Что такое тяжелая вода презентация

Презентация «Тяжёлая вода»
творческая работа учащихся по теме

Презентация выполнена по теме: «Тяжёлая вода». Сделан краткий анализ истории открытия,нахождение в природе,биологической роли и физического воздействия, получения,применения и т.д.

Скачать:

Вложение	Размер
tyazhyolaya_voda.pptx	493.42 КБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Тяжёлая вода Презентацию подготовила: Жукова Наталья,группа №22

Тяжёлая вода́ (также оксид дейтерия ) — обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды . Тяжёловодородная вода имеет ту же химическую формулу , что и обычная вода , но вместо атомов обычного лёгкого изотопа водорода ( протия ) содержит два атома тяжёлого изотопа водорода — дейтерия . Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как D 2 O или 2 H 2 O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

История открытия Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году , за что ученый был удостоен Нобелевской премии по химии в 1934 году. А уже в 1933 году Гилберт Льюис выделил чистую тяжёловодородную воду. При электролизе обычной воды, содержащей наряду с обычными молекулами воды также образуется незначительное количество молекул тяжёлой и полутяжёлой НОD воды, образованных тяжелым изотопом водорода. Поэтому при длительном электролизе воды остаток постепенно обогащается молекулами этих соединений. Из такого остатка после многократного повторения электролиза Льюису Гилберту Ньютону в 1933 г. впервые удалось выделить небольшое количество воды состоящей почти на 100 % из молекул дейтерия и получившей название тяжелой.

Нахождение в природе В природных водах один атом дейтерия приходится на 6400 атомов протия . Почти весь он находится в составе молекул полутяжёлой воды DHO, одна такая молекула приходится на 3200 молекул лёгкой воды. Лишь очень незначительная часть атомов дейтерия формирует молекулы тяжёлой воды D 2 O, поскольку вероятность двух атомов дейтерия встретиться в составе одной молекулы в природе мала (примерно 0,5·10 −7 ). При искусственном повышении концентрации дейтерия в воде эта вероятность растёт.

Биологическая роль и физиологическое воздействие Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими (мыши, крысы, собаки) [1] показали, что замещение 25 % водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой [2] [3] Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие , которые пили тяжёлую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована ; рыбы и беспозвоночные погибают лишь при 90 % дейтерировании воды в теле [4] . Простейшие способны адаптироваться к 70 % раствору тяжёлой воды, а водоросли и бактерии способны жить даже в чистой тяжёлой воде [1] [5] [6] [7] [8] .Человек может без видимого вреда для здоровья выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль . Тяжёлая вода использовалась для лечения артериальной гипертензии у людей в суточных дозах от 10 до 675 г D 2 O в день [9] .

Некоторые сведения Тяжёлая вода накапливается в остатке электролита при многократном электролизе воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гигроскопична . Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 19 долларов за грамм в 2012 году [10] ). Среди населения бытует миф о том, что при длительном кипячении природной воды концентрация тяжёлой воды в ней повышается, что якобы может вредно сказаться на здоровье [ источник не указан 855 дней ] . В действительности же реальное повышение концентрации тяжёлой воды при кипячении ничтожно. Академик Игорь Васильевич Петрянов-Соколов как-то подсчитал, сколько воды должно испариться из чайника, чтобы в остатке заметно повысилось содержание дейтерия. Оказалось, что для получения 1 литра воды, в которой концентрация дейтерия равна 0,15 %, то есть всего в 10 раз превышает природную, в чайник надо долить в общей сложности 2,1·10 30 тонн воды, что в 300 млн раз превышает массу Земли! [11] . Гораздо сильнее сказывается на вкусе и свойствах воды при кипячении повышение концентрации растворённых солей, переход в раствор веществ из стенок посуды и термическое разложение органических примесей.

Получение Стоимость производства тяжёлой воды определяется затратами энергии. Поэтому при обогащении тяжёлой воды применяют последовательно разные технологии — вначале пользуются технологиями с бо́льшими потерями тяжёлой воды, но более дешёвыми, а в конце — более энергозатратными , но с меньшими потерями тяжёлой воды. С 1933 по 1946 годы единственным применявшимся методом обогащения был электролиз . В последующем появились технологии ректификации жидкого водорода и изотопного обмена в системах водород — жидкий аммиак , водород — вода и сероводород — вода. Современное массовое производство во входном потоке использует воду, дистиллированную из электролита цехов получения электролитического водорода, с содержанием 0,1—0,2 % тяжёлой воды. На первой стадии концентрирования применяется двухтемпературная противоточная сероводородная технология изотопного обмена, выходная концентрация тяжёлой воды 5—10 %. На второй — каскадный электролиз раствора щёлочи при температуре около 0 °C, выходная концентрация тяжёлой воды 99,75—99,995 %.

