Важка вода: відмінності між версіями
| [перевірена версія] | [перевірена версія] |
Jarozwj (обговорення | внесок) уточнення |
Jarozwj (обговорення | внесок) доповнення |
||
| Рядок 87: | Рядок 87: | ||
== Використання == |
== Використання == |
||
Важка вода використовується як [[сповільнювач нейтронів]] у [[ядерний реактор|ядерних реакторах]]. Таке використання зумовлене тим, що на відміну від легкої води, важка вода поглинає набагато менше [[нейтрон]]ів. |
Важка вода використовується як [[сповільнювач нейтронів]] у [[ядерний реактор|ядерних реакторах]]. Таке використання зумовлене тим, що на відміну від легкої води, важка вода поглинає набагато менше [[нейтрон]]ів. |
||
== Біологічна роль та фізіологічна дія == |
|||
Важка вода слабо токсична, хімічні реакції в її середовищі проходять дещо повільніше у порівнянні зі звичайною водою, [[водневі зв'язки]] з участю дейтерію дещо сильніші від звичайних. Експерименти над [[Ссавці|ссавцями]] (миші, щури, собаки)<ref name="Kushner1999"/> показали, що заміщення 25 % протію в тканинах дейтерієм призводить до стерильності, іноді незворотної<ref name="Лобышев1978"/><ref name="Vertes2004"/>. Вищі концентрації призводять до швидкої загибелі тварини; так, ссавці, що пили важку воду протягом тижня, загинули, коли половина води в їхньому тілі була дейтерована; [[риби]] та безхребетні гинуть лише при 90 % дейтеруванні води в тілі<ref name="Trotsenko1995"/>. [[Найпростіші]] здатні адаптуватися до 70 % розчину важкої води, а [[водорості]] й [[бактерії]] здатні жити навіть у чистій важкій воді<ref name="Kushner1999"/><ref name="Мосин2012-1"/><ref name="Мосин2012-2"/><ref name="Crespi1989"/><ref name="Mosin2013"/>. |
|||
Людина може без видимої шкоди для здоров'я випити кілька склянок важкої води, увесь дейтерій буде виведений з організму через кілька днів. Таким чином, важка вода набагато менш токсична, ніж, наприклад, [[кухонна сіль]]. |
|||
Важка вода використовувалася для лікування [[Артеріальна гіпертензія|артеріальної гіпертензії]] у людей в добових дозах від 10 до {{nobr|675 г}} D<sub>2</sub>O за день<ref name="patent5223269"/>. |
|||
В організмі людини міститься у вигляді природного домішку стільки ж дейтерію, скільки у 5 грамах важкої води; цей дейтерій переважно входить до складу молекул напівважкої води HDO, а також усіх інших біологічних сполук, що містять гідроген. |
|||
== Інші різновиди важких вод == |
== Інші різновиди важких вод == |
||
| Рядок 97: | Рядок 106: | ||
== Посилання в тексті == |
== Посилання в тексті == |
||
{{примітки|refs= |
{{примітки|refs= |
||
<ref name="Kushner1999">{{cite journal |
|||
|pmid=10535697 |
|||
|title=Pharmacological uses and perspectives of heavy water and deuterated compounds |
|||
|url=http://list.uvm.edu/cgi-bin/wa?A3=ind1101&L=ISOGEOCHEM&E=base64&P=677227&B=--Apple-Mail-5-619132427&T=application%2Fpdf;%20name=%22rpv.pdf%22&N=rpv.pdf |
|||
|accessdate=2012-10-17 |
|||
|author=D. J. Kushner, Alison Baker, and T. G. Dunstall |
|||
|journal=Can. J. Physiol. Pharmacol. |
|||
|volume=77 |
|||
|issue=2 |
|||
|pages=79–88 |
|||
|year=1999 |
|||
|quote=used in boron neutron capture therapy ... D<sub>2</sub>O is more toxic to malignant than normal animal cells ... Protozoa are able to withstand up to 70% D<sub>2</sub>O. Algae and bacteria can adapt to grow in 100% D<sub>2</sub>O |
|||
| doi = 10.1139/cjpp-77-2-79 |
|||
}} {{ref-en}}</ref> |
|||
