중수

수소 대신 화학 구조에 중수소가있을 때 일반적인 물은 헤비 워터라고합니다. 물과 무거운 물은 여러 가지 다른 특성을 가지고 있습니다. 더욱이, 여러 종류의 무거운 물, 즉 반 무거운 물, 무거운 산소 물 및 처리 된 물이 있습니다. 이 모든 물은 독특한 방법으로 준비되며 다양한 목적으로 사용됩니다. 

헤비 워터는 일반적인 수소 대신 중수소를 함유하는 물의 한 유형이므로 중수소 산화물이라고도합니다. 중수소는 양성자와 함께 추가 중성자를 함유하는 수소의 동위 원소 인 반면, 일반 수소는 양성자 만 포함한다. 무거운 물은 D₂O 또는 2H₂O로 표시되며 수소로 인해 정상적인 물 분자보다 약간 무겁습니다. 

천연 공급원으로부터 얻은 정상적인 물은 6760 정상 수소 원자 당 약 1 개의 중수소 원자로 구성됩니다. 무거운 물은 정상적인 물보다 밀도가 다소 높습니다. 무거운 물은 또한 인체에 자연적으로 있지만 매우 적은 양으로 존재하므로 무해합니다. 그것은 원자력 반응에서 중요한 중성자 중재자이며, 1938 년 핵분열 전 몇 년 전, 1932 년에 발견되었습니다.

무거운 물의 특성

무거운 물은 정상적인 물과 ​​약간 다른 특성을 가지고 있습니다. 중수의 분자 질량은 20.02g/두더지 및 밀도는 약 1.107g/ml입니다. 용융점은 3.82 ℃이고 끓는점은 101.4 ℃입니다. 무거운 물은 실온에서 무색이며 무취 액체입니다. 무거운 물은 정상적인 물보다 밀도가 무겁기 때문에 무거운 물로 만든 얼음 큐브는 정상적인 물에 가라 앉을 것입니다. 주어진 온도에서, 무거운 물은 정상적인 물보다 덜 깨질 수 있습니다. 많은 양으로 존재하는 경우, 다른 용매 특성으로 인해 살아있는 세포에 해를 끼칠 수 있습니다.

무거운 물의 종류

수소의 유형을 기반으로 한 유형의 헤비 워터가 있습니다.

반 무거운 물

반 유사한 물은 하나의 중수소, 하나의 산소 및 두 번째 산소 원자 대신에 하나의 양성자로 만들어지며 HDO로 상징됩니다. 양성자는 하나의 양성자와 하나의 전자를 함유하는 수소 원자의 동위 원소이다. 이것은 수소 동위 원소가 혼합되어있는 경우 가장 일반적인 유형의 헤비 워터입니다. 우리는 샘플에 같은 양의 양성자와 중수소가 포함 된 것처럼 이것을 이해할 수 있습니다. 그런 다음 반 무거운 물의 50%, 정상의 25% 및 샘플에 25%의 무거운 물이있을 가능성이 있습니다. 세 가지는 동적 평형에 존재합니다.

중산소수

일부 물에는 17O 및 18O와 같은 산소가 무거운 동위 원소를 함유하고있어 옥소 산소라고 불립니다. 이 유형의 물은 또한 정상적인 물보다 무겁습니다. 무거운 물은 방사성 동위 원소와 불소의 생산에 사용됩니다. 이러한 중수의 밀도는 정상적인 물보다 많습니다. 중산소수는 방사성 약제 및 원자로의 중성자 중재자로 사용됩니다.

삼분한 물

일부 헤비 워터는 3 시간으로 표시된 삼중 수소라고 불리는 또 다른 무거운 수소 동위 원소를 함유하고 있습니다. 이 수소의 동위 원소에는 하나의 양성자와 두 개의 중성자가 포함되어있어 밀도가 높아집니다. 삼중 수소는 본질적으로 방사성이므로 삼중 물입니다. 그것은 매우 무거운 물이라고도하며 신체의 총 물량을 계산하는 데 사용됩니다.

헤비 워터 준비

천연 자원에 의해 얻어진 모든 유형의 물 샘플은 일반적으로 6760 정상 수소 원자 당 하나의 중수소 원자를 갖는다. 따라서 기술적으로 무거운 물은 준비되지 않습니다. 오히려, 그것은 중수 원자로의 도움으로 정상적인 물에서 얻어진다. 그러나 그러한 원자로의 비용은 여전히 ​​매우 높습니다. 이 때문에 요즘에는 무거운 물이 분수 증류를 통해 분리됩니다. 또한 알칼리를 함유 한 물의 전기 분해로 오랫동안 준비됩니다.

무거운 물 사용

헤비 워터를 가장 두드러진 사용은 원자력 발전소에서 중성자 중재자 및 냉각제입니다. 헤비 워터의 다른 사용에는 호흡, 광합성 등과 같은 많은 생물학적 및 화학적 과정에서 등방성 추적기가 포함됩니다. 원자와 핵을 연구하는 데 사용되는 NMR 분광학에 사용됩니다. 무거운 물은 또한 인간과 다른 동물의 대사 속도를 결정하는 데 사용됩니다.

결론

위의 모든 곳에서 우리는 다양한 무거운 물 개념을 다루었습니다. 우리는 모든 일반 정보와 함께 준비, 재산 및 용도를 배웠습니다. 우리는 이제 무거운 물이 화학 구조에 중수소가있는 다른 형태의 물이므로 분자가 더 무겁고 밀도가 높다는 것을 이해할 수 있습니다. 또한, 우리는 또한 반 무거운 물, 무거운 산소 물 및 처리 된 물에 대해 마지막으로 배웠습니다. 무거운 물은 다른 목적으로 생물학적 및 화학 분야에서 크게 사용되므로 필수적입니다.