Химия воды. Водоподготовка. Шиян Л.Н. - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

1.1.3 Изотопный состав воды
Вода имеет молекулярный вес равный 18. Однако, не все молекулы воды
являются одинаковыми. Часть молекул воды имеет вес 19, 20, 21 и даже 22. Это
происходит потому, что некоторые молекулы воды составлены не из обычных
атомов кислорода и водорода, имеющих атомный вес 16 и 1 соответственно, а
из атомов более тяжелых. Кроме атомов кислорода, имеющих атомный вес 16,
в воде обнаружены атомы кислорода с весом 17 и 18, которые обозначаются
17
О и
18
О. Количество «тяжелых» атомов в общей смеси атомов кислорода
очень мало и определяется соотношением
16
О
:
17
О
:
18
О
= 3150 : 5 : 1. Для водо-
рода найдены также тяжелые атомы с весом 2 и 3. Изотопы водорода распро-
странены на Земле в соотношении:
1
Н (протий) 99,9844%,
2
Н (D-дейтерий)
0,0156%,
3
Н (Т- тритий) 3х10
-16
%. В гидросфере количество протия (
1
Н) при-
мерно в 6000 раз больше, чем дейтерия.
Открытие изотопов вызвало большой интерес к возможности получения
«тяжелой воды». Соединение дейтерия с кислородом D
2
O называется “тяжелой
водой”. По своим физическим свойствам «тяжелая вода» отличается от «обыч-
ной воды».
Плотность D
2
O равна 1,1056 при +4°С.
Температура плавления +3,81°С.
Кипения +101,4°C.
Температура максимальной плотности +11,3°С.
«Тяжелая вода» токсична: она замедляет биохимические реакции, и жи-
вые организмы в ней погибают. Так как температура плавления «тяжелой
воды» +3,81°С, то талая вода содержит меньше «тяжелой воды», чем обычная.
Было замечено, что люди, живущие в высокогорных районах и использующие
для питья талую воду, живут в среднем значительно дольше. Влияние талой
воды на продолжительность жизни было подтверждено опытами на животных.
Различие в содержании «тяжелой воды», наблюдающееся в природе, объ-
ясняется тем, что происходит частичное разделение изотопов. Одной из глав-
ных причин разделения изотопов является процесс испарения. Упругость паров
«тяжелой воды» хотя и незначительно, но ниже обычной воды, а так как про-
цесс испарения является основным фактором круговорота воды, то обогащение
воды изотопами в местах испарения и обеднения ими в местах конденсации
может вызвать заметную разницу в плотностях больших масс воды.
Изотопный состав подземных вод также в значительной степени зависит
от атмосферных осадков, но закономерности его формирования значительно
сложнее. Больше всего близок к составу атмосферных вод изотопный состав
подземных вод зоны активного водообмена. По изменению изотопного состава
воды возможно определение взаимосвязи подземных вод с поверхностными
водоемами, определение источников питания подземных вод и оценка взаимо-
связи водоносных горизонтов.
10

Страницы