Физические свойства какой воды отличаются от обычной

Физические свойства какой воды отличаются от обычной thumbnail

Все слышали о воде или H2O, но гораздо меньше людей знают о «тяжелой воде». Чем она отличается от обычной и что будет, если ее выпить? Об этом в нашей статье.

Коллаж картины Алексея Венецианова «Встреча у колодца».

Что такое тяжелая вода?

Чтобы разгадать тайну тяжелой воды, нужно сначала понять, что такое изотопы.

Изотопы (от др.-греч.  — «равный», «одинаковый», и  — «место») — разновидности атомов (и ядер) какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный (порядковый) номер, но при этом разные массовые числа

Энциклопедия «Британника»

Водород имеет следующие изотопы.

Изотопы водорода: протий, дейтерий и тритий.

Дейтерий – это изотоп водорода, который содержит на один нейтрон больше, чем обычный атом этого элемента. Из-за этого дополнительного нейтрона в каждом атоме дейтерия, его масса практически вдвое больше массы атома обычного водорода.

Также как и молекула воды (H2O), молекула тяжелой воды или оксид дейтерия (D2O) имеет два атома, связанных с одним атомом кислорода. Вместо обычных атомов водорода тяжелая вода содержит атомы дейтерия.

Тяжелая вода

Как и обычная вода, тяжелая вода – это жидкость без цвета и запаха. Более того, дейтерий является стабильным изотопом. Это означает, что тяжелая вода не радиоактивна. Молярная масса тяжелой воды 20 г/моль, а вода имеет молярную массу 18 г/моль, из-за этого тяжелая вода более плотная. В твердом состоянии кубик льда оксида дейтерия D2O будет тонуть в воде, а не плавать.

Кубики льда тяжелой воды будут тонуть. Источник изображения: depositphotos.com

В природе тяжелая вода встречается редко. Соотношение тяжелой и обычной воды составляет где-то 1: 20 000 000 молекул.

Какая польза от тяжелой воды?

Тяжелая вода используется в ядерных реакторах. В этих реакторах нейтроны движутся с невероятной скоростью и должны быть замедлены. Замедленное движение нейтронов в реакторе обеспечивает эффективное протекание реакции. Тяжелая вода выступает в качестве замедлителя нейтронов в этой реакции.

Тяжелая вода также может быть использована в качестве индикатора. Изотопный индикатор – это любой атом, который может быть идентифицирован при добавлении в другую смесь. Такой атом позволяет ученым «отслеживать» изменения в смеси.

Что будет если выпить тяжелую воду?

Если вы выпьете небольшое количество тяжелой воды, то это никак не повлияет на вас.  Тяжелая вода имеет сладковатый привкус.
Даже выпив несколько стаканов D2O вы не отравитесь, потому что дейтерий не радиоактивен, зато вы можете почувствовать дискомфорт из-за изменения плотности жидкости.

Стакан тяжелой воды? :). Источник изображения: fotosearch.ae

Также вы, вероятно, ощутите небольшое изменение давления жидкости в ваших ушах. Тем не менее, это количество не должно причинить серьезного вреда вашему организму, Через несколько дней весь дейтерий будет выведен из вашего тела.

Однако, если вы будете постоянно пить тяжелую воду (что маловероятно, поскольку, вы вряд ли сможете раздобыть тяжелую воду в таких объемах), то это будет очень вредно для вашего здоровья. 

Потребление избыточного количества D2O может привести к летальному исходу. Источник изображения: e-wiki.org

Большая масса атомов дейтерия по сравнению с атомами водорода повлияет на химические реакции, которые происходят в организме. Более тяжелые молекулы D2O будут замедлять естественные химические реакции, которые регулярно происходят в теле человека. Если количество тяжелой воды достигнет 20% от общего количества воды в вашем организме, то это может привести к летальному исходу. Некоторые виды тяжелой воды, например, с атомами трития вместо дейтерия более опасны -тритий тяжелее и, что более важно, радиоактивен. Любое употребление таких жидкостей приведет к телесным повреждениям и может повлиять на целостность ДНК человека.