Применение Важнейшим свойством тяжёловодородной воды является то, что она практически не поглощает нейтроны , поэтому используется в ядерных реакторах для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется также в качестве изотопного индикатора в химии , биологии и гидрологиифизиологии , агрохимии и др. (в том числе в опытах с живыми организмами и при диагностических исследованиях человека). Соединения дейтерия используются также при спектроскопических исследованиях. Изделия из монокристаллов на основе KD 2 PO 4 применяются для создания систем управления и преобразования лазерного излучения. В физике элементарных частиц тяжёлая вода используется для детектирования нейтрино ; так, крупнейший детектор солнечных нейтрино SNO (Канада) содержит 1000 тонн тяжёлой воды. Дейтерий — ядерное топливо для энергетики будущего, основанной на управляемом термоядерном синтезе. В первых энергетических реакторах такого типа предполагается осуществить реакцию D + T → 4 He + n + 17,6 МэВ.

Другие виды тяжёлых вод Полутяжёлая вода Выделяют также полутяжёлую воду (известную также под названиями дейтериевая вода , монодейтериевая вода , гидроксид дейтерия ), у которой только один атом водорода замещён дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO или ²HHO. Следует отметить, что вода, имеющая формальный состав DHO, вследствие реакций изотопного обмена реально будет состоять из смеси молекул DHO, D 2 O и H 2 O (в пропорции примерно 2:1:1). Это замечание справедливо и для THO и TDO.

Сверхтяжёлая вода Сверхтяжёлая вода содержит тритий, период полураспада которого более 12 лет. По своим свойствам сверхтяжёлая вода ( T 2 O ) ещё заметнее отличается от обычной: кипит при 104 °C, замерзает при +9 °C и имеет плотность 1,21 г/см³ . Известны (то есть получены в виде более или менее чистых макроскопических образцов) все девять вариантов сверхтяжёлой воды: THO, TDO и T 2 O с каждым из трёх стабильных изотопов кислорода ( 16 O, 17 O и 18 O). Иногда сверхтяжёлую воду называют просто тяжёлой водой, если это не может вызвать путаницы. Сверхтяжёлая вода имеет высокую радиотоксичность .

Тяжёлокислородные изотопные модификации воды Термин тяжёлая вода применяют также по отношению к тяжёлокислородной воде, у которой обычный лёгкий кислород 16 O заменён одним из тяжёлых стабильных изотопов 17 O или 18 O. Тяжёлые изотопы кислорода существуют в природной смеси, поэтому в природной воде всегда есть примесь обеих тяжёлокислородных модификаций. Тяжёлокислородная вода, в частности, 1 H 2 18 O, используется в ранней диагностике онкологических заболеваний

Источник

Презентация на тему: Дейтерий. Тяжелая вода

Дейтерий. Тяжелая вода

Дейтерий (тяжелый водород) – один из двух изотопов водорода, ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона. Молекула D2 – двухатомна. Температура плавления – 254,5° С, температура кипения – 249,5° С. Тяжелая вода D2O (оксид дейтерия) – изотопная разновидность воды; плотность 1,1; температура плавления – 3,8° С, температура кипения – 101,4° С.

Открытие тяжелой воды В 1933 Гилберт Льюис и американский физикохимик Роналд Макдональд сообщили, что в результате длительного электролиза обычной воды им удалось получить не виданную никем до этого новую разновидность воды – тяжелую воду.

Влияние тяжелой воды на живое Практически сразу же после открытия тяжелую воду стали использовать в химических и биологических исследованиях. Так, было обнаружено, что рыбы, микробы и черви не могут существовать в ней, а животные погибают от жажды, если их поить тяжелой водой. Не прорастают в тяжелой воде и семена растений.