<ref name="Лобышев1978">''Лобышев В.Н, Калиниченко Л. П.'' Изотопные эффекты D<sub>2</sub>O в биологических системах. — М.: Наука, 1978. — 215 с.</ref> |
|||
<ref name="Vertes2004">''Vertes A.'' Physiological effects of heavy water. Elements and isotopes: formation, transformation, distribution. — Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 2004. — 112 p. {{ref-en}}</ref> |
|||
<ref name="Trotsenko1995">Trotsenko, Y. A., Khmelenina, V. N., Beschastny, A. P. (1995) The Ribulose Monophosphate (Quayle) Cycle: News and Views. Microbial Growth on C1 Compounds, in: Proceedings of the 8th International Symposium on Microbial Growth on C1 Compounds (Lindstrom M.E., Tabita F.R., eds.). San Diego (USA), Boston: Kluwer Academic Publishers, pp. 23-26 {{ref-en}}</ref> |
|||
<ref name="Мосин2012-1">Мосин, О. В., В. И. Швец, Складнев Д. А., И. Игнатов. Микробный синтез дейтерий-меченного L-фенилаланина факультативной метилотрофной бактерией Brevibacterium Methylicum на средах с различными концентрациями тяжелой воде// Биофармацевтический журнал. 2012. Т.4. № 1. С. 11-22.</ref> |
|||
<ref name="Мосин2012-2">Мосин, О. В., Игнатов, И. Изотопные эффекты дейтерия в клетках бактерий и микроводорослей при росте на тяжелой воде (D2O) //Вода: химия и экология. 2012 № 3. С. 83-94.</ref> |
|||
<ref name="Crespi1989">Crespi H.L. Fully deuterated microorganisms: tools in magnetic resonance and neutron scattering. Synthesis and Applications of Isotopically Labeled Compounds / in: Proceedings of an International Symposium. Baillie T, Jones J.R eds. Amsterdam: Elsevier. 1989. pp. 329—332. {{ref-en}}</ref> |
|||
<ref name="Mosin2013">Mosin, O. V., I. Ignatov, I. (2013) Microbiological Synthesis of 2H-Labeled Phenylalanine, Alanine, Valine, and Leucine/Isoleucine with Different Degrees of Deuterium Enrichment by the Gram-Positive Facultative Methylotrophic Bacterium Вrevibacterium Methylicum, International Journal of BioMedicine, Vol. 3, N 2, pp. 132—138 {{ref-en}}</ref> |
|||
<ref name="patent5223269">{{Патент США|5223269|Method and composition for the treatment of hyoertension|1993-06-29}} {{ref-en}}</ref> |
|||
}} |
}} |
||
Версія за 07:02, 8 жовтня 2017
| Важка вода | |
|---|---|
| |
| |
| Інші назви | оксид дейтерію |
| Ідентифікатори | |
| Номер CAS | 7789-20-0 |
| PubChem | 24602 |
| Номер EINECS | 232-148-9 |
| KEGG | D03703 |
| Назва MeSH | D01.045.250.875.200, D01.248.497.158.459.650.200, D01.268.406.500.250 і D01.362.340.500.250 |
| ChEBI | 41981 |
| RTECS | ZC0230000 |
| SMILES | [2H]O[2H] |
| InChI | InChI=1S/H2O/h1H2/i/hD2 |
| Номер Гмеліна | 97 |
| Властивості | |
| Молекулярна формула | D2O, 2H2O |
| Молярна маса | 20,04 г/моль |
| Зовнішній вигляд | безбарвна рідина без запаху і смаку |
| Густина | 1,1042 г/см³ |
| Тпл | 3,81 °C |
| Ткип | 101,43 °C |
| Розчинність (вода) | необмежена |
| Розчинність (діетиловий етер) | малорозчинна |
| Розчинність (етанол) | необмежена |
| Тиск насиченої пари | 10 мм рт. ст. при 13,1 °C 100 мм рт. ст. при 54 °C |
| Показник заломлення (nD) | 1,32844 (при 20 °C) |
| В'язкість | 1,25 мПа·с (при 20 °C) |
| Дипольний момент | 1,87 D |
| Небезпеки | |
| NFPA 704 |
 0
1
1
|
| Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
| Інструкція з використання шаблону | |
| Примітки картки | |
Важка́ вода́ (D2O) — вода, молекула якої складається з двох атомів дейтерію та атома оксигену. Вода з формулою HDO називається напівважкою, а H2O — легкою.
