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
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!