Первое получение чистой тяжелой воды Так, в 1933 группе американских исследователей для получения всего 83 мл тяжёлой воды 99%-ой чистоты пришлось взять уже 2,3 тонны воды, которую разлагали в 7 стадий. Было ясно, что такими методами ученые не смогут обеспечить всех желающих тяжелой водой. А тут выяснилось, что тяжелая вода является прекрасным замедлителем нейтронов и потому может быть использована в ядерных исследованиях, в том числе для построения ядерных реакторов.

. Спрос на тяжелую воду вырос настолько, что стала ясна необходимость налаживания ее промышленного производства. Трудность состояла в том, что для получения 1 тонны D2O необходимо переработать около 40 тысяч тонн воды, израсходовав при этом 60 млн кВт-ч электроэнергии – столько уходит на выплавку 3000 т алюминия!

Способы ее получения сегодня В настоящее время разработан ряд эффективных методов получения тяжелой воды: электролизом, изотопным обменом, сжиганием обогащенного дейтерием водорода.

Применение тяжелой воды сейчас: В настоящее время тяжелую воду получают ежегодно тысячами тонн. Ее используют в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя в ядерных реакторах (для заполнения одного современного крупного ядерного реактора требуется 100–200 тонн тяжелой воды чистотой не менее 99,8%)

Источник

Тяжёлая и лёгкая воды. Вода тяжелее … воды Свыше ста лет ученые считали, что вода — это химическое соединение, описываемое единственно возможной формулой. — презентация

Презентация была опубликована 5 лет назад пользователемЭлеонора Литвинова

Похожие презентации

Презентация на тему: » Тяжёлая и лёгкая воды. Вода тяжелее … воды Свыше ста лет ученые считали, что вода — это химическое соединение, описываемое единственно возможной формулой.» — Транскрипт:

1 Тяжёлая и лёгкая воды

2 Вода тяжелее … воды Свыше ста лет ученые считали, что вода — это химическое соединение, описываемое единственно возможной формулой Н2О. Неточность этого положения выяснилась лишь в 1932 году. Мир облетела настоящая сенсация: кроме обычной воды, в природной воде есть также и так называемая «тяжелая вода»! Свыше ста лет ученые считали, что вода — это химическое соединение, описываемое единственно возможной формулой Н2О. Неточность этого положения выяснилась лишь в 1932 году. Мир облетела настоящая сенсация: кроме обычной воды, в природной воде есть также и так называемая «тяжелая вода»! Тяжелую воду открыли молодые американские физики Гарольд Клейтон Юри и Эльберт Осборн. В 1933 году Гилберт Ньютон Льюис совместно с Ричардом Макдональдом, также ученые из США, впервые ВЫДЕЛИЛИ ее в чистом виде. Тяжелую воду открыли молодые американские физики Гарольд Клейтон Юри и Эльберт Осборн. В 1933 году Гилберт Ньютон Льюис совместно с Ричардом Макдональдом, также ученые из США, впервые ВЫДЕЛИЛИ ее в чистом виде. В обычной воде присутствует очень небольшое количество так называемой «тяжелой воды». По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной. Любые реакции с тяжелой водой протекают заметно МЕДЛЕННЕЕ, чем с обычной. В молекулах такой воды место водорода занимает его тяжелый изотоп — ДЕЙТЕРИЙ. Эта вода на 10% плотнее обычной, ее вязкость выше на 23%, точка кипения находится на отметке +104,2 градуса по Цельсию, а точка замерзания составляет +3,8 градуса. В обычной воде присутствует очень небольшое количество так называемой «тяжелой воды». По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной. Любые реакции с тяжелой водой протекают заметно МЕДЛЕННЕЕ, чем с обычной. В молекулах такой воды место водорода занимает его тяжелый изотоп — ДЕЙТЕРИЙ. Эта вода на 10% плотнее обычной, ее вязкость выше на 23%, точка кипения находится на отметке +104,2 градуса по Цельсию, а точка замерзания составляет +3,8 градуса. Тяжелую воду применяют в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах. А если коснуться влияния тяжелой воды на организм человека, то скажем, что оно весьма НЕГАТИВНОЕ. Поэтому, друзья, пить такую воду, конечно, не стоит! Тяжелую воду применяют в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах. А если коснуться влияния тяжелой воды на организм человека, то скажем, что оно весьма НЕГАТИВНОЕ. Поэтому, друзья, пить такую воду, конечно, не стоит!