Порівняння фізичних властивостей важкої та легкої води
Молекула важкої води доволі суттєво відрізняється за масою від молекули легкої води, внаслідок чого помітно відрізняються також фізичні властивості.
| Властивість | D2O (Важка вода) | H2O (легка вода) |
|---|---|---|
| Температура замерзання (°C) | 3,82 | 0,0 |
| Температура кипіння (°C) | 101,4 | 100,0 |
| Густина при нормальних умовах (г/мл) | 1,1056 | 0,9982 |
| Температура максимальної густини (°C) | 11,6 | 4,0 |
| В'язкість (при 20 °C, мПа·с) | 1,25 | 1,005 |
| Поверхневий натяг (при 25 °C, мкДж) | 7,193 | 7,197 |
| Теплота плавлення (кал/моль) | 1,515 | 1,436 |
| Теплота випаровування (кал/моль) | 10,864 | 10,515 |
| pH (при 25 °C) | 7,41 (іноді позначається «pD») | 7,00 |
| Показник поглинання (при 20 °C, на довжині хвилі 589,3 нм)[1] | 1,32844 | 1,33335 |
Поширення у природі
Природна вода містить невелику кількість атомів дейтерію у складі молекул напівважкої води HDO. Одна така молекула припадає на 3200—3800 молекул легкої води. Важкої води з формулою D2O дуже мало, оскільки ймовірність двох атомів дейтерію зустрітися у складі однієї молекули в природі мала (близько 0,5× 10−7).
Отримання
Концентрація атомів дейтерію збільшується при електролізі, оскільки на електродах виділяється відносно вища доля протію. Основним методом отримання важкої води є багаторазовий електроліз.
Використання
Важка вода використовується як сповільнювач нейтронів у ядерних реакторах. Таке використання зумовлене тим, що на відміну від легкої води, важка вода поглинає набагато менше нейтронів.
Біологічна роль та фізіологічна дія
Важка вода слабо токсична, хімічні реакції в її середовищі проходять дещо повільніше у порівнянні зі звичайною водою, водневі зв'язки з участю дейтерію дещо сильніші від звичайних. Експерименти над ссавцями (миші, щури, собаки)[2] показали, що заміщення 25 % протію в тканинах дейтерієм призводить до стерильності, іноді незворотної[3][4]. Вищі концентрації призводять до швидкої загибелі тварини; так, ссавці, що пили важку воду протягом тижня, загинули, коли половина води в їхньому тілі була дейтерована; риби та безхребетні гинуть лише при 90 % дейтеруванні води в тілі[5]. Найпростіші здатні адаптуватися до 70 % розчину важкої води, а водорості й бактерії здатні жити навіть у чистій важкій воді[2][6][7][8][9].
Людина може без видимої шкоди для здоров'я випити кілька склянок важкої води, увесь дейтерій буде виведений з організму через кілька днів. Таким чином, важка вода набагато менш токсична, ніж, наприклад, кухонна сіль.
Важка вода використовувалася для лікування артеріальної гіпертензії у людей в добових дозах від 10 до 675 г D2O за день[10].
В організмі людини міститься у вигляді природного домішку стільки ж дейтерію, скільки у 5 грамах важкої води; цей дейтерій переважно входить до складу молекул напівважкої води HDO, а також усіх інших біологічних сполук, що містять гідроген.
