Вопрос о 1 и 2 способе замораживания
Вопрос о 1 и 2 способе замораживания
Хороший денек! У меня появился вопрос по статье (адресок статьи www.o8ode.ru/article/answer/talaya/easywater.htm) о талой воде, поточнее говоря о несоответствии, которое я нашёл. А конкретно: в 1-м способе изготовления талой воды сказано, что «поначалу леденеет незапятнанная вода, большая часть же примесей остается в растворе», во 2-м способе утверждается напротив, что «молекулы тяжёлой воды, леденеют ранее, чем рядовая вода», в следствии чего самый 1-ый лёд нужно убирать! Тут очевидное противоречие! Ну и в самом 1-м способе это противоречие тоже есть, если пристально прочесть!
Здрасти, Валерий!
Ничего противоречивого тут нет. Целью данной статьи было отразить все имеющиеся в литературе способы получения талой воды. А как они противоречивы, пусть читатель решает сам.
Тяжёлая (оксид дейтерия) вода вправду леденеет при более высочайшей температуре (+3,8 С), чем рядовая вода (0 С), т.е. резвее.
Способ № 1 – самый обычный способ изготовления талой воды.
Способ № 2 нацелен на удаление из воды дейтерия в виде тяжёлой воды. Вот поэтому там написано, что необходимо удалять 1-ые образующиеся льдинки.
От тяжёлой воды нелегко избавиться, так как тяжёлая вода имеет ту же хим формулу, что и рядовая вода, но заместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D2O либо 2H2O. Снаружи тяжёлая вода смотрится как рядовая — тусклая жидкость без вкуса и аромата.
В природных водах соотношение меж тяжёлой и обыкновенной водой составляет 1:5500 (в предположении, что весь дейтерий находится в виде тяжёлой воды D2O, хотя по сути он отчасти находится в составе полутяжёлой воды HDO).
Тяжёлая вода токсична в больших концентрациях, хим реакции в её среде проходят несколько медлительнее, по сопоставлению с обыкновенной водой, водородные связи с ролью дейтерия несколько посильнее обыденных. Опыты над млекопитающими проявили, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высочайшие концентрации приводят к резвой смерти животного. Но некие мельчайшие организмы способны жить в 70%-ной тяжёлой воде) (простые) и даже в незапятанной тяжёлой воде (бактерии).
Табл. Физические характеристики обыкновенной и тяжёлой воды
Физические характеристики
D2O
H2O
Молекулярная масса
20
18
Плотность при 20 C (г/см3)
1,1050
0,9982
T кристаллизации (C)
3,8
0
T кипения (C)
101,4
100
В природе существует также и полутяжёлая (либо дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу таковой воды записывают так: DHO.
Вообщем, термин тяжёлая вода используют также по отношению к воде, у которой хоть какой из атомов заменен тяжёлым изотопом:
к тяжёлокислородной воде (в ней лёгкий изотоп кислорода 16O замещен тяжёлыми изотопами 17O либо 18O).
к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей заместо атомов 1H его радиоактивный изотоп тритий 3H). В ее составе место водорода занимает его природный изотоп, еще больше тяжкий, чем дейтерий. Это тритий (Т), он радиоактивен, атомная масса его равна 3. Тритий зарождается в больших слоях атмосферы, где идут природные ядерные реакции. Он является одним из товаров бомбардировки атомов азота нейтронами галлактического излучения. Ежеминутно на каждый квадратный сантиметр земной поверхности падают 8-9 атомов трития. В маленьких количествах сверхтяжелая (тритиевая) вода попадает на Землю в составе осадков. Во всей гидросфере сразу насчитывается только около 20 кг Т20. Тритиевая вода распределена неравномерно: в материковых водоемах ее больше, чем в океанах; в полярных океанских водах ее больше, чем в экваториальных. По своим свойствам сверхтяжелая вода еще заметнее отличается от обыкновенной: бурлит при 104°С, леденеет при 4…9°С, имеет плотность 1,33 г/см3. Сверхтяжелую воду используют в термоядерных реакциях. Она удобнее дейтериевой, потому что чувствительнее в определении.