3 Что такое «легкая вода»? Надо сказать, что в каждом литре обычной природной воды, которую люди употребляют, содержится около 1,33 г тяжелой воды, образованной за счет изотопов водорода — дейтерия и трития. Проникая в организм человека, тяжелые изотопы «загрязняют» клеточные мембраны, ухудшая водообмен, снижая иммунитет, что может стать причиной многих генетических сбоев в организме — вплоть до возникновения врожденных уродств у плода и возникновения опухолей у взрослых людей (подробнее об онкологии и воде). Надо сказать, что в каждом литре обычной природной воды, которую люди употребляют, содержится около 1,33 г тяжелой воды, образованной за счет изотопов водорода — дейтерия и трития. Проникая в организм человека, тяжелые изотопы «загрязняют» клеточные мембраны, ухудшая водообмен, снижая иммунитет, что может стать причиной многих генетических сбоев в организме — вплоть до возникновения врожденных уродств у плода и возникновения опухолей у взрослых людей (подробнее об онкологии и воде).подробнее об онкологии и воде подробнее об онкологии и воде При исследовании различных видов природной воды ученые отметили, что содержание изотопов водорода меньше в ряде районов России — на побережьях северо-восточных рек, на Кавказе и т. д. Недаром известны долгожители в предгорьях Кавказа, в Якутии — свыше 300 человек на 1 миллион жителей. А в среднем по России — всего 8 человек на миллион. При исследовании различных видов природной воды ученые отметили, что содержание изотопов водорода меньше в ряде районов России — на побережьях северо-восточных рек, на Кавказе и т. д. Недаром известны долгожители в предгорьях Кавказа, в Якутии — свыше 300 человек на 1 миллион жителей. А в среднем по России — всего 8 человек на миллион. Подобные цифры наблюдаются, конечно, не только в нашей стране. Поэтому употребление так называемой «легкой», «частично бездейтериевой» воды весьма важно для сохранения здоровья человека. Началось это, как водится, в США, но несколько лет назад производство подобной «легкой» воды под названием «Лангвей» началось и в России. Содержание дейтерия в ней меньше по сравнению с обычной водой в 1,5 раза. Подобные цифры наблюдаются, конечно, не только в нашей стране. Поэтому употребление так называемой «легкой», «частично бездейтериевой» воды весьма важно для сохранения здоровья человека. Началось это, как водится, в США, но несколько лет назад производство подобной «легкой» воды под названием «Лангвей» началось и в России. Содержание дейтерия в ней меньше по сравнению с обычной водой в 1,5 раза. Конечно, производство этой воды весьма недешево, так как требует «очистки» от дейтерия на молекулярном уровне. Конечно, производство этой воды весьма недешево, так как требует «очистки» от дейтерия на молекулярном уровне. Клинические испытания влияния подобной воды на здоровье человека проводились и до сих пор продолжаются в ряде научных центров во всем мире. Клинические испытания влияния подобной воды на здоровье человека проводились и до сих пор продолжаются в ряде научных центров во всем мире.

4 Тяжёлые воды Тяжёлая вода (также оксид ддт ее йййй тот ее рр ии яя я) обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной вввв ооо ддт ыыыы. Тяжёловодородная вода имеет ту же хох ии мм ии чччч ее сс кк уууу юююю ф ф ф ф ооо рр мм уууу лол уууу, что и обычная вввв ооо ддт аапа, но вместо атомов обычного лёгкого изотопа вввв ооо ддт ооо рр ооо ддт аапа ( ппп рр ооо тот ии яя я) содержит два атома тяжёлого ии заз ооо тот ооо ппп аапаводорода ддт ее йййй тот ее рр ии яя я. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

