重水,或称
重水 | |
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IUPAC名 [2H]2-water [2H]2-水 | |
别名 | 氘代水 氧化氘[1] 水-d2[2] 一氧化二氘 |
识别 | |
CAS号 | 7789-20-0 |
SMILES |
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RTECS | ZC0230000 |
性质 | |
化学式 | D2O |
摩尔质量 | 20.04 g·mol⁻¹ |
外观 | 无色透明液体 |
密度 | 1.1056 g/mL (20°C, 液) 1.0177 g/cm3 (m.p., 固) |
熔点 | 3.82 °C, 38.88 °F (276.97 °K) |
沸点 | 101.4 °C, 214.56 °F (374.55 °K) |
黏度 | 0.00125 Pa·s, 20 °C |
偶极矩 | 1.87 D |
危险性 | |
MSDS | External MSDS |
NFPA 704 | |
相关物质 | |
相关溶剂 | 丙酮、甲醇 |
相关化学品 | 水、超重水 |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
由于普通水和重水都是由相同数量的氢和氧原子组成,两者的化学反应皆会接近相同。但在物理上,重水的凝固点(即固态水的熔点)和沸点比普通水稍高,在一个大气压强下,重水的凝固点是摄氏3.82度,沸点是摄氏101.4度,密度为1.1056g/cm3。
有另一种重水称为半重水(HDO)它只有一个氢原子是多一个中子的重氢。一般的半重水都并不纯正,通常是50%HDO,25%的H2O 及 25%的D2O。除了由重氢组成的重水分子外,还有一种由重氧原子(氧17或氧18)组成的重水分子,称为“重氧水”。由于分离出重氧水分子的难度较高,因此提炼纯正重氧水的成本会比重氢水为高。
用途
健康问题
一般重水并不属于有毒物质,但是人体内的代谢需要轻水,所以如果只喝重水会生病。情形就好像空气中最主要的成分氮气是无毒的,但吸入纯氮会因为缺氧致死。以老鼠做的实验发现重水能抑制细胞的有丝分裂,引起需要迅速代谢的身体组织变坏。[3]实验中的老鼠连续数天只喝重水后,体内约一半的体液变成重水;这时症状开始出现,需要快速细胞分裂的组织,如发根及胃膜最先出现毛病。本来快速增长的癌细胞生长速度亦出现减慢,不过减慢的程度并不足以令重水作为可行的治疗方法。
提炼方法
地球上的水分子中大约有3,200分之一是半重水(HDO),也即6,400分之一的氢原子是氘。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,是因为氘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,重水便会因为水分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。
参阅
参考资料
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