Den deuterium er en isotop av hydrogen-arter, som er representert som D eller 2 H. I tillegg har det blitt gitt navnet til tungt hydrogen, fordi massen er det dobbelte av den proton. En isotop er en art som kommer fra det samme kjemiske elementet, men hvis massetall er forskjellig fra dette.
Dette skillet skyldes forskjellen i antall nøytroner den har. Deuterium regnes som en stabil isotop og kan finnes i naturlig forekommende hydrogenforbindelser, selv om det i en ganske liten andel (mindre enn 0,02%).
Gitt dens egenskaper, veldig lik de med vanlig hydrogen, kan det erstatte hydrogen i alle reaksjonene det deltar i, og bli likeverdige stoffer.
Av denne og andre grunner har denne isotopen et stort antall bruksområder innen forskjellige vitenskapsområder, og blir en av de viktigste.
Struktur
Strukturen til deuterium består hovedsakelig av en kjerne som har et proton og et nøytron, med en atomvekt eller masse på omtrent 2 014 g.
Tilsvarende skylder denne isotopen oppdagelsen til Harold C. Urey, en kjemiker fra USA, og hans samarbeidspartnere Ferdinand Brickwedde og George Murphy, i 1931.
På bildet over kan du se sammenligningen mellom strukturene til hydrogenisotoper, som eksisterer i form av protium (dens mest forekommende isotop), deuterium og tritium, arrangert fra venstre til høyre.
Fremstillingen av deuterium i ren tilstand ble utført med suksess for første gang i 1933, men siden 1950-tallet har et stoff i fast fase blitt brukt og har vist stabilitet, kalt litium deuteride (LiD), til erstatte deuterium og tritium i et stort antall kjemiske reaksjoner.
I denne forstand har forekomsten av denne isotopen blitt studert, og det har blitt observert at dens andel i vann kan variere litt, avhengig av kilden som prøven tas fra.
I tillegg har spektroskopistudier bestemt eksistensen av denne isotopen på andre planeter i denne galaksen.
Noen fakta om deuterium
Som nevnt ovenfor, ligger den grunnleggende forskjellen mellom hydrogenisotoper (som er de eneste som har blitt navngitt på forskjellige måter) i deres struktur, fordi antallet protoner og nøytroner i en art gir det dens kjemiske egenskaper.
På den annen side elimineres deuteriumet som eksisterer inne i de stjernekroppene med større hastighet enn det er opprinnelig.
I tillegg anses det at andre fenomener i naturen bare utgjør en liten mengde av den, så produksjonen fortsetter å generere interesse i dag.
Tilsvarende har en serie undersøkelser avslørt at det store flertallet av atomene som er dannet fra denne arten, oppsto i Big Bang; dette er grunnen til at tilstedeværelsen blir lagt merke til i store planeter som Jupiter.
Ettersom den vanligste måten å få tak i denne arten i naturen er når den er kombinert med hydrogen i form av protium, fortsetter forholdet mellom andelen av begge artene i forskjellige vitenskapsfelt å vekke det vitenskapelige samfunnets interesse. , for eksempel astronomi eller klimatologi.
Egenskaper
- Det er en isotop uten radioaktive egenskaper; det vil si at den er ganske stabil i naturen.
- Det kan brukes til å erstatte hydrogenatom i kjemiske reaksjoner.
- Denne arten manifesterer en annen atferd enn vanlig hydrogen i reaksjoner av biokjemisk art.
- Når de to hydrogenatomene erstattes i vann, oppnås D 2 O, og får navnet tungt vann.
- Hydrogenet som finnes i havet som er i form av deuterium, eksisterer i en andel på 0,016% i forhold til protium.
- I stjerner har denne isotopen en tendens til å fusjonere raskt for å gi opphav til helium.
- D 2 O er en giftig art, selv om dens kjemiske egenskaper er veldig lik de til H 2
- Når deuteriumatomer blir utsatt for kjernefusjonsprosessen ved høye temperaturer, frigjøres store mengder energi.
- Fysiske egenskaper som kokepunkt, tetthet, fordampingsvarme, triple point, blant andre, har høyere størrelser i deuterium (D 2 ) molekyler enn i hydrogen (H 2 ) molekyler .
- Den vanligste formen den finnes i er knyttet til et hydrogenatom, med opprinnelse av hydrogen deuteride (HD).
applikasjoner
På grunn av dens egenskaper blir deuterium brukt i en rekke bruksområder der hydrogen er involvert. Noen av disse bruksområdene er beskrevet nedenfor:
- Innen biokjemi brukes den i isotopmarkering, som består av å "merke" en prøve med den valgte isotopen for å spore den gjennom dens passasje gjennom et spesifikt system.
- I atomreaktorer som utfører fusjonsreaksjoner, brukes det til å redusere hastigheten som nøytroner beveger seg uten den høye absorpsjonen av disse som vanlig hydrogen gir.
- I området med kjernemagnetisk resonans (NMR) brukes løsningsmidler basert på deuterium for å få prøver av denne typen spektroskopi uten tilstedeværelse av forstyrrelser som oppstår ved bruk av hydrogenerte løsningsmidler.
- På området biologi blir makromolekyler studert gjennom nøytronspredningsteknikker, der prøver forsynt med deuterium brukes til å redusere støy betydelig i disse kontrastegenskapene.
- På farmakologiområdet brukes substitusjon av hydrogen med deuterium på grunn av den kinetiske isotopiske effekten som genereres og gjør at disse medisinene kan ha en lengre halveringstid.
referanser
- Britannica, E. (nd). Deuterium. Gjenopprettet fra britannica.com
- Wikipedia. (SF). Deuterium. Hentet fra en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kjemi, niende utgave. Mexico: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (SF). Deuterium overflod. Gjenopprettet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (SF). Deuterium Fakta. Hentet fra thoughtco.com