Deutérium je izotop vodíka druhu, ktorý je reprezentovaný D alebo 2 H. V Okrem toho bolo pomenovanie ťažkého vodíka, pretože jeho hmotnosť je dvakrát väčšia ako protónu. Izotop je druh, ktorý pochádza z rovnakého chemického prvku, ale ktorého hmotnostné číslo sa líši od tohto.
Toto rozlíšenie je spôsobené rozdielom v počte neutrónov, ktoré má. Deutérium sa považuje za stabilný izotop a možno ho nájsť v prirodzene sa vyskytujúcich zlúčeninách vodíka, aj keď v pomerne malom množstve (menej ako 0,02%).
Vzhľadom na svoje vlastnosti, ktoré sú veľmi podobné vlastnostiam bežného vodíka, môže nahradiť vodík vo všetkých reakciách, na ktorých sa zúčastňuje, a stáva sa rovnocennými látkami.
Z tohto a ďalších dôvodov má tento izotop veľké množstvo aplikácií v rôznych vedných odboroch a stáva sa jedným z najdôležitejších.
štruktúra
Štruktúru deutéria tvorí hlavne jadro, ktoré má protón a neutrón, s atómovou hmotnosťou alebo hmotnosťou približne 2,014 g.
Podobne tento izotop vďačí za objav v roku 1931 Haroldovi C. Ureyovi, chemikovi zo Spojených štátov a jeho spolupracovníkom Ferdinandovi Brickweddeovi a Georgeovi Murphymu.
Na hornom obrázku vidíte porovnanie štruktúr izotopov vodíka, ktoré existujú vo forme protia (jeho najhojnejší izotop), deutéria a trícia, usporiadaných zľava doprava.
Príprava deutéria v čistom stave sa prvýkrát úspešne uskutočnila v roku 1933, ale od 50. rokov 20. storočia sa používa látka v tuhej fáze, ktorá preukázala stabilitu, nazývanú deuterid lítny (LiD), aby nahradiť veľké množstvo chemických reakcií deutérium a trícium.
V tomto zmysle sa študovalo množstvo tohto izotopu a zistilo sa, že jeho podiel vo vode sa môže mierne líšiť v závislosti od zdroja, z ktorého sa vzorka odoberá.
Okrem toho spektroskopické štúdie určili existenciu tohto izotopu na iných planétach v tejto galaxii.
Niekoľko faktov týkajúcich sa deutéria
Ako je uvedené vyššie, základný rozdiel medzi izotopmi vodíka (ktoré sú jediné, ktoré boli pomenované rôznymi spôsobmi) spočíva v ich štruktúre, pretože počet protónov a neutrónov v druhu mu dáva jeho chemické vlastnosti.
Na druhej strane je deutérium nachádzajúce sa v hviezdnych telieskach eliminované vyššou rýchlosťou, ako vzniklo.
Okrem toho sa usudzuje, že iné prírodné javy ich tvoria len nepatrne, takže ich výroba naďalej vyvoláva záujem.
Podobne celý rad výskumov odhalil, že veľká väčšina atómov, ktoré sa vytvorili z tohto druhu, pochádza z Veľkého tresku; to je dôvod, prečo je jeho prítomnosť pozorovaná na veľkých planétach, ako je Jupiter.
Ako najbežnejší spôsob získania tohto druhu v prírode je, keď sa kombinuje s vodíkom vo forme protia, vzrastie vzťah medzi pomerom oboch druhov v rôznych vedných odboroch stále vzbudzuje záujem vedeckej obce. , napríklad astronómia alebo klimatológia.
vlastnosti
- ide o izotop bez rádioaktívnych charakteristík; to znamená, že je vo svojej podstate dosť stabilný.
- Môže sa použiť na nahradenie atómu vodíka pri chemických reakciách.
- Tento druh prejavuje pri reakciách biochemickej povahy odlišné správanie ako obyčajný vodík.
- Keď sú dva atómy vodíka nahradené vo vode, D 2 O sa získa , získanie názov ťažkej vody.
- Vodík prítomný v oceáne vo forme deutéria existuje v pomere 0,016% vo vzťahu k protiu.
- V prípade hviezd má tento izotop tendenciu rýchlo sa spojiť, aby vznikol hélium.
- D 2 O je toxická druh, hoci jeho chemické vlastnosti sú veľmi podobné tým, ktoré sa z H 2
- Ak sú atómy deutéria podrobené procesu jadrovej fúzie pri vysokých teplotách, uvoľňuje sa veľké množstvo energie.
- Fyzikálne vlastnosti, ako je bod varu, hustota, výparné teplo, trojitého bodu, okrem iného, majú vyššiu veličiny deutériom (D 2 ), molekuly, než v prostredí vodíka (H 2 ) molekuly .
- Najbežnejšia forma, v ktorej sa nachádza, je spojená s atómom vodíka, ktorý pochádza z vodíka deuteridu (HD).
aplikácia
Vďaka svojim vlastnostiam sa deutérium používa v širokej škále aplikácií, v ktorých je zahrnutý vodík. Niektoré z týchto použití sú opísané nižšie:
- V oblasti biochémie sa používa pri izotopovom značení, ktoré pozostáva z „značenia“ vzorky vybraným izotopom na jej sledovanie cez jej priechod špecifickým systémom.
- V jadrových reaktoroch, ktoré vykonávajú fúzne reakcie, sa používa na zníženie rýchlosti, s akou sa neutróny pohybujú, bez ich vysokej absorpcie, ktorú obyčajný vodík predstavuje.
- V oblasti jadrovej magnetickej rezonancie (NMR) sa na získavanie vzoriek tohto typu spektroskopie používajú rozpúšťadlá na báze deutéria, bez prítomnosti interferencií, ktoré sa vyskytujú pri používaní hydrogenovaných rozpúšťadiel.
- V oblasti biológie sa makromolekuly študujú pomocou techník rozptylu neutrónov, kde sa vzorky opatrené deutériom používajú na významné zníženie hluku pri týchto kontrastných vlastnostiach.
- Vo farmakologickej oblasti sa substitúcia vodíka za deutérium používa kvôli kinetickému izotopickému účinku, ktorý sa vytvára a umožňuje týmto liekom dlhší polčas rozpadu.
Referencie
- Britannica, E. (nd). Deutérium. Obnovené zo stránky britannica.com
- Wikipedia. (SF). Deutérium. Zdroj: en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (SF). Hojnosť deutéria. Získané z hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (SF). Fakty o deutériách. Našiel sa z thinkco.com