Інші різновиди важких вод
У природі існує два стабільних ізотопи гідрогену — протій (позначається 1H чи H) і дейтерій (2H чи D), та три — оксигену (16O, 17O і 18O). Це дає дев'ять нерадіоактивних сполук з формулою H2O. Сполука H216O називається легкою водою, H218O — важкокисневою, HD16O — напівважкою і D216O — важкою водою.
З урахуванням радіоактивного тритію (3H чи T) загальна кількість різновидів важкої води зростає до 18. T216O називають надважкою водою.
Формально, якщо рахувати всі відомі ізотопи гідрогену (7) та оксигену (17), можна отримати 476 різновидів важкої води. Однак період піврозпаду радіоактивних ізотопів гідрогену, важчих від тритію, й оксигену дуже малий, тому отримати макроскопічні зразки води з такими ізотопами неможливо.
Посилання в тексті
- ↑ RefractiveIndex.INFO. Архів оригіналу за 1 липня 2013. Процитовано 30 липня 2009.
- ↑ а б D. J. Kushner, Alison Baker, and T. G. Dunstall (1999). Pharmacological uses and perspectives of heavy water and deuterated compounds (PDF). Can. J. Physiol. Pharmacol. 77 (2): 79—88. doi:10.1139/cjpp-77-2-79. PMID 10535697. Процитовано 17 жовтня 2012.
used in boron neutron capture therapy ... D2O is more toxic to malignant than normal animal cells ... Protozoa are able to withstand up to 70% D2O. Algae and bacteria can adapt to grow in 100% D2O
(англ.) - ↑ Лобышев В.Н, Калиниченко Л. П. Изотопные эффекты D2O в биологических системах. — М.: Наука, 1978. — 215 с.
- ↑ Vertes A. Physiological effects of heavy water. Elements and isotopes: formation, transformation, distribution. — Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 2004. — 112 p. (англ.)
- ↑ Trotsenko, Y. A., Khmelenina, V. N., Beschastny, A. P. (1995) The Ribulose Monophosphate (Quayle) Cycle: News and Views. Microbial Growth on C1 Compounds, in: Proceedings of the 8th International Symposium on Microbial Growth on C1 Compounds (Lindstrom M.E., Tabita F.R., eds.). San Diego (USA), Boston: Kluwer Academic Publishers, pp. 23-26 (англ.)
- ↑ Мосин, О. В., В. И. Швец, Складнев Д. А., И. Игнатов. Микробный синтез дейтерий-меченного L-фенилаланина факультативной метилотрофной бактерией Brevibacterium Methylicum на средах с различными концентрациями тяжелой воде// Биофармацевтический журнал. 2012. Т.4. № 1. С. 11-22.
- ↑ Мосин, О. В., Игнатов, И. Изотопные эффекты дейтерия в клетках бактерий и микроводорослей при росте на тяжелой воде (D2O) //Вода: химия и экология. 2012 № 3. С. 83-94.
- ↑ Crespi H.L. Fully deuterated microorganisms: tools in magnetic resonance and neutron scattering. Synthesis and Applications of Isotopically Labeled Compounds / in: Proceedings of an International Symposium. Baillie T, Jones J.R eds. Amsterdam: Elsevier. 1989. pp. 329—332. (англ.)
- ↑ Mosin, O. V., I. Ignatov, I. (2013) Microbiological Synthesis of 2H-Labeled Phenylalanine, Alanine, Valine, and Leucine/Isoleucine with Different Degrees of Deuterium Enrichment by the Gram-Positive Facultative Methylotrophic Bacterium Вrevibacterium Methylicum, International Journal of BioMedicine, Vol. 3, N 2, pp. 132—138 (англ.)
- ↑ 223 269 US patent 5 223 269, "Method and composition for the treatment of hyoertension" (англ.)
|
Це незавершена стаття про ізотоп хімічного елемента чи його сполуку. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
| |||||||||||||||||||||||
