The deuterium adalah satu isotop spesies hidrogen, yang diwakili sebagai D atau 2 H. Di samping itu, ia telah diberi nama hidrogen berat, kerana jisimnya adalah dua kali ganda daripada proton. Isotop adalah spesies yang berasal dari unsur kimia yang sama, tetapi jumlah jisimnya berbeza dari ini.
Perbezaan ini disebabkan oleh perbezaan bilangan neutron yang dimilikinya. Deuterium dianggap sebagai isotop stabil dan dapat dijumpai dalam sebatian hidrogen yang berlaku secara semula jadi, walaupun dalam bahagian yang agak kecil (kurang dari 0,02%).
Memandangkan sifatnya, sangat mirip dengan hidrogen biasa, ia dapat menggantikan hidrogen dalam semua reaksi di mana ia mengambil bahagian, menjadi bahan yang setara.
Untuk ini dan sebab-sebab lain, isotop ini mempunyai sebilangan besar aplikasi dalam bidang sains yang berbeza, menjadi salah satu yang paling penting.
Struktur
Struktur deuterium terbentuk terutama oleh inti yang memiliki proton dan neutron, dengan berat atom atau jisim sekitar 2,014 g.
Begitu juga, isotop ini berutang penemuannya kepada Harold C. Urey, seorang ahli kimia dari Amerika Syarikat, dan kolaboratornya Ferdinand Brickwedde dan George Murphy, pada tahun 1931.
Pada gambar atas anda dapat melihat perbandingan antara struktur isotop hidrogen, yang wujud dalam bentuk protium (isotopnya yang paling banyak), deuterium dan tritium, disusun dari kiri ke kanan.
Penyediaan deuterium dalam keadaan tulen berjaya dilakukan untuk pertama kalinya pada tahun 1933, tetapi sejak tahun 1950-an, bahan dalam fasa pepejal telah digunakan yang telah menunjukkan kestabilan, yang disebut lithium deuteride (LiD), untuk gantikan deuterium dan tritium dalam sebilangan besar tindak balas kimia.
Dalam pengertian ini, kelimpahan isotop ini telah dikaji dan diperhatikan bahawa bahagiannya dalam air mungkin sedikit berbeza, bergantung pada sumber dari mana sampel diambil.
Di samping itu, kajian spektroskopi telah menentukan kewujudan isotop ini di planet lain di galaksi ini.
Beberapa fakta mengenai deuterium
Seperti yang dinyatakan di atas, perbezaan mendasar antara isotop hidrogen (satu-satunya yang diberi nama dengan cara yang berbeza) terletak pada strukturnya, kerana jumlah proton dan neutron dalam suatu spesies memberikan sifat kimianya.
Sebaliknya, deuterium yang ada di dalam badan bintang dihapuskan dengan kelajuan yang lebih besar daripada yang berasal.
Di samping itu, dianggap bahawa fenomena alam lain hanya membentuk sedikit sahaja, sehingga pengeluarannya terus menghasilkan minat hari ini.
Begitu juga, satu siri penyelidikan telah menunjukkan bahawa sebahagian besar atom yang terbentuk dari spesies ini berasal dari Big Bang; inilah sebab mengapa kehadirannya diperhatikan di planet besar seperti Musytari.
Sebagai cara yang paling biasa untuk mendapatkan spesies ini di alam semula jadi adalah apabila digabungkan dengan hidrogen dalam bentuk protium, hubungan yang terjalin antara bahagian kedua spesies dalam bidang sains yang berlainan terus membangkitkan minat masyarakat saintifik. , seperti astronomi atau klimatologi.
Hartanah
- Ia adalah isotop tanpa ciri radioaktif; iaitu sifatnya agak stabil.
- Ia dapat digunakan untuk menggantikan atom hidrogen dalam reaksi kimia.
- Spesies ini menunjukkan tingkah laku yang berbeza dari hidrogen biasa dalam reaksi yang bersifat biokimia.
- Apabila dua atom hidrogen diganti dalam air, D 2 O diperoleh , memperoleh nama air berat.
- Hidrogen yang terdapat di lautan dalam bentuk deuterium wujud dalam perkadaran 0,016% berhubung dengan protium.
- Pada bintang, isotop ini cenderung untuk bergabung dengan cepat sehingga menimbulkan helium.
- D 2 O adalah spesies toksik, walaupun sifat-sifat kimia yang hampir sama dengan orang-orang H 2
- Apabila atom deuterium mengalami proses peleburan nuklear pada suhu tinggi, sejumlah besar tenaga dilepaskan.
- Sifat fizikal seperti takat didih, ketumpatan, haba pengewapan, titik tiga, antara lain, mempunyai magnitud yang lebih tinggi dalam molekul deuterium (D 2 ) daripada molekul hidrogen (H 2 ).
- Bentuk yang paling biasa dijumpai adalah berkaitan dengan atom hidrogen, hidrogen deuterida yang berasal (HD).
Permohonan
Oleh kerana sifatnya, deuterium digunakan dalam berbagai aplikasi di mana hidrogen terlibat. Beberapa kegunaan ini dijelaskan di bawah:
- Dalam bidang biokimia, digunakan dalam penandaan isotop, yang terdiri dari "menandai" sampel dengan isotop yang dipilih untuk mengesannya melalui lintasannya melalui sistem tertentu.
- Dalam reaktor nuklear yang melakukan tindak balas peleburan digunakan untuk mengurangkan kelajuan pergerakan neutron tanpa penyerapan tinggi dari hidrogen biasa.
- Di kawasan pelarut resonans magnetik nuklear (NMR) berdasarkan deuterium digunakan untuk mendapatkan sampel spektroskopi jenis ini tanpa adanya gangguan yang berlaku semasa menggunakan pelarut terhidrogenasi.
- Dalam bidang biologi, makromolekul dipelajari melalui teknik hamburan neutron, di mana sampel yang disediakan dengan deuterium digunakan untuk mengurangkan kebisingan dengan ketara pada sifat kontras ini.
- Di kawasan farmakologi, penggantian hidrogen untuk deuterium digunakan kerana kesan isotop kinetik yang dihasilkan dan membolehkan ubat ini mempunyai jangka hayat yang lebih lama.
Rujukan
- Britannica, E. (nd). Deuterium. Dipulihkan dari britannica.com
- Wikipedia. (sf). Deuterium. Diperolehi dari en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kimia, edisi kesembilan. Mexico: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (sf). Kelimpahan Deuterium. Dipulihkan dari hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- PemikiranCo. (sf). Fakta Deuterium. Diperolehi dari thinkco.com