Список изотопов водорода не кончается тритием. Искусственно получены и поболее томные изотопы4H и 5H,тожерадиоактивные.
Если подсчитать все вероятные разные соединения с общей формулой Н2О, то полное количество вероятных «тяжёлых вод» достигнет 48. Из их 39 вариантов — радиоактивные, а размеренных вариантов всего девять:
Н2 6O, Н217O, Н218O, HD16O, HD17O, HD18O, D216O, D217O, D218O.
Таким макаром, может быть существование молекул воды, в каких содержатся любые из 5 водородных изотопов в любом сочетании.
Этим не исчерпывается сложность изотопного состава воды. Есть также изотопы кислорода. В повторяющейся системе хим частей Д.И. Менделеева числится всем узнаваемый кислород 16O. Есть еще два природных изотопа кислорода – 17O и 18O. В природных водах в среднем на каждые 10 тыщ атомов изотопа 16O приходится 4 атома изотопа 17O и 20 атомов изотопа 18O.
По физическим свойствам тяжелокислородная вода меньше отличается от обыкновенной, чем тяжеловодородная. Получают ее в главном перегонкой природной воды и употребляют как источник препаратов с меченым кислородом.
Кроме природных, есть и 6 искусственно сделанных изотопов кислорода. Как и искусственные изотопы водорода, они недолговечны и радиоактивны. Из их: 13O, 14O и 15O – легкие, 19O и 20O – томные, а сверхтяжелый изотоп – 24O получен в 1970 году.
Существование 5 водородных и 9 кислородных изотопов гласит о том, что изотопных разновидностей воды может быть 135.
Вот поэтому принципиально очищать воду от тяжёлых изотопов и сначала от дейтерия. Тяжёлая вода несовместима с жизнью и что высочайшие концентрации тяжёлой воды могут приводить к ингибированию многих жизненно-важных мутаций, включая блокировку митоза в стадии профазы, и даже в неких случаях вызывать спонтанные мутации. Клеточки животных способны выдерживать до 25-30% тяжёлой воды в среде, растений (50%), а клеточки простых микробов способны жить на 80% тяжеленной воде.
Тяжёлая вода высочайшей концентрации токсична для организма; хим реакции в её среде проходят несколько медлительнее, по сопоставлению с обыкновенной водой, водородные связи с ролью дейтерия несколько посильнее обыденных.
Разные исследователи независимо друг от друга установили, что томная вода действует негативно на актуальные функции организмов; это происходит даже при использовании обыкновенной природной воды с завышенным содержанием тяжеленной воды.
Подопытных животных поили водой, 1/3 часть которой была заменена водой состава HDO. Через недолгое время начиналось расстройство обмена веществ животных, разрушались почки. При увеличении толики тяжеленной воды животные гибли.
На развитие высших растений томная вода также действует угнетающе; если их поливать водой, на одну вторую состоящей из тяжеленной воды, рост прекращается.
Полное удаление дейтерия и других тяжёлых изотопов из воды привело бы к ускорению обменных процессов в человеческом организме, а, как следует, к повышению его физической и умственной активности. Человеческий организм практически на 70% состоит из воды. И в этой воде 0,015% дейтерия. По количественному содержанию (в атомных процентах) он занимает 12-е место посреди хим частей, из которых состоит человеческий организм. Тут его следует отнести к уровню микроэлементов. Содержание таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден, марганец в нашем теле в 10-ки и сотки раз меньше, чем дейтерия. Что все-таки случится, если удалить весь дейтерий? На этот вопрос науке еще предстоит ответить. Пока же бесспорным является тот факт, что, меняя количественное содержание дейтерия в растительном либо животном организме, мы можем ускорять либо замедлять ход актуальных процессов.
С почтением,
О. В. Мосин