Изотопный состав воды

Вода — продукт соединения двух химических элементов: водорода и кислорода. Оба эти элемента имеют несколько изотопов. Для водорода характерны три изотопа:

  • • протий — Н— массой 1,007822 углеродных единиц (у.е.);
  • • дейтерий — D — 2,0141 у.е.;
  • • тритий — Т— 3,017001 у.е., образуется при ядерном распаде. Для кислорода характерны изотопы с массовыми числами 16,
  • 17 и 18. Соотношение их в природной смеси: 2670 : 1 : 5. Вода состава ОНО является тяжелой, ТНО — сверхтяжелой. Тяжелую воду получают путем электролиза природной воды.

По свойствам тяжелая вода отличается от обычной: замерзает при температуре —3,8 °С, кипит при температуре 101,4 °С, ее плотность — 1,1059 г/см3 при 20 °С, максимальная плотность — +11 °С. Растворимость солей в ней ниже, чем в обычной. Тяжелая вода оказывает тормозящее действие на кинетику процессов в животных и растительных организмах, применяется в атомных реакторах как замедлитель нейтронов при ядерном распаде.

Вода — это смесь девяти видов молекул, поэтому в зависимости от их количественного соотношения все ее свойства, особенно плотность, изменяются (табл. 1.1.1).

Таблица 7.7.7

Значения плотности воды, полученной из разных источников

Вода

Плотность при температуре 4 °С

Снеговая

0,9999977

Дождевая

0,9999990

Речная

1,0

Океанская

1,0000015

Из живого организма

1,0000012

Из растительных организмов

1,0000017

Кристаллизационная вода минералов

1,0000024

Эти сравнительно небольшие различия в плотности образцов химически чистой воды различного происхождения явственно улавливаются измерительными приборами.

Вода — очень устойчивое соединение. Схема ее молекулы — три сферы молекул кислорода и водорода; в середине атом кислорода, два атома водорода образуют связи О—Н в молекуле, длина которых составляет 96 пм, валентный угол равен 104,5°.

Молекула воды сильно поляризована, имея три полюса зарядов: отрицательный, обусловленный избытком электронной плотности, и два положительных, обусловленных ее недостатком.

Радиус молекулы — 138 пм.

Расстояние О—Н — 95,84 пм.

Расстояние Н—Н — 151,5 пм.

Угол < Н—О—Н между связями О—Н — 104° 27'.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >