Aigua pesant
L'aigua pesant és aigua (H₂O) en la qual els àtoms d'hidrogen han estat substituïts pel deuteri (D). La seva fórmula química és doncs D₂O. En l'àmbit de l'energia nuclear, se sol anomenar aigua lleugera a l'aigua no enriquida amb isòtops de deuteri, H₂O, per a distingir-la bé quan cal de l'aigua pesant, D₂O. L'aigua pesant és utilitzada per mesurar l'absorbància d'elements que la tenen molt propera a la de l'aigua comuna. També s'utilitza com a moderador en els reactors nuclears d'aigua pesant pressuritzada.
 | |
| Substància química | tipus d'entitat química  |
|---|---|
| Massa molecular | 20,023 Da |
| Rol | antineoplàstic i radiation protection agent (en)  |
| Estructura química | |
| Fórmula química | D₂O |
 | |
| SMILES canònic | |
| SMILES isomèric | [2H]O[2H]
|
| Identificador InChI | Model 3D |
| NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () | |
Història modifica
Harold Urey va descobrir l'isòtop deuteri en 1931 i més tard va ser capaç de concentrar-se en l'aigua.[1] El mentor d'Urey, Gilbert Newton Lewis, va aïllar la primera mostra d'aigua pesant pura per electròlisi en 1933.[2]George Hevesy i Hoffer van utilitzar aigua pesant en 1934, en un dels primers experiments de traçadors biològics, per estimar la taxa de recanvi d'aigua en el cos humà. Emilian Bratu i Otto Redlich van estudiar la autodissociació d'aigua pesant en 1934.[3] Des de finals dels anys trenta i durant la Segona Guerra Mundial es van realitzar grans avenços en la producció i ús d'aigua pesant en gran quantitat en els primers experiments nuclears, molts dels quals es van mantenir en secret a causa de la importància militar.[4]
Propietats modifica
La presència d'àtoms de deuteri a la molècula d'aigua fa que aquesta sigui més densa, d'aquí el nom "deuteri". A més, també varien altres propietats físiques i químiques respecte al proti, l'isòtop més freqüent de l'hidrogen i que per tant forma la majoria de molècules d'aigua corrent.
La taula comparativa a continuació mostra les propietats de l'aigua pesant i de l'aigua lleugera:
| Propietat | D₂O (aigua "pesant") | H₂O (aigua comuna o "lleugera") |
|---|---|---|
| Temperatura de fusió (a pressió atmosfèrica, °C) | 3,82 | 0,0 |
| Temperatura d'ebullició (a pressió atmosfèrica, °C) | 101,4 | 100,0 |
| Densitat (a 20 °C, g/ml) | 1,1056 | 0,9982 |
| Temperatura de màxima densitat (°C) | 11,6 | 4,0 |
| Viscositat (a 20 °C, centipoise) | 1,25 | 1,005 |
| Tensió superficial (a 25 °C, dyn•cm) | 71,93 | 71,97 |
| Entalpia de fusió (cal/mol) | 1,515 | 1,436 |
| Entalpia d'ebullició (cal/mol) | 10,864 | 10,515 |
| pH (a 25 °C) | 7,41 | 7,00 |
Referències modifica
- ↑ H. C. Urey, Ferdinand G. Brickwedde, G. M. Murphy «A Hydrogen Isotope of Mass 2». Physical Review, 39, 1932, pàg. 164–165. Bibcode: 1932PhRv...39..164U. DOI: 10.1103/PhysRev.39.164.
- ↑ Lewis, G. N.; MacDonald, R. T. «Concentration of H2 Isotope». The Journal of Chemical Physics, 1, 6, 1933, pàg. 341. Bibcode: 1933JChPh...1..341L. DOI: 10.1063/1.1749300.
- ↑ Em. Bratu, E. Abel, O. Redlich, Die elektrolytische Dissoziation des schweren Wassers; vorläufige Mitttelung, Zeitschrift für physikalische Chemie, 170, 153 (1934)
- ↑ Waltham, Chris. An Early History of Heavy Water (en anglès), 2002.