重水怎么得到啊?
重水(deuterium oxide)是一种含有重氢(氘)的水,与普通水相比,其中的氢原子是氘的同位素。重水的制备主要有以下几种方法:
1. 真空换热法:通过在真空条件下,将普通水和氘气(D2)通过换热器进行传热,使得其中的氢原子与氘气交换,从而形成重水。
2. 稀释法:将几份普通水和一份重水混合,反复稀释,每次稀释后重水的含量会有微小增加,最终得到所需浓度的重水。
3. 电解法:利用电解水的原理,将普通水电解,使得水中的氢原子富集在阴极(负极),从而得到富集了氘的重水。
4. 湿式化学法:利用特定的化学反应,如氘化镁和水反应,或是氘化锂和水反应,通过这些反应得到含有氘的化合物,并经过一系列的处理和提取,最终得到重水。
需要注意的是,重水的制备过程一般需要在专用实验室或工厂进行,因为重水具有一些特殊的性质和用途,如在核能产业中用于加速器和反应堆等。民用的重水很少使用,因为制备成本相对较高。
重水,也称为迪特里希重水(D2O),是一种水分子中氢原子被氘原子取代的水。
通常重水可以通过以下几种方法获得:
1. 电解法:将普通水溶液通过电解分解的方式,将其中的氢原子氧化成氢气,然后收集氧化所形成的氢气,即可得到重水。
2. 易氢化氘法:将氘在含氢分子(如甲醇、乙炔等)中被替代成氢的方法。
3. 茅斯纳克炼油法:通过对石油的加热分馏、裂化和深冷等多个步骤进行处理,从而获得重水。
需要注意的是,重水具有很高的成本且具有潜在的放射性,因此在进行相关操作时需要特别小心。
重水 重水(heavy water)是由氘和氧组成的化合物。分子式D2O,分子量20.0275,比普通水(H2O)的分子量18.0153高出约11%,因此叫做重水。在天然水中,重水的含量约占0.015%。由于氘与氢的性质差别极小,因此重水和普通水也很相似。重水的发现过程1931年美国H.C.尤里和F.G.布里克维德在液氢中发现氘, 1933年美国G.N.路易斯和R.T.麦克唐南利用减容电解法得到0.5微升重水,纯度为65.7%,再经电解,得0.1克接近纯的重水。 1934 年,挪威利用廉价的水力发电,建立了世界上第一座重水生产工厂。重水的生产方法有:电解法。电解水时,EBAE的电解分离系数可达10左右,可使重水很快浓集。但耗电能太大,已不单独使用。 精馏法。分水、氨、氢等精馏法,以富集其中的喉,操作虽简单,但分离系数小。 化学交换法。利用化学反应使喉和氢交换而得到富集,是最经济的方法。
大自然中,重水比普通水少很多,每50吨水中才含有1千克重水。制备重水有两种方法,一是蒸馏法,这种方法只能得到纯度为92%的重水;
一是电解法,可得99.7%的重水,但消耗电能特别大。所以重水不光质量重,也是贵重的水。 地球上的水若有 3,200分之一是半重水 (HDO)。半重水可以透过电解及蒸馏,或以化学方法从普通水中提炼出来。可以使用化学方法,是因为重氢及普通氢原子由于质量稍为不同,所以化学反应的速度有异。
当水中的半重水到了相当的浓度,重水便会因为水份子之间交换氢原子而慢慢出现。
要从半重水再提炼纯正的重水亦可使用电解、蒸馏及化学方法。
但是电解及蒸馏所需要的能量会非常巨大,因此一般这一步只会使用化学方法。