água é a fonte da vida. O hidrogênio e o oxigênio se unem como ligações covalentes em uma proporção fixa para formar a água. A estrutura da molécula é dobrada, formando um ângulo de 104.5°.
Devido à alta natureza eletronegativa dos átomos de oxigênio, os átomos de oxigênio têm uma carga parcial negativa, levando à polaridade da ligação OH. Além disso, as moléculas de água parecem se agregar na superfície em uma ordem de curto alcance.
Como o nome sugere, a água pesada contém isótopos de hidrogênio mais pesados e superiores. Em STP, a água pesada não tem cor. Ele se transforma em um líquido incolor e inodoro à temperatura ambiente.
A mistura de água regular e pesada leva à formação de um heterogêneo mistura. A eletrólise começa com um recipiente de aço como cátodo, uma folha de níquel como ânodo e água e NaOH como eletrólito. Foi descoberto pela primeira vez em 1932.
Tabela de comparação
| Parâmetros de comparação | Água | Água pesada |
|---|---|---|
| Fórmula química | H2O é a fórmula química da água. | A água tem espessura de 997 quilogramas/metro cúbico. |
| Massa molar | De acordo com os fatos, tem uma massa molar de 18g/mol. | A água pesada tem uma massa molar de 20g/mol. |
| Ponto de Ebulição | Como dizem os fatos, tem um ponto de ebulição de 100 graus Celsius. | A água pesada tem um ponto de ebulição de 101.4 graus Celsius. |
| Ponto de congelamento | A água congela a 0 graus Celsius. | Mas a água pesada tem um ponto de congelamento de 3.8 graus Celsius. |
| Densidade | A água pesada tem uma densidade de 1.11 gramas / centímetro cúbico. | A água pesada tem uma densidade de 1.11 gramas / centímetro cúbico. |
O que é água?
A água, cobrindo uma parte significativa da nossa terra, é um composto químico composto de hidrogênio e oxigênio unidos por uma ligação covalente. O comportamento da água se deve às suas propriedades, ou seja, tensão superficial e viscosidade. Moléculas de água também formam pontes de hidrogênio.
Pode-se encontrar água em três estados. O gelo é o estado sólido formado pelo congelamento da água a 0°C. A água é a forma líquida que cobre cerca de 71% da terra. Vapor de água é o estado gasoso formado pela fervura da água a 100°C.
A água é incolor, inodora e insípida. Quase todos os gases, açúcares, sais e ácidos se misturam e se dissolvem facilmente na água, que é conhecida como solvente universal.
Quando combinado com outros solventes, leva à formação de azeótropos. A tensão superficial, calor específico, e a condutividade térmica da água são maiores quando comparadas a outros fluidos e líquidos.
Além disso, a água conduz pequenas quantidades de eletricidade. No entanto, a adição de substâncias iônicas leva à formação de íons no líquido, o que aumenta sua condutividade.
A água é essencial para todos os momentos da vida. Enquanto 78% do nosso corpo é água, um ser humano saudável médio precisa de cerca de 7 litros.
Além do corpo humano, a água também desempenha um papel significativo na agricultura, mantendo o pH, lavando e mantendo o equilíbrio da água na terra.
O que é Água Pesada?
O óxido de deutério, também conhecido como água pesada, é um composto químico composto de deutério e oxigênio. O deutério é um isótopo pesado de H2, ou seja, hidrogênio, e portanto tem uma massa atômica maior.
Assim, a massa molar da água pesada é maior que a da água normal. Devido à presença do deutério, as propriedades da água pesada (isto é, tanto químicas quanto físicas) diferem ligeiramente em comparação com a água normal.
A água pesada tem uma massa molecular de 20.02 gramas/mol, uma densidade de 1.107 g/mL e um momento dipolar de 1.87 D. Além disso, o ponto de fusão da água pesada é 3.82°C e seu ponto de ebulição é 101.4°C.
Um álcali leva à formação de água pesada na presença de eletrólise da água. Além disso, a água pesada é novamente categorizada em água semipesada, oxigênio pesado e água tritiada.
A água semipesada, também conhecida como HDO, contém a composição química de um deutério, um prótio e um átomo de oxigênio.
A presença de isótopos de oxigênio mais pesados em água de oxigênio pesado leva ao seu nome. A água tritiada, também conhecida como T2O, é uma água super-rica e radioativa devido ao trítio (o isótopo mais pesado do hidrogênio).
Principais diferenças entre água e água pesada
- O consumo químico de água inclui dois átomos de hidrogênio combinados com um pouco de oxigênio. A composição química da água pesada inclui dois átomos de deutério combinados com um átomo de oxigênio.
- A água tem uma estrutura mais ampla devido às suas ligações de hidrogênio. Pelo contrário, a água pesada é tetraédrica devido ao maior número de ligações de hidrogênio presentes por molécula de água pesada.
- Devido à baixa densidade, os cubos de gelo feitos de água não afundam; em vez disso, eles vão flutuar na agua. Mas, devido à alta densidade, os cubos de gelo feitos de água pesada afundam na água.
- A água tem um pH de 7, o que indica que é neutra. Mas a água pesada tem um pH de 7.44, o que a torna um ácido mais fraco.
- A água é vida para todos os organismos vivos. Desde beber até as tarefas diárias, a água é essencial para todas as atividades da vida humana. Água é sinônimo de sobrevivência. Porém, o uso de água pesada é encontrado em águas nucleares. Além disso, o consumo excessivo de água pesada pode ser fatal.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100862a028
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.101.065502
Última atualização: 30 de junho de 2023
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Piyush Yadav passou os últimos 25 anos trabalhando como físico na comunidade local. Ele é um físico apaixonado por tornar a ciência mais acessível aos nossos leitores. Ele é bacharel em Ciências Naturais e pós-graduado em Ciências Ambientais. Você pode ler mais sobre ele em seu página bio.
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