Васютин Н., Тришков И., Чижов А. Учащиеся 9 класса ГОУ СОШ 546, г.Москва Руководитель: Носова Е.П.

Вода - самое распространенное вещество на Земле. Бесцветная жидкость не имеющая вкуса и запаха. t кипения 100 С, кристаллизации 0 С. Единственное вещество в природе, которое встречается в трех агрегатных состояниях. Максимальная плотность при 4 С. Вода очень прочное вещество, её молекула разрушается только при очень высокой температуре или под действием электрического тока. Так, разложение воды становится заметным лишь при 2000 С. Вода – одно из наиболее реакционноспособных веществ. В молекуле воды атомы водорода и кислорода находятся в устойчивых степенях окисления : +1 и -2 соответственно, поэтому вода обладает неярко выраженными окислительно - востоновительными свойствами.

Протий – самый легкий изотоп водорода. Обозначается символом 1 Н. Ядро протия состоит из одного протона, отсюда и название изотопа. Протий составляет 99,9885% от общего числа атомов водорода во Вселенной. Атомная масса равна Дейтерий ( лат. deuterium от греч. δεύτερον « второй, вторичный »), тяжёлый водород, обозначается символами D и 2 H стабильный изотоп водорода с атомной массой, равной 2. Ядро ( дейтрон ) состоит из одного протона и одного нейтрона. лат. греч. изотоп водорода атомной массой дейтрон протона нейтрона Тритий ( от греч. tritos - третий ) T, или 3 H, радиоактивный тяжелый изотоп водорода с атомной массой 3, Ядро атома состоит из одного протона и двух нейтронов. Период полураспада 12 лет. изотоп атома протона нейтронов

Дейтериевая вода оксид дейтерия D 2 O с кислородом природного изотопного состава ; мол. м асса 20,02760; бесцветная жидкость без запаха и вкуса. Оксид водорода природного изотопного состава с тяжелым HDO изотопом 18 O - тяжелокислородная вода, мол. м асса 20,0157. Оксид протодейтерия HDO имеет мол. м. 19, В смесях D 2 O с H 2 O с большой скоростью протекает изотопный обмен H 2 O + D 2 O 2HDO ( дейтерий при малом содержании присутствует в воде почти целиком в форме HDO, а при высоком - в форме D 2 O ).

Тритиевая вода ( сверхтяжелая вода ) вода, в молекулах которой атомы водорода замещены атомами трития. В чистой форме называется окисью трития (T 2 O или 3 H 2 O) или супертяжелой водой. Из - за собственной радиоактивности, чистый T 2 O имеет высокую коррозионную активность при спонтанном превращении трития в 3 He происходит выделение атомарного кислорода. Для T 2 O температура плавления 274,40 К, тройная точка 277,64 К, плотность 1,21459 г / см ³. Тритиевая вода содержится в обычной воде, однако распределение её неравномерно. Например, в водоёмах материков её больше, чем в океанах ; а в океанских водах возле полюсов её больше, чем возле экватора. Разновидности тритиевой воды HTO, DTO и Т 2 О применяются в качестве радиоактивных индикаторов влагонепроницаемости вещества. Тритиевая вода также применяется как меченое соединение для исследования водного обмена.

Общее число изотопных модификаций воды Если подсчитать все возможные нерадиоактивные соединения с общей формулой Н 2 О, то общее количество возможных изотопных модификаций воды всего девять ( так как существует два стабильных изотопа водорода и три кислорода ): Стабильные : Н 2 16 O лёгкая вода, или просто вода Н 2 17 O Н 2 18 O тяжёлокислородная вода HD 16 O полутяжёлая вода HD 17 O HD 18 O D 2 16 O тяжёлая вода D 2 17 O D 2 18 O Радиоактивные : T 2 16 O T 2 17 O T 2 18 O DT 16 O DT 17 O DT 18 O HT 16 O HT 17 O HT 18 O С учётом трития их число возрастает до 18. Таким образом, кроме обычной, наиболее распространённой в природе « лёгкой » воды 1 H 2 16 O, в общей сложности существует 8 нерадиоактивных ( стабильных ) и 9 слаборадиоактивных « тяжёлых вод ».

Бесцветная жидкость не имеющая вкуса и запаха Замерзает при +3.8 С. Кипит при 101,4 С. Плотность 1,1056 г / см 3 Имеет максимальную плотность при 11,6 С. В тяжелой воде не возможна жизнь. В обычное воде содержится 0,02% примесей тяжелой воды.

Выделением из воды или водорода с естественным изотопным составом. Производство разделяют на 2 стадии : - начальное концентрирование ( до 5-10% в пересчете на D 2 O) - конечное концентрирование ( от 5-10% до 99,8% D 2 O) Низкотемпературная ректификация жидкого H 2 с последующим сжиганием D 2 в O 2 Основные страны - производители : КанадаСША ИндияНорвегия Россия.

В природных вода 1 атом дейтерия приходится на 6400 атомов протия. В обычной воде всегда содержится 0,02% тяжёлой воды ( то есть в 1 кубометре воды содержится 200 мл тяжёлой воды ). Суммарный объем тяжелой воды на Земле равен объему Черного моря.

Тяжелая вода используется при получении атомной энергии. В ядерных реакторах, она служит веществом, замедляющим нейтроны.

Изменились ли свойства вещества с увеличением массы ядра химического элемента на 1,2… нейтрона ? Свойства каких веществ были рассмотрены в данной работе ? Как меняются свойства вещества с увеличением числа нейтронов в атоме ?

Изменение состава ядра атома может изменить свойства всего вещества.