Как вы знаете химическая формула воды Н2О. Эту формулы воды открыли лищь в 1805 году Александр Гулмбольдт и Жозеф Луи Гей-Люсак. До этого времени воду считали простым химическим элементом. После этого открытия свыше ста лет считали, что это вода – индивидуальное соединение, описываемое только одной единственно возможной формулой Н2О. В краткой химической энциклопедии и сейчас она описывается как «простейшее устойчивое химическое соединение».
Но это не так. В 1932 году произошло сенсационное открытие: американские физики Гаральд Юрии и Эльберт Осборн в природе нашли помимо простой воды «тяжелую воду», в молекулах которой вместо водорода занимает его тяжелый изотоп – дейтерий.
Формула Тяжеловой воды D2O. Она на 10 процентов плотнее обычной, вязкость ее выше на 23 процента, кипит при 101,4 градуса по Цельсию, а замерзает при +3,8. При этом внешне она ни чем не отличается от простой воды.
Тяжелая вода распространена повсеместно в небольших количествах в природных водах. Но из-за особенных физических свойств она неравномерно распределена в мировом океане Земли. Например, в замкнутых водоемах ее больше, так как по сравнению с обычной водой она испаряется гораздо медленнее, вследствие чего ее больше в местностях с жарким климатом. Так обогащается дейтерием поверхность океана на экваторе и в тропиках, где осадки обогащены ей. На полюсах же наоборот тяжелой волы заметно меньше вследствие влияния талых айсбергов.
Тяжелая вода играет немалую роль в биологических процессах, вследствие ее повсеместного и постоянного содержания в мировых водах Земли. Так она замедляет и даже отрицательно действует на все жизненные функции организмов. А снижение содержания дейтерия в воде стимулируют жизненные процессы.
Открытие тяжелой воды послужило к дальнейшим исследованиям, а самое главное, показало, на сколько непроста сама по себе вода. Вскоре была обнаружена сверхтяжелая вода Т2О, где вместо водорода содержится радиоактивный тритий, образующийся в высоких слоях атмосферы.
В небольших количествах сверхтяжелая вода попадает и на землю. Она распространена неравномерно: в материковых водоемах ее больше, чем в океанах, в полярных водах больше, чем в экваториальных. По физическим свойствам она еще больше отличается от обычной: кипит при 104 градусах по Цельсию, замерзает при 4-9 градусах по Цельсию.
Помимо «природных» изотопов водорода ученые смогли синтезировать и более тяжелые радиоактивные изотопы.
Как видно, существует три вида «природной» воды с различным изотопным составом водорода. Но есть также изотопы кислорода. Помимо 16О – известного всем кислорода, есть и 17О и 18О. По физическим свойствам тяжелокислая вода меньше отличается от обычной, чем тяжеловодородная. Используют ее в основном как источник препаратов с меченым кислородом.
Помимо этого есть и искусственно созданные изотопы кислорода, которые недолговечны и радиоактивны.
Таким образом, наличие 5 водородных и 9 кислородных изотопов в различных сочетаниях могут давать 135 видов воды.
Основную массу природной воды свыше 99 процентов приходится на протиевую или обычную воду. На тяжелолокислую – десятые доли процента. Остальные оставшиеся процента приходятся на тяжеловодородную, но при этом тяжелой воды заметно больше.
ЛИЛЯ ЯШИНА