重水是水嗎?

1893年4月29日,美國化學家尤里出生於印第安納州沃克頓。1932年他發現了重水及重氫同位素,並因此榮獲了1934年諾貝爾化學獎。那麼,重水是水嗎?

冰在0℃開始融化。這是大家都熟悉的事兒。

然而,世界上竟有“熱冰”——它在3.8℃方才融化!

是不是結成這種冰的水不純呢?不,這是道道地地的水,但又與普通的水不一樣,它叫重水。

重水是水。普通水的分子,是由一個氧原子與兩個氫原子組成的。重水的分子,也是由一個氧原子與兩個氫原子組成。重水與普通水的不同,只是在於組成重水的氫原子不是普通的氫原子,而是重氫,學名叫做“氘”[dāo]。重氫也是氫:普通氫原子的原子核是由一個質子組成的,而重氫的原子核除了有一個質子外,還多含有一箇中子。1升重水比1升普通水大約重105.6克。

重水是水嗎?

在外貌上,重水與普通水差不多,都是沒顏色的、透明的、流來流去的液體。但是,它倆貌似神離,脾氣可大不相同:如果你用重水養金魚的話,魚兒沒多久就肚皮朝天地死去了,喝了重水的老鼠,也會很快喪命;普通的水在100℃就沸騰了,重水在101.4℃才沸騰;鹽類在重水裡的溶解度比在普通水裡要小些;許多化學反應進行的速度,在重水裡也要比普通水裡慢一些。

更奇怪的是:當用電流電解水時,普通水的分子很容易被電流“拆開”成氫氣與氧氣,從兩極跑掉。而重水幾乎不會被電解!

重水是水嗎?

在大自然中,普通的水大約有140萬萬億噸那麼多,重水卻很少,在100噸水裡大約含有17千克重水。現在,人們就是利用電流來大批大批地電解水。久而久之,因為重水不易被電解,電解液裡重水的濃度便越來越大,最後把電解液蒸餾一下,就製得了很純的重水。這樣,製備重水常常要消耗掉大量的電能,提煉1千克重水比熔鍊1噸鋁所需的電能還大3倍!

在大自然中,重水的分佈是很不均勻的:雪、雨水與地表面的水裡,重水很少。然而,在一些動植物體中,特別是一些礦物(如變質綠泥石)中,重水的含量卻較多。

儘管為了得到一丁點兒的重水,要付出巨大的電能,人們還是大批大批地電解水來製備重水,而且即使這樣做,重水仍然感到供不應求呢!

這是為什麼?

原來,重水在現代原子能反應堆裡,是一位非常重要的角色——減速劑。在所有的減速劑中,要數重水最好了,因為它幾乎不吸收中子。

重水是在1932年才第一次被人們發現。短短的四十多年間,它成了一位非常重要的“人物”。在將來,重水將越發重要,人們稱它為“未來的燃料”,因為重水是熱核反應的“燃料”,是一種取之不盡、用之不竭,而釋放出來的能量又是異常巨大的好“燃料”!


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