Den deuterium er en isotop af hydrogen arter, der er repræsenteret som D eller 2 H. I Desuden har den fået navnet tung hydrogen, fordi dens masse er det dobbelte af proton. En isotop er en art, der kommer fra det samme kemiske element, men hvis massetal er forskellig fra dette.
Denne sondring skyldes forskellen i antallet af neutroner, den har. Deuterium betragtes som en stabil isotop og kan findes i naturligt forekommende brintforbindelser, skønt i en ret lille andel (mindre end 0,02%).
I betragtning af dens egenskaber, der meget ligner de af almindeligt brint, kan det erstatte brint i alle de reaktioner, det deltager i, og blive ækvivalente stoffer.
Af denne og andre grunde har denne isotop et stort antal anvendelser inden for forskellige videnskabelige områder og bliver en af de vigtigste.
Struktur
Strukturen af deuterium består hovedsageligt af en kerne, der har en proton og et neutron, med en atomvægt eller masse på ca. 2.014 g.
Tilsvarende skylder denne isotop dens opdagelse til Harold C. Urey, en kemiker fra De Forenede Stater, og hans samarbejdspartnere Ferdinand Brickwedde og George Murphy, i år 1931.
På det øverste billede kan du se sammenligningen mellem strukturer af brintisotoper, der findes i form af protium (dets mest rigelige isotop), deuterium og tritium, arrangeret fra venstre mod højre.
Fremstillingen af deuterium i dens rene tilstand blev udført med succes for første gang i 1933, men siden 1950'erne er der anvendt et stof i fast fase, der har vist stabilitet, kaldet lithium deuteride (LiD), til udskift deuterium og tritium i et stort antal kemiske reaktioner.
I denne forstand er forekomsten af denne isotop undersøgt, og det er blevet observeret, at dens andel i vand kan variere en smule afhængigt af kilden, hvorfra prøven udtages.
Derudover har spektroskopiundersøgelser bestemt eksistensen af denne isotop på andre planeter i denne galakse.
Nogle fakta om deuterium
Som nævnt ovenfor ligger den grundlæggende forskel mellem brintisotoper (som er de eneste, der er blevet navngivet på forskellige måder) i deres struktur, fordi antallet af protoner og neutroner i en art giver det dets kemiske egenskaber.
På den anden side elimineres det deuterium, der findes inden i stjernekropperne, med større hastighed end det er oprindeligt.
Derudover anses det for, at andre naturfænomener kun udgør en lille mængde af den, så dens produktion fortsætter med at skabe interesse i dag.
Tilsvarende har en række undersøgelser afsløret, at langt de fleste af atomer, der er dannet af denne art, stammer fra Big Bang; dette er grunden til, at dens tilstedeværelse bemærkes i store planeter som Jupiter.
Da den mest almindelige måde at få denne art i naturen på er, når den findes i kombination med brint i form af protium, vækker forholdet mellem begge arter i forskellige videnskabelige områder stadig det videnskabelige samfunds interesse., såsom astronomi eller klimatologi.
Ejendomme
- Det er en isotop uden radioaktive egenskaber; det vil sige, det er ret stabilt i naturen.
- Det kan bruges til at erstatte brintatom i kemiske reaktioner.
- Denne art manifesterer en anden adfærd end almindeligt brint i reaktioner af biokemisk art.
- Når de to hydrogenatomer er erstattet i vand, D 2 O opnås, erhverve navnet af tungt vand.
- Det brint, der findes i havet, der er i form af deuterium, findes i en andel på 0,016% i forhold til protium.
- I stjerner har denne isotop en tendens til hurtigt at fusionere for at give anledning til helium.
- D 2 O er en toksiske arter, selv om dens kemiske egenskaber er meget lig dem af H 2
- Når deuteriumatomer udsættes for kernefusionsprocessen ved høje temperaturer, frigives store mængder energi.
- Fysiske egenskaber, såsom kogepunkt, massefylde, fordampningsvarme, tripelpunkt bl.a. har højere størrelser i deuterium (D 2) molekyler end i hydrogen (H 2) molekyler.
- Den mest almindelige form, hvori den findes, er knyttet til et brintatom med oprindelse af hydrogendeuterid (HD).
Applikationer
På grund af dens egenskaber bruges deuterium til en lang række anvendelser, hvori brint er involveret. Nogle af disse anvendelser er beskrevet nedenfor:
- Inden for biokemi bruges den til isotopmærkning, der består af at "markere" en prøve med den valgte isotop for at spore den gennem dens passage gennem et specifikt system.
- I nukleare reaktorer, der udfører fusionsreaktioner, bruges det til at reducere hastigheden, hvormed neutroner bevæger sig uden den høje absorption af disse, som almindeligt brint giver.
- Inden for området magnetisk resonans (NMR) anvendes opløsningsmidler baseret på deuterium til at få prøver af denne type spektroskopi uden tilstedeværelse af interferenser, der opstår ved anvendelse af hydrogenerede opløsningsmidler.
- På området biologi undersøges makromolekyler ved hjælp af neutronspredningsteknikker, hvor prøver forsynet med deuterium bruges til at reducere støj signifikant i disse kontrastegenskaber.
- Inden for farmakologi anvendes substitution af brint med deuterium på grund af den kinetiske isotopiske virkning, der genereres, og tillader disse lægemidler at have en længere halveringstid.
Referencer
- Britannica, E. (nd). Deuterium. Gendannes fra britannica.com
- Wikipedia. (Sf). Deuterium. Hentet fra en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kemi, niende udgave. Mexico: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (Sf). Deuterium overflod. Gendannes fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (Sf). Deuterium Fakta. Hentet fra thoughtco.com