К счастью, мы крайне редко слышим о передозировке людей тяжелой водой, главным образом, потому что получение D2O весьма дорого и трудоемко. Используя электролиз, можно получить чистую тяжелую воду, но большинство людей не имеют доступа к такому оборудованию. Покупка D2O также обходится очень недешево, стоимость оксида дейтерия более 100 долларов за 100 гр.

Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

Источник

Тяжелая вода имеет ту же формулу, что и обычная, но вместо атомов водорода в ней содержатся его изотопы, именуемые дейтерием. По своему внешнему виду она не отличается от водопроводной воды и представляет собой бесцветную жидкость без запаха и вкуса.

Общие сведения

Что такое тяжелая вода, впервые поведал Гарольд К. Юри ещё в 1931 году. А два года спустя Гилбертом Ньютоном Льюисом впервые была получена чистая тяжёловодородная вода. Её второе название – окись дейтерия. Формула тяжёлой воды — D2О. Она состоит из атомов кислорода и водорода, которые содержатся в ней в форме дейтерия. По сравнению с водородом, дейтерий приблизительно в два раза тяжелее. Поэтому молекулярная масса обычной воды составляет 18 г/моль, в то время как вес тяжёлой – примерно 20.

Существует миф, который гласит, что долгое кипячение природной воды приводит к повышению концентрации тяжёлой, что может негативно сказаться на человеческом здоровье. Однако это далеко не так: в действительности эта концентрация ничтожно мала. Кроме этого, доказан факт, что тяжёлая вода не является ядовитой. Она считается слаботоксичной. В её среде продолжительность химических реакций, по сравнению с простой водой, снижается.

Основные свойства

К тяжёлой воде учёные давно проявляют повышенный интерес. Ведь сразу же после её получения стало очевидным, что она наделена особыми свойствами, которые отличаются от обычной воды. Тяжёлая вода – это жидкость, которая является абсолютно непригодной для развития и жизни в ней микробов, рыб или червей. Она противопоказана для употребления животными, поскольку после утоления жажды ею они просто погибнут.

Аэробные растения не способны с её помощью стимулировать свою жизненную активность. Однако в тяжёлой воде прекрасно развиваются водоросли и бактерии. Изучая свойства тяжёлой воды, учёные пришли к выводу, что она имеет значение не только как лабораторный компонент. Оказалось, что она входит в состав обычной воды. Правда, содержание тяжёлой воды в ней имеет очень малую концентрацию.

Физические свойства тяжёлой воды значительно отличаются от обычной воды. Например, закипает она при t101,4 °С, замерзает — при 3,81 °C. Она обладает плотностью (ρ) — 1,1 г/см3 при t25 °C. Её вязкость на 20% превышает показатель питьевой воды. Практически все соли растворяются в ней намного хуже, чем в других водах. Немаловажное свойство тяжёлой воды – неспособность поглощать нейтроны.

Применение тяжёлой воды

Учёные, которые открыли тяжелую воду – D2О, долго не понимали, какую пользу она может приносить. И только через определённый промежуток времени другие исследователи раскрыли её промышленные и научные возможности. На сегодняшний день её активно применяют:

  • в ядерных технологиях;
  • в работе ядерных реакторов, где с их помощью осуществляется торможение нейтронов. Также её используют как теплоноситель;
  • как изотопный индикатор в физике, химии, гидрологии, биологии;
  • в качестве детектора определённых элементарных частиц.

Поскольку сегодня активно изучается вероятность применения дейтерия в качестве топлива при управляемом термоядерном синтезе, возможно, что очень скоро тяжёлую воду будут использовать как новый источник энергии. Стоит отметить, что, кроме тяжёлой, существуют ещё полутяжёлая, сверхтяжёлая вода, а также некоторые модификации изотопов.

Отличия между легкой и тяжелой водой

Визуальное сравнение легкой и тяжелой воды даст возможность убедиться, что по своим внешним признакам они не отличаются. Разницу может ощутить организм человека. С помощью тяжёлой воды замедляются все реакции, а при накоплении дейтерия в организме тормозятся все обменные процессы. В результате необратимые возрастные изменения ускоряются, что влечёт за собой развитие многих болезней, включая онкологические.

