Чистка воды от дейтерия в виде тяжеленной воды
Чистка воды от дейтерия в виде тяжеленной воды
Читал о методах чистки тяжеленной воды. В главном рекомендуется удалять 1-ый образовавщийся лед. Но в то же время как я сообразил, этот способ только некординально убирает томную воду, он только позволяет понизить её содержание в талой воде. Может вернее использовать морозильную камеру с возможностью поддержания неизменной температуры. Например выставить 2 градуса цельсия и поставить воду. И по прошествии достаточного периода времени в емкости промерзнет только томная вода(ведь она при 3,8 0С леденеет).
По сути чистка воды от дейтерия в виде тяжеленной воды – сложная задачка. Тяжёлая вода леденеет при 3,820С, имеет плотность при 200С 1,10539 г/см3, причём максимум плотности приходится не на 40С, как у обыкновенной воды, а на 11,20С (1,10602 г/см3) (Таблица). Кристаллы D2O имеют такую же структуру, как и обыденный лёд; различие в размерах простой ячейки сильно мало (0,1%). Но они более тяжёлые (0,982 г/см3 при 00С по сопоставлению с 0,917 г/см3 для обыденного льда).
Таблица. Физические характеристики обыкновенной и тяжёлой воды
Физические характеристики
D2O
H2O
Молекулярная масса (г/моль)
20,0276
18,0153
Плотность при 20 0C (г/см3)
1,1050
0,9982
Температура наибольшей плотности, °C
11,24
3,98
Температура замерзания при 1 атм, °C
3,82
0
Температура кипения при 1 атм, °C
101,44
100
Давление пара при 100 °C, мм. рт. ст.
721,60
760,00
Вязкость при 20 °C, сантипуаз
1,247
1,002
Кристаллы льда, образованного из тяжеленной воды вследствии собственной более высочайшей плотности не плавают на поверхности, как это имеет место в случае с первой образующийся на поверхности воды корочки льда, а опускаются вниз на дно сосуда с охлаждаемой водой совместно с другими томными примесями. Потому, логичнее удалять не только лишь первую образующуюся на поверхности корочку льда, но также и те кристаллы, образующиеся на деньке сосуда. Основная неувязка в том, что томная вода, будучи умеренно расторена в воде, леденеет во всем объеме охлаждаемой воды, а не на поверхности. При всем этом образуются микрокристаллы, которые трудно узреть невооруженным глазом. Навязывается вывод фильтровать эти микрокристаллы при 3.820С через микрофильтр, но это непростая задачка. Выполнить чистку воды от тяжеленной воды в домашних критериях фактически невыполнимо. Эта задачка достигается сложными физико-химическими способами – изотопным обменом в присутствии палладия либо платины, многоступенчатым электролизов воды в купе с каталитическим изотопным обменом меж водой и водородом; низкотемпературной ректификации водянистого водорода с следующим сжиганием Н2 с кислородом; вакуумной заморозкой воды с следующим оттаиванием, вакуумной ректификацией и др. Для получения особо незапятанной H216O проводят очень узкую, многостадийную чистку природной воды совокупой вышеуказанных способов, либо синтезируют воду из начальных газообразных частей 1H2 и 16O, которые за ранее очищают от изотопных примесей. Такую воду используют в опытах и процессах, требующих исключительной чистоты хим реактивов.
С почтением,
К.х.н. О.В. Мосин