5 Нахождение в природе В природных водах один атом дейтерия приходится на 6400 атомов протия. Почти весь он находится в составе молекул полу тяжёлой воды DHO, одна такая молекула приходится на 3200 молекул лёгкой воды. Лишь очень незначительная часть атомов дейтерия формирует молекулы тяжёлой воды D2O, поскольку вероятность двух атомов дейтерия встретиться в составе одной молекулы в природе мала (примерно 0,5·107). При искусственном повышении концентрации дейтерия в воде эта вероятность растёт. В природных водах один атом дейтерия приходится на 6400 атомов протия. Почти весь он находится в составе молекул полу тяжёлой воды DHO, одна такая молекула приходится на 3200 молекул лёгкой воды. Лишь очень незначительная часть атомов дейтерия формирует молекулы тяжёлой воды D2O, поскольку вероятность двух атомов дейтерия встретиться в составе одной молекулы в природе мала (примерно 0,5·107). При искусственном повышении концентрации дейтерия в воде эта вероятность растёт.дейтерияпротияполутяжёлой водыдейтерияпротияполутяжёлой воды

6 Биологическая роль и физиологическое воздействие Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими (мыши, крысы, собаки)[1] показали, что замещение 25 % водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой. Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие, которые пили тяжёлую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают лишь при 90 % дейтерировании воды в теле. Простейшие способны адаптироваться к 70 % раствору тяжёлой воды, а водоросли и бактерии способны жить даже в чистой тяжёлой воде[1]. Человек может без видимого вреда для здоровья выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль. Тяжёлая вода использовалась для лечения артериальной гипертензии у людей в суточных дозах до 1,7 г дейтерия на кг веса пациента Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими (мыши, крысы, собаки)[1] показали, что замещение 25 % водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой. Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие, которые пили тяжёлую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают лишь при 90 % дейтерировании воды в теле. Простейшие способны адаптироваться к 70 % раствору тяжёлой воды, а водоросли и бактерии способны жить даже в чистой тяжёлой воде[1]. Человек может без видимого вреда для здоровья выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль. Тяжёлая вода использовалась для лечения артериальной гипертензии у людей в суточных дозах до 1,7 г дейтерия на кг веса пациента[1]млекопитающие рыбы Простейшиеводоросли бактерии[1]поваренная соль артериальной гипертензии[1]млекопитающие рыбы Простейшиеводоросли бактерии[1]поваренная соль артериальной гипертензии

7 Некоторые сведения Тяжёлая вода накапливается в остатке ээээ лол ее кк тот рр ооо лол ии тот аапа при многократном ээээ лол ее кк тот рр ооо лол ии заз ее воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гг ии гг рр ооо сс кк ооо ппп ии чччч инн аапа. Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 19 долларов за грамм в 2012 году [[[[ 3333 ]]]]). Среди населения бытует мм ии фффф о том, что при длительном кипячении природной воды концентрация тяжёлой воды в ней повышается, что якобы может вредно сказаться на здоровье [[[[ ии сс тот ооо чччч инн ии кк инн ее уууу кк аапа заз аапа инн ддт инн яя я ]]]]. В действительности же реальное повышение концентрации тяжёлой воды при кипячении ничтожно (менее процента [[[[ ии сс тот ооо чччч инн ии кк инн ее уууу кк аапа заз аапа инн ддт инн ее йййй ]]]]) и к тому же, как сказано выше, тяжёлая вода практически не ядовита [[[[ ии сс тот ооо чччч инн ии кк инн ее уууу кк аапа заз аапа инн ддт инн яя я ]]]]. Гораздо сильнее сказывается на вкусе и свойствах воды при кипячении повышение концентрации растворённых солей.

8 Легкая вода Вода — не только основа биологической среды организма, но и непосредственный участник всех жизненных процессов, таких как регулирование температуры тела, увлажнение воздуха при дыхании, вывод шлаков и токсинов, доставка питательных веществ и кислорода ко всем клеткам тела, помощь в преобразовании пищи в энергию. Поэтому её без преувеличения называют матрицей жизни. И чем чище вода, тем эффективнее она выполняет свои функции. Но понятие чистоты воды гораздо глубже, чем просто отсутствие загрязнений и вредных примесей.

9 Современные механические, химические, биологические методы обеспечивают очистку воды от всех нежелательных примесей, кроме тяжелой воды. Лишь сейчас появилась возможность удалять тяжелые молекулы ТЕМ САМЫМ облегчая воду. Чем легче вода, тем она полезнее для организма Современные механические, химические, биологические методы обеспечивают очистку воды от всех нежелательных примесей, кроме тяжелой воды. Лишь сейчас появилась возможность удалять тяжелые молекулы ТЕМ САМЫМ облегчая воду. Чем легче вода, тем она полезнее для организма

Источник