А вот лёгкая вода, которая имеет восстановленную структуру, является физиологически очень ценной жидкостью, поскольку:

  • доставляет клеткам человеческого организма запас энергии при помощи отрицательного окислительного потенциала;
  • отличается слабощелочным рН, который соответствует внутриклеточной и межклеточной жидкости;
  • благотворно влияет на обмен веществ благодаря сниженному поверхностному натяжению;
  • обеспечивает антиоксидантную защиту клеток.

Тяжелая вода в жизни человека

Очень часто тяжёлую воду, угнетающую всё живое, называют мёртвой. Она содержится практически во всех водах: в реках, морях, озёрах, снеге, дожде… Интересным фактом является то, что в осадках в виде дождя дейтерия несколько больше, чем в снеге. Поскольку, по мнению некоторых исследователей, избыточное употребление тяжелой воды провоцирует многие заболевания, в некоторых случаях необходимо контролировать количество ее потребления.

Ввиду того, что с помощью механических фильтров избавиться от неё невозможно, пожалуй, единственный способ, когда тяжелая вода в домашних условиях может быть отделена от обычной, — при приготовлении талой воды. Именно в ледяной корочке, которая образуется первой при замерзании, содержится дейтерий тяжёлой воды. Поэтому эту корочку необходимо удалить сразу после её появления.

Однако, следуя принципу, что в природе не бывает ничего лишнего, свойства тяжёлой воды и польза от её применения в разных сферах требует тщательного изучения. Ведь она имеет потенциал, который должен быть реализован в будущем.

Тяжелая вода. Изотопы: Видео

Источник

В чем разница, есть ли отличия?

Для получения определенного вида воды используют разные методики. Одни из них энергозатратные, другие трудоемкие.

Поэтому ученые постоянно ищут способ, с помощью которого можно добывать лучшую очищенную воду. В зависимости от внутреннего состава она приемлема в разных областях.

От обычной водопроводной

Основные отличия дистиллированной от проточной воды написаны в таблице:

ХарактеристикаДистиллированная водаВодопроводная вода
Метод очисткиДистиллятор с применением метода обратного осмоса, ионного обменаФильтрационные системы очистки
Содержание микроэлементовПолностью отсутствуют или содержатся в небольшом объемеБольшое количество, среди которых представлены медь, цинк, марганец, железо, никель и другие элементы
Положительное влияние на организмВосполнение недостающего объема жидкостиУстранение обезвоживания, насыщение микроэлементами
Вред для организмаНедостаточность поступления кальция, магния, что приводит к болезням сердца, костейРиск попадания бактерий с развитием кишечной инфекции

Дистиллированную воду применяют для изготовления аккумуляторов, антифризов. В них примесь веществ недопустима. Часто ее добавляют в утюги для отпаривания.

В процессе использования не образуется накипь, так как отсутствуют микроэлементы. Прибор служит дольше. Воду для этих целей использовать нельзя.

Если в регионе водопроводная H2O достаточно очищается, ее можно пить. Но лучше поставить собственную фильтрационную систему. Тогда она будет получаться достаточно чистой, пригодной для употребления.

Дистиллированную воду пить нельзя, она устраняет жажду, но не приносит благоприятного влияния.

От кипяченой

foto12350-2В отличие от дистиллированной, кипяченая вода содержит часть сохраненных веществ, не уничтоженных действием высокой температуры. Она не считается полностью «мертвой».

Однако если употреблять оба вида H2O для питья на постоянной основе, у человека возникнет недостаток минералов. Это скажется на состоянии внутренних органов.

От деионизированной

В процессе получения дистиллированной воды уничтожаются практически все вещества, которые в ней находятся. Но в период конденсации внутрь впитываются ионы воздуха. Это делает ее не совсем чистой.

Чтобы получить качественное очищение, используют процесс деионизации. Он уничтожает и выпаривает все вещества живого, химического происхождения.

