O que é água pesada
A água pesada é a água de deutério com a fórmula D2O. Uma molécula de água pesada é composta por dois átomos de hidrogênio pesado e um átomo de oxigênio, sua fórmula molecular é D2O, a massa molecular relativa é de 2 0, a água pesada na natureza é menos distribuída, em água comum cerca de 0,015% de água pesada, devido ao pequeno conteúdo, difícil preparação, é mais importante que o ouro.
Para que água pesada pode ser usada para
O principal uso da água pesada é como um "moderador" nos reatores nucleares, reduzindo a velocidade dos nêutrons, controlando o processo de fissão nuclear e também como um líquido de arrefecimento. Água pesada e deutério são traçadores valiosos no estudo de mudanças químicas e fisiológicas, por exemplo, irrigar árvores com água pesada diluída pode medir a água que se move nessas plantas por dezenas a dezenas de metros por hora. A quantidade de deutério na urina de pessoas que bebeu grandes quantidades de água pesada diluída mostra que as moléculas de água permanecem no corpo por uma média de 14 dias. O uso de deutério em vez de hidrogênio comum pode estudar o processo de digestão e metabolismo em plantas e animais. A água pesada densa ou pura não pode sustentar a vida de plantas e animais, e a concentração letal de água pesada para plantas e animais comuns é de 60%.
O valor especial da água pesada se reflete na aplicação da tecnologia de energia atômica. Para fazer uma poderosa arma nuclear, a água pesada é necessária como moderador na reação de fissão nuclear.
Ao usar a análise de RMN, se o solvente for água e o objeto de estudo for hidrogênio, a água pesada pode ser usada como solvente. Moderadores de nêutrons: Alguns reatores nucleares usam água pesada para desacelerar os nêutrons e dar a eles a chance de reagir com o urânio. A água clara também pode ser usada como moderadora, mas como a água clara absorve nêutrons, um reator de água leve deve usar urânio enriquecido, não urânio comum, ou não atingirá massa crítica. Os reatores de água pesada não apenas usam urânio comum, mas também convertem urânio -238 em plutônio para fabricação de bombas. Índia, Paquistão, Israel e Coréia do Norte fazem combustível nuclear dessa maneira. Para evitar a propagação de armas nucleares, a produção e a venda de água pesada são restritas em muitos países.
A água pesada tem usos importantes na tecnologia de ponta. A eletrólise da água pesada pode produzir hidrogênio pesado, que é a matéria -prima para bombas de hidrogênio. Mais importante, o hidrogênio pesado pode emitir enormes quantidades de energia ao passar por reações de fusão nuclear e não poluir o meio ambiente. Algumas pessoas calculam que, se o hidrogênio pesado na água do mar for usado para a reação termonuclear para gerar eletricidade, a energia total é equivalente a todo o oceano transformado em óleo.
Água pesada pode ser bêbada
Embora a água pesada seja um recurso valioso na tecnologia de ponta, é prejudicial para as pessoas. As pessoas não podem beber água pesada, microorganismos, peixes em água pesada ou água pesada contendo mais água pesada (mais de 80%), desde que algumas horas morravam. Por outro lado, a água clara contendo muito pouca água pesada, como a neve, pode estimular o crescimento biológico.
Acredita -se geralmente que a água pesada não seja tóxica, mas alguns metabolismos no corpo humano exigem água clara; portanto, se você beber apenas água pesada, ficará doente. Como D em água pesada tem mais um nêutrons que H, D é duas vezes mais pesado do que H, resultando em certas alterações em suas propriedades químicas e mudanças substanciais em suas propriedades físicas. As várias ligações de D são mais fortes que as de H, e a taxa de transferência de D mais pesada será muito mais lenta que a de H, resultando em uma desaceleração da reação química em D e interferência no metabolismo normal do organismo.
Método de extração de água pesada
Cerca de um em cada 3.200 da água na terra é a água semi-pesada (HDO). A água semi-pesada pode ser extraída da água comum por eletrólise e destilação, ou quimicamente. Os métodos químicos podem ser usados porque os átomos pesados de hidrogênio e hidrogênio reagem a taxas diferentes devido a massas ligeiramente diferentes. Quando a concentração de água semi-pesada na água atingir um certo nível, a água pesada aparecerá lentamente devido à troca de átomos de hidrogênio entre as moléculas de água. Métodos de eletrólise, destilação e produtos químicos também podem ser usados para reexrir água pesada pura a partir de água semi-pesada. No entanto, a energia necessária para a eletrólise e a destilação pode ser muito grande; portanto, normalmente apenas os métodos químicos são usados para esta etapa.