Deutérium
 |
Ez a szócikk nem tünteti fel a forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Önmagában ez nem minősíti a szócikk tartalmát: az is lehet, hogy minden állítása pontos. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! |
A deutérium vagy nehézhidrogén a hidrogén egyik stabil izotópja, melynek természetes előfordulása 1 atom 6500 hidrogénatomonként. A deutérium atommagját deuteronnak nevezik, egy protont és egy neutront tartalmaz, míg a normál hidrogén csupán egy protont.
A 2H kémiai jel azonosítja a deutériumot. A D nem hivatalos jelölést is gyakran alkalmazzák, holott a deutérium nem önálló kémiai elem. Természetes formájában deutériumgázként fordul elő: 2H2 vagy D2. Amikor normál hidrogénatomhoz (1H) kapcsolódik, akkor a gázt hidrogén deuteridnek hívják (legalábbis angol nyelvterületen).
Tartalomjegyzék |
Tulajdonságai [szerkesztés]
Fizikai tulajdonságai [szerkesztés]
Fizikai tulajdonságai nem sokban térnek el a közönséges hidrogénétől; színtelen, szagtalan, íztelen gáz, moláris tömege kettővel több, 4 g/mol (az atommaghoz kapcsolódott neutron miatt).
Hármaspontja 18,73 K, 17 100 Pa.[1]
A deutérium -254,6 °C-on olvad és -249,7 °C-on forr.
Kémiai tulajdonságai [szerkesztés]
A deutérium kémiai szempontból a közönséges hidrogénhez hasonlóan viselkedik, bár a nagyobb tömege miatt a deutériumot tartalmazó reakciók valamivel kisebb sebességgel mennek végbe, mint a megfelelő közönséges hidrogént tartalmazó reakciók. A két izotópot fizikailag tömegspektrométerrel lehet megkülönböztetni. Ezenfelül a deutériumvegyületek fizikai tulajdonságai eltérhetnek a hidrogénes megfelelőjüktől; például a D2O sokkal viszkózusabb mint a H2O. Mivel a deuteronnak a spinje +1, ezért bozon.
A deutérium helyettesítheti a normál hidrogént a vízmolekulában nehézvizet (D2O) képezve. Jóllehet nem szigorúan mérgező, a nehézvíz fogyasztása ártalmas lehet az egészségre.
Csillagászati jelentősége [szerkesztés]
A deutérium jelenléte a csillagokban fontos adat a kozmológia számára. Mivel a deutérium elbomlik a csillagban végbemenő fúzió során, nem ismerünk más folyamatot, mint az ősrobbanás nukleoszintézisét a deutérium előállítására. Így ez egy fontos érv az ősrobbanás mellett a világegyetem állandó állapotú elméletével szemben.
A deutérium felhasználása [szerkesztés]
A világ vezető deutériumtermelője Kanada. Ezt nehézvíz formájában neutronmoderátornak használja fel a CANDU-reaktorokban. (Ennek mellékterméke a nehézvizet alkalmazó Sudbury Neutrínó Obszervatórium.)
A neutronelnyelő képessége (abszorpció) sokkal kisebb, mint a közönséges hidrogéné, és ez teszi kiváló neutronmoderátor anyaggá. Ugyanezen okból használják hidrogéntartalmú anyagokban izotóphelyettesítésre (deuterizált minta), mert az így preparált anyagok sokkal alkalmasabbak a neutronszórásos vizsgálatokra az eredetiknél.
A fúziós energiatermelés egyik ígéretes nyersanyaga.
Vegyületek [szerkesztés]
A deutérium akár csak a hidrogén számos vegyülettel rendelkezik.
- Nehézvíz D2O
- Nehézammónia ND3
- Nehézmetán CD4
A savakban a hidrogént deutériummal helyettesíthetjük.
A szénsav H2CO3 deutériummal: D2CO3. A kénsav H2SO4 deutériummal: D2SO4.
Lásd még [szerkesztés]
Források [szerkesztés]
- ↑ L. A. Schwalbe, E. R. Grilly: A Review of Deuterium Triple-Point Temperatures. nist.gov, 2008. (Hozzáférés: 2012. június 2.)