Жидкость, прошедшую деионизацию, делят на 2 класса:

  1. Ультрачистая.
  2. Очищенная.

Ее применяют в химической, косметической, радиоэлектронной промышленности. Часто используют в бытовых приборах для продления срока их службы.

Отличие дистиллированной от ионизированной воды заключается именно в чистоте. В первом виде содержатся ионы воздуха, во втором они отсутствуют.

От деминерализованной

foto12350-3Деминерализованная – более очищенная вода, получаемая при помощи осмоса, ионного обмена.

В ней не содержится ионов воздуха. Количество микроэлементов и минералов сведено к нулю.

Степень очистки стремится к 100%. Применяется в промышленности, для питья непригодна.

В дистиллированной воде содержится большее число органических веществ, так как в процессе ее получения жидкая часть соединяется с кислородом воздуха, поэтому нужна ионизации.

От обессоленной

Для получения используют водопроводную воду. Она проходит разные этапы обработки, в зависимости от них получается дистиллированная или обессоленная вода.

Если она применяется в обычной жизни человека, разницы между этими видами нет. Они считаются одинаковыми, не содержат большого количества химических соединений.

Разница появляется, если воду используют в промышленности, например, химической. В процессе обессоливания уничтожаются кислоты, они не разлагаются.

Если же проводят дистилляцию, кислоты распадаются на составные части. То есть pH получается чуть меньше 7 единиц. Поэтому в промышленности более пригодна обессоленная вода.

Для питья дистиллированную воду употребляют в редких случаях. Обессоленная для питья непригодна.

Для инъекций

В процессе получения инъекционной воды используют методы очистки, помогающие получить жидкость, в которой не содержится любых химических веществ, будь то щелочи или кислоты.

Это нужно, чтобы при введении лекарственного вещества внутрь крови не возникло побочных реакций. Если есть загрязнения, может возникнуть:

  • сепсис (инфекционное заражение крови),
  • интоксикация организма,
  • ацидоз (закисление),
  • алкалоз (развитие щелочной среды) крови.

Когда получают дистиллированную воду, предполагают, что ее будут использовать в промышленности, автомобилестроении. Вводить ее внутрь крови человека запрещено.

От фильтрованный питьевой

В фильтрованной воде значительно снижено количество патогенных микроорганизмов. Уменьшено количество кислот, щелочей. Но полезные минералы остаются.

Она становится пригодной для питья, ее можно употреблять без риска для здоровья.

В дистиллированной воде эти вещества уничтожены. Сохраняется часть кислот и щелочей, но они распадаются на составные части, поэтому не активны. Для питья она не рекомендуется, так как не приносит пользу.

Как определить, что пройдены этапы дистилляции?

foto12350-5Визуально определить, что пройдены этапы дистилляции невозможно.

Дистиллированная вода имеет те же физические характеристики, что и любые другие виды:

  • отсутствие запаха;
  • прозрачность;
  • отсутствие примесей, цвета.

По вкусу она будет совершенно другой, чем водопроводная, фильтрованная питьевая вода. Многие люди говорят, что она безвкусна. Это связано с тем, что в ней отсутствуют кислоты, щелочи, минералы, влияющие на рецепторы языка.

Дистиллированную воду определяют по надписи на этикетке. Производители обязаны указывать вид жидкости, находящейся внутри.

Возможна ли замена?

Многие виды воды сходны по составу с дистиллированной. Они проходят схожую систему переработки, нужную для очищения.

Поэтому рекомендуются следующие замены:

  • деионизированная, деминерализованная;
  • обессоленная;
  • вода для инъекций.

Они считаются более очищенными. В процессе обработки качественнее удаляются ионы воздуха или соли.

Если же человек решил заменить вышеперечисленные типы воды на дистиллированную, это сделать невозможно. Например, вода для инъекций подходит при внутривенном введении. Применение дистиллированного типа приведет к интоксикации организма.

Когда нужна в домашних условиях и на производстве?

В отличие от деминерализации, обессоливания, процесс дистилляции обходится для промышленности дешевле.

