Девять сортов воды

он даст воду. С другой стороны, с протием или дейтерием может вступить в соединение один из изотопов кислорода, в результате тоже образуется вода. Комбинируя все возможные сочетания изотопов водорода и кислорода, можно представить себе воду девяти различных изотопных составов: Н2016, Н2017, Н2018, HDO16, HDO17, HDO18, D2O16, D2017 и D2018.

Относительное содержание устойчивых изотопов в естественных химических элементах большей частью постоянно. Из каких бы соединений ни получали хлор, в нем всегда содержится на каждые три атома хлор-35 один атом хлор-37. То же справедливо и для многих других элементов: кремния, натрия, калия, меди, серебра, железа и т. д. Но это наблюдается не всегда. У некоторых элементов изотопный состав значительно изменяется, в зависимости от их происхождения. К ним принадлежат: гелий, аргон, углерод и некоторые другие элементы.

Изотопный состав водорода и кислорода также не постоянен. Он зависит от того, откуда выделены эти газы: из воздуха, воды, минералов или живых организмов.

В естественном водороде дейтерия содержится около 0,02 процента, то есть на каждые 5000 атомов легкого водорода— протия (iH1) приходится только один атом тяжелого водорода—дейтерия (1H2).

Наиболее распространенным соединением водорода с кислородом в наших земных условиях является вода. Какой же воды в природе больше? Очевидно, той, которая состоит из атомов наиболее распространенных изотопов. Это будет вода, отвечающая по составу формуле Н2016. Относительное содержание изотопов кислорода О17 и О18 в природе невелико, а атомов дейтерия итого меньше. Поэтому количество тяжелой воды, содержащей в своей молекуле атомы дейтерия, сравнительно небольшое; а количество воды, включающей в себя наряду с дейтерием атомы тяжелых изотопов кислорода, совершенно ничтожно.

Практическое значение приобрела только вода, содержащая в составе своей молекулы атомы дейтерия и изотопа кислорода-16, то есть отвечающая химической формуле D2O16. Ее и назвали тяжелой водой.В природных водах молекул D2016 очень мало, так как они легко вступают во взаимодействие с молекулами Н2016, заменяя один атом дейтерия на атом легкого водорода; в результате такого обмена образуются две молекулы состава HD016. Таких молекул в обычной воде около 0,02 процента. Воды состава Н2017 примерно в два раза больше— около 0,04 процента, воды состава Н2018 еще больше — около 0,20 процента. Свойства воды, содержащей тяжелые изотопы кислорода, пока изучены еще недостаточно.

Страница 2 of 212