重水は、プロチウムの代わりに重水素が組み込まれた水の形です。水素には、主にプロチウム、重水素、トリチウムの 3 つの同位体があります。したがって、重水は一部の通常の水とは性質が異なります。
これらの特性の変化は、イオン数の変化によるものです。たとえば、水に自然に含まれる重水素は、複数の段階の電気分解によって分離されます。次に、分離された重水素は酸素と反応して重水を形成しました。
重度の水の重要性
重水は、プロチウム (単一の H 原子) の代わりに重水素を含む水の一種です。重水素は、2 つの中性子を持つ水素同位体です。 D2Oはそのシンボルです。重水素が重いため、これは通常の H 原子とは異なる核特性を持ちます。人間の体には、もともと少量の重水が含まれています。かなりの量の重水は、健康な人体を病気にする可能性があります.電気分解の複数のステップは、水に自然に含まれる重水素を分離します。次に、重水素が抽出され、酸素と相互作用して重水を形成します。はしご硫化工法でも重水が作れます。沸点、凝固点、重水の密度は普通の水よりやや高めです。
重水の反応
重水は普通の水に比べて物性があります。しかし、重水の化学的性質は、通常の水に比べてゆっくりと発生します。
- 重水を電気分解すると、重水素が得られます。 (D2O → D2+O2)
- 重水はゆっくりとアルカリと反応して重水素を形成します
D2 O+2Na → 2NaOD+D2
- 金属酸化物は重水と反応し、重水素を形成します。
Na2O+D2O → 2NaOD
- 重水は非金属酸化物と反応して重水素酸を形成します。
D2O+N2O5 → 2DNO3
- 重水素化物の形成
- 重水素アンモニアの形成
- 重水素ベンゼンの形成
- 重水素メタンの形成
重水の種類
重水には 3 種類あり、それぞれ状況に応じて異なる反応を示します。
準重水
- 準重水は、普通の水と硬水の中間くらいです
- HDO と表記
- 水素成分としてプロチウムと重水素の両方を持っています(50-50)
- 純粋な D2O や H2O よりも重水に多く含まれます。
- いくつかの研究では、原子炉の減速材として準重水をテストしました。しかし、それは中性子がより長い距離を移動し、熱中性子束を減少させます。そのため、モデレーターとして準重水を使用することはお勧めできません。
重酸素水
- 酸素の重同位体が含まれています
- 陽電子放出断層撮影法 (PET) で使用されます
- DNA 安定同位体プローブに使用
- 二次イオン質量分析で使用
- 植物生態学で使用
トリチウム水
- 水素成分としてトリチウムを含む水の形です。
- 放射性物質です
- 吸入、摂取、皮膚からの吸収は危険
- リンと併用すると暗闇で光ります。これは看板で使用されます。
- 核兵器から発見
- 放射性トレーサーとして使用
- 液体シンチレーション計数で検出
結論
重水は、重水素組成の水の形です。水素、重水素、および三重水素の中性子の数は、1、2、および 3 です。この中性子数の変化は、沸点、融点などのその要素の特性にいくつかの変化をもたらします。重水には物理的特性があります。普通の水と比べて。しかし、重水の化学的性質は、通常の水に比べてゆっくりと発生します。重水を電気分解すると、重水素が得られます。重水はゆっくりとしたペースでアルカリと反応し、重水素を形成します。金属の酸化物は重水と反応し、重水素を形成します。
重水は非金属酸化物と反応して重水素酸を形成します。重水素の形成、重水素アンモニアの形成、重水素ベンゼンの形成、および重水素メタンの形成は、硬水に関連する重要な化学反応の一部です。