Поэтому этот вид воды применяют в следующих сферах:

  1. foto12350-6Добавление в электролит аккумулятора.
  2. Достижение определенной температуры охлаждения в антифризах.
  3. Отпариватели, утюги.
  4. Разбавление концентрированных веществ.
  5. Косметология, парфюмерия, фармацевтика.
  6. Производство алкогольной продукции.
  7. Химическая промышленность, металлургия, микроэлектроника.

Вся самая важная информация о дистиллированной воде, ее свойствах и применении — тут.

Заключение

Дистиллированной водой пользуются не только в промышленности, но и в повседневной жизни. Степень очистки позволяет применять ее в различных областях, даже медицине.

Требуется помнить, что для питья лучше использовать водопроводную или фильтрованную воду. Если же нужна большая степень очищения, подойдет деминерализованная, обессоленная, инъекционная вода.

А какова Ваша оценка данной статье?

Источник

термин тяжелая вода

Вы наверняка о ней слышали, но уделяли ли ей достаточно внимания? Чтобы ответить, рассмотрим, что собой представляет тяжелая вода: что это такое, где применяется, чем отличается от обычной, что будет, если регулярно употреблять ее в быту и так далее.

Сразу отметим: сегодня она используется все активнее, особенно в химической промышленности и в экспериментальной медицине. Ученые подбирают различные ее дозировки для проведения глобальных исследований, призванных улучшить приплод и увеличить вес домашних животных, а также побороть раковые опухоли. Успехи переменные, но они есть (плюс многие изыскания рассчитаны на длительную перспективу, и их результаты пока не оценить), поэтому работы в этих направлениях продолжаются, чему только способствует общее развитие технологий.

Что значит термин «тяжелая вода»

понятие тяжелая вода

Она представляет собой оксид — либо водорода 2H (вместо легкого 1H в обычных условиях), либо дейтерия D, то есть изотопа, содержащего на один нейтрон больше, чем в стандартном случае. Такая замена оборачивается повышением удельной массы на 10%.

Немного справочной информации:

  • в реакциях записывается как 2H2O (2H2O) или, соответственно, D2O;
  • t кипения = 101,43 .С;
  • t плавления = 3,813 .С;
  • плотность = 3,98 .С (1,104 г/см3).

В природных источниках соотношение D к H сегодня измеряется как 1 к 6900; ее немного и это хорошо, так как в целом она действует на организмы угнетающе (подробнее рассмотрим этот вопрос ниже).

История открытия

Впервые ее молекулы в обычной среде обнаружил американский физиохимик Гарольд Юри: было это в 1932-м году, а в 1934-м ему присудили Нобелевскую премию за это открытие. В 1933-м уже другой ученый из США, Гилберт Льюис, путем электролиза получил чистую тяжеловодородную воду: он многократно пропускал ток через остаток H2O, постепенно насыщая его молекулами HDO и D2O – до тех пор, пока концентрация последних не достигла 99%.

Когда в 1938-м открыли деление ядер, сразу же стало ясно, насколько перспективны цепные реакции этого процесса. Но для их проведения понадобился эффективный замедлитель нейтронов. В роли последнего стали использовать D2O — наиболее удобное с технической точки зрения соединение дейтерия, помимо прочего, еще и отводящее тепло из рабочей зоны.

В СССР химическая формула тяжелой воды и те преимущества, которые она дает, получала все больше внимания по мере развития атомной энергетики. В частности, предшественница ИТЭФ, Лаборатория №3 АН СССР, начала производить 2H2O в промышленных масштабах – для обеспечения нужд реакторов (современная классификация которых – тип PHWR) и различных установок.

Со временем об оксиде узнавали повсеместно, попутно развеивая мифы. Например, в 1968 году еще появлялись околонаучные публикации, утверждавшие, что его концентрация увеличивается в результате многократного кипячения. Сегодня он продолжает активно использоваться, стоимость его получения значительно удешевилась. Средняя цена продажи составляет 1 евро за грамм против 19 долларов в 1935-м, и не забудьте об инфляции — тогда это была более внушительная сумма, за $19 можно было купить гораздо больше, чем сейчас.

Физические свойства тяжелой воды

что собой представляет тяжелая вода

Одни из них такие же, что и у обычной, другие — кардинально отличаются, но общая их совокупность определяет условия применения и употребления D2O (2H2O), а значит заслуживает внимания. Рассмотрим каждый из важных параметров отдельно.

Запах

Отсутствует — по этому показателю отличить ее от «легкой» не представляется возможным. Какие-то оттенки неприятного аромата — допустим, серной тухлости, хлористой резкости или гниловатой сладости — говорят только о наличии вполне конкретных проблем в самом источнике, вызванных не превышением концентрации оксида дейтерия. Причина может быть в разложении водорослей, сливе промышленных отходов и других подобных факторах.

Цвет

как получить тяжелую воду в домашних условиях

Во всех вариациях своих изотопов тяжелая вода в природе так же прозрачна, как обычная. Поэтому вполне можно спутать ее визуально и случайно выпить, если она, например, будет налита в стакан или графин (на вкус она может показаться чуть сладковатой).

Обратите внимание: помутнение, затемнение или осветление, появление буроватого или зеленоватого оттенка свидетельствует лишь о присутствии примесей в отдельно взятом заборе, но никак не о повышенном содержании D2O, его так просто не определить. Другой вопрос, чем обусловлено наличие посторонних веществ (чаще всего это соли жесткости, ржавчина, нитраты, марганец и другие опасные элементы).

Температура кипения

Это первое свойство, по которому тяжелая вода будет отличаться от легкой, пусть и незначительно. Потому что при сравнении мы увидим следующие градусы:

  • H2O – 100 0C (всем известный показатель);
  • D2O – 101,7 0C.

Нагрев является своеобразным маркером «веса», но в условиях бытовой практики он малоприменим, а наука и промышленность располагают более совершенными и точными способами определения разницы.

Отдельно отметим, что выделяют еще и такой показатель, как температура плавления (кристаллизации), и он составляет:

  • 0 0С – для H2O;
  • 3,82 0С – для D2O.

Проще говоря, это отметка, при которой начинает образовываться лед, и это даже более явный признак «тяжести», который может пригодиться в быту.

Вязкость

Имеется в виду динамическая, являющаяся частью системы единиц СГС и измеряемая в сантипуазах (сокращенно сП). При этом 1 П = 0,1 Н х с/м2.

У обычной она 1,0016 сП, в то время как у оксида дейтерия уже 1,2467 сП (все сравнения производятся при температуре в 20 градусов Цельсия). Разница в 24% существенным образом влияет на эксплуатационные характеристики и является одним из тех факторов, которые способствуют замедлению химических реакций (в частности, поглощения нейтронов).

Молекулярная масса

что означает тяжелая вода

Составляет 20,034 г/моль, по сравнению с 18,01528 г/моль «легкой» H2O, и это еще одна из причин, почему воду называют тяжелой, ведь она буквально весит больше. Данная особенность также провоцирует снижение скоростей обменных процессов, что особенно важно для управления термоядерным синтезом.

Растворимость

Она достаточно быстро и равномерно смешивается с этанолом, но в случае с диэтиловым эфиром такого результата уже не наблюдается. В свою очередь, растворить в ней соли уже значительно труднее, чем в обычной H2O, ориентированной на бытовые нужды, и это даже удобно. Во-первых, это явный показатель повышенного «веса», во-вторых, определенная защита от загрязнений, что просто необходимо технологической среде, актуальной на самых ответственных объектах.

Плотность

Измеряется при температуре в 25 градусов Цельсия и составляет 1,1042 г/см3, по сравнению с 0,997 г/см3 «легкой». И это еще одна характеристика, снижающая общий уровень поглощения нейтронов и способствующая замедлению реакций.

Есть и другие параметры, в числе которых:

  • стандартная энтропия;
  • энтальпия (кипения, плавления, образования);
  • энергия Гиббса;
  • показатели критического давления и плотности;
  • мольная теплоемкость;
  • коэффициент преломления.

Но они не столь важны конкретно в нашем случае, то есть в вопросах подготовки забора из артезианской скважины к бытовому употреблению, и поэтому на каждом из них мы не будем подробно останавливаться.

Где и для чего используется тяжелая вода

Поначалу сам Гарольд Юри отнесся к своей находке как к интересному научному факту. И, несмотря на Нобелевскую премию, на первых порах он и его коллеги не видели сфер, в которых может пригодиться оксид дейтерия. Ситуация изменилась уже через 5 лет: в связи с открытием деления ядер, стал очевиден тот промышленный потенциал, которым обладает D2O. В результате сегодня можно выделить сразу несколько сфер ее актуальности.

В ядерных технологиях

тяжелая вода в домашних условиях

Современные физики рассматривают ее в качестве топлива будущего, а некоторые даже заявляют, что она станет источником бесконечной энергии. И это уже не просто мечты, ведь с ее помощью уже можно управлять термоядерным синтезом (пусть пока и с ограничениями), и ожидается, что с ее помощью удастся провести сверхвыгодные реакции вроде:

D + T → 4He + η + 17,6 МэВ

Перспективность считается настолько высокой, что ее коммерческий оборот в ряде стран находится под жестким государственным надзором. Это как раз та ситуация, в которой запреты и ограничения оправданы, так как позволяют защититься от создания неконтролируемых, а значит и опасных установок, работающих на природном уране.

Важную роль играет и возможность обнаружения нейтрино именно с помощью D2O. Около 1000 ее тонн содержится в SNO, то есть в крупнейшем детекторе мира, комплексе оборудования, расположенном в Канаде.

В ядерных реакторах

получение тяжелой воды в домашних условиях

В этом случае применение тяжелой воды актуально в одном из двух качеств:

  • Замедлитель нейтронов, помогающий обеспечить должную скорость синтеза; благодаря этому отпадает необходимость в установке графитовых стержней, опасных на этапе вывода из эксплуатации своей наведенной радиоактивностью и угрозой взрыва пыли.
  • Практичный носитель, эффективно отводящий тепло из зоны цепной реакции, сравнительно доступный по стоимости и, что важно, инертный. Он также хорош тем, что не забирает часть энергии, выделяющейся в процессе синтеза.

В роли изотопного индикатора в химии

А также в области гидрологии, биологии и других сферах, для которых только может быть актуальным использование оксида дейтерия.

Например, в небольших концентрациях он препятствует размножению и распространению бактерий, грибков и других вредных микроорганизмов, и эту особенность взяла на вооружение экспериментальная медицина.

Рассуждая о том, что такое тяжелая вода и где применяется, нужно отметить, что ученые в течение десятилетий проводили глобальные и комплексные исследования. И установили несколько любопытных закономерностей, возникающих при определенном проценте содержания D2O в употребляемой в пищу жидкости:

  • уменьшение на 20-25% — крупный рогатый скот начинает активнее набирать вес, а куры — лучше нестись;
  • увеличение до 50% — организм приобретает антимутагенные свойства, что способствует росту биологической массы и ускоренному половому созреванию;
  • накопление свыше 70% — могут отступить раковые болезни, но это также сопровождается резким преждевременным старением, ухудшением обменных процессов, отказом органов, а впоследствии и смертью.

Естественно, все медицинские опыты (тем более что они показывают столь неоднозначные результаты) пока проводились на животных, но не на людях.

Отличия между легкой и тяжелой водой

для чего используется тяжелая вода

На основании свойств D2O понятно, чем опасно такое соединение для человека: постепенно накапливаясь в организме, оно нарушает метаболизм, убыстряет появление необратимых возрастных изменений, провоцирует возникновение болезней и злокачественных новообразований.

С другой стороны, H2O, с нормальной или восстановленной структурой:

  • питает клетки энергией за счет проведения отрицательных окислительных реакций;
  • дает антиоксидантную защиту, помогая предотвратить многие случаи отравления;
  • оставляет pH-уровень слабощелочным, стабилизируя состояние крови и лимфы;
  • способствует улучшению обмена веществ, параллельно снижая поверхностное натяжение.

Напомним также, что обе этих жидкости прозрачны и обладают нейтральным вкусом и запахом, поэтому их вполне реально перепутать.

Какая польза от тяжелой воды

тяжелая вода в природе

Естественно, она не была столь востребованной, если бы несла только вред. То же замедление нейтронов обеспечивает нормальное протекание ядерных реакций, а значит оксид дейтерия все-таки стоит на страже нашей безопасности, пусть и опосредованно.

Ну а добавление в качестве индикатора дает удобную возможность контролировать изменения состава смесей и своевременно вносить необходимые корректировки.

Также нужно учитывать те потенциальные преимущества, которые в будущем принесут медицинские исследования. Специалисты из самых разных областей все уверенней говорят о скором прорыве.

Что случится, если выпить тяжелую воду

В небольших количествах она никак не скажется на состоянии организма. За раз можно употребить даже литр D2O — ничего страшного не случится: за две недели она полностью выйдет из тела, а сам дейтерий не радиоактивен. Так что не опасайтесь, что случайно возьмете не тем наполненный стакан. Максимум, что можно почувствовать — это небольшой дискомфорт из-за изменения давления.

Другое дело — регулярное употребление. В этом случае оксид будет:

  • постепенно нарушать целостность ДНК;
  • замедлять обменные процессы;

Это обернется уже описанными проблемами со здоровьем (отказом органов, появлением опухолей). Если же концентрация D2O достигнет 20% от общего объема жидкости, то это спровоцирует летальный исход.

Тяжелая вода в жизни человека

За тот комплексный угнетающий эффект, который она может подарить, ее зачастую называют мертвой. Да, несмотря на то что размножение вредных микроорганизмов она тоже замедляет или даже полностью останавливает.

Нюанс в том, что оксид дейтерия в малых количествах, но содержится во всех естественных источниках. Небольшой его процент есть в озерах, прудах, реках, морях, глубоких скважинах и даже в осадках. Причем в дожде его обычно в несколько раз больше, чем в снеге, что объясняется частой электризацией облаков.

В любом случае выходит, что мы, пусть и неосознанно, но потребляем D2O, и получение тяжелой воды в домашних условиях происходит независимо от нашего желания, просто не в таких количествах, которые могли бы нам навредить.

Поэтому важно не повышать риск накопления оксида дейтерия в организме и не употреблять для питья и приготовления пищи морскую H2O, опресненную методом обратного осмоса. Данный способ как раз даст жидкость со сравнительно более высоким уровнем концентрации изотопа.

Мы поможем подобрать оборудование, которое будет контролировать количество примесей в каждом заборе и отфильтровывать вредные частицы – обращайтесь в компанию «Вода Отечества».

Но механическая очистка в этом конкретном случае может не сработать, так как фильтры смогут удалить лишь нерастворимые частицы, но окажутся бессильными на уровне молекул и атомов. Хотя один способ, применимый в быту, все-таки есть, предлагаем его рассмотреть.

Как получить тяжелую воду в домашних условиях

Выделить D2O, чтобы потом слить его, можно с помощью процесса таяния. Для этого необходимо:

  • взять нужный объем жидкости и провести его очистку от хлора, марганца, железа, солей или других посторонних частиц;
  • нагреть до «белого ключа», то есть до выделения пара соответствующего света, а после остудить;
  • набрать ее в металлическую или стеклянную емкость и отправить в холодильник;
  • дождаться первичного замерзания, снять появившийся тонкий слой льда сверху, перелить в другой сосуд и снова отправить в камеру с низкой температурой.

Образовавшаяся корочка – это и есть оксид дейтерия (который кристаллизируется еще при 3,82 0С. Останется лишь избавиться от него, так как в быту его пока не используют.

Заключение

Теперь вы знаете, что означает понятие «тяжелая вода», где она может применяться и какую опасность несет, и еще больше понимаете, насколько важно получать во всех смыслах чистую жидкость.

Источник