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重水
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重水

重水又名氧化氘,无臭无味的液体,是重氢与氧的化合物,占普通水重量的 0.02%。用作原子反应堆中中子的减速剂和制取重氢的原料。

  • 产品名称:重水Heavy water
  • CAS号:7789-20-0
  • 别名:氧化氘,重水-d2
  • MDL号:MFCD00044636
  • EINECS号:232-148-9
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重水又名氧化氘,无臭无味的液体,是重氢与氧的化合物,占普通水重量的 0.02%。用作原子反应堆中中子的减速剂和制取重氢的原料。

重水产品参数

产品名称:重水

CAS号:7789-20-0

英文名称:Heavy water

别名:氧化氘,重水-d2

EINECS编号:232-148-9 

MDL号:MFCD00044636

产品规格:重水  Deuterium Oxide (D,99.9%)

包装规格:10*0.5ml     10*0.6ml    10g     50g    100g    500g    1000g     大包装定制

重水物理化学性质

密度1.0±0.1 g/cm3
沸点100.0±9.0 °C at 760 mmHg
熔点3.8 °C(lit.)
分子式D2O
分子量20.028
闪点101.4°C
精确质量20.023117
PSA9.23
LogP-1.38
外观性状无色液体
蒸汽压24.5±0.3 mmHg at 25°C
折射率1.329
储存条件保持贮藏器密封,放入紧密的贮藏器内,储存在阴凉,干燥的地方
稳定性如果遵照规格使用和储存则不会分解,避免接触水分/潮湿,水溶液与碱金属,碱土金属和许多有机无机的活性化学药品是不相溶的。25℃时的密度为1.1044kg/L,最大密度时的温度为11.2℃。pKa=14.955(25℃)。

重水亦称“氧化氘”、“氘水”,是氢的重同位素(氘)和氧的化合物,是氘的最重要的化合物,因为它的密度比普通水大,故称重水,化学式D2O,在常温常压下,为无色无臭的液体,这种水含有质量为普通氢两倍的氢的同位素。

与普通水相比,其化学性能相对不活跃,比重1.10775(25℃),熔点3.82℃,沸点为101.42℃。自然水中重水含量为1/5000,在普通水中,重氢与氢的比例约为1:6000,在死海或深海中的蕴藏量相对丰富些。自然界没有富含重水的源泉。重水在外观上和普通水相似,但许多物理性质不同,重水分子间氢键力较大,分子间缔合度也较大,所以它的熔点、沸点比水高。常温下重水的蒸气压比水小,这是水精馏法富集重水的理论根据。在25℃时重水的粘度比水大2.3%,致使许多电解质在重Chemicalbook水中的电导率比水中小。重水的介电常数低于水,盐类在重水中的溶解度一般小些,在25℃时1g水能溶解0.3592g氯化钠,但1g重水只能溶解0.3056g;在25℃时,碘在四氯化碳和水间的分配系数是85:1,而在四氯化碳和重水间的分配系数是103:1。重水表面张力、离子积([D+7][OD+]=2×10-15)的数值都比水小,重水的反应速度比水的同样反应要慢些。重水有吸水的性质,和浓硫酸相象,必须将它保存在密封的容器内。重水可用于原子反应堆中作核减速剂和减热润滑剂。

重水的制备方法

重水资源十分丰富,海水中的含量达5×1014t。但是,天然水中的重水浓度很低,仅0.015%,而反应堆使用的重水要求纯度达99.75%。因此,重水生产的特点是:分离级数多、平衡时间长、处理物料量大和能耗大。由天然浓度富集到约1%的方法选择十分重要,重水生产的成本主要取决于初富集段的成本。

重水生产的主要方法有下列三种:

①精馏法:利用氘化合物的蒸气压特点而富集。主要原料为氢、氨、水等。液氢精馏的分离系数大,但低温技术和设备限制了生产规模。水精馏操作简单可靠,但因分离系数小而能耗过大。氨精馏的分离系数略大于水,潜热小,但受氨源限制,用作初富集方法不经济;

②电解法:电解水时,氘的电解分离系数可达10左右。电解法在20世纪50年代以前是生产重水的主要方法,现因能耗太大,已不单独使用;

③化学交换法:目前生产重水最经济的方法。化学交换法的实际操作过程分为单温交换法和双温交换法。其中,利用硫化氢和水的双温交换过程是目前工业规模生产低浓重水的主要方法。另外,还在开发中的方法有吸氢合金吸附分离法和激光分离法等。

重水的性质及用途

重水是无色透明液体,无气味,较水有更大的结合能力。表面张力很小,但粘度比普通水大1.23倍(25℃)。有吸湿性。能与乙醇、丙酮、二甲基亚砜和乙腈混溶,微溶于乙醚、苯和氯仿。能溶解许多酸、碱、盐化合物。是核磁共振光谱测定的溶剂,常用作氘标记化合物的制备,反应堆中子减速剂。

重水可用做核裂变动力反应堆中的中子减速剂和载热剂,也可用于化学和生物学研究。重水电解所得的氘是制造氢弹的装料。重水的主要用途是在核反应堆中做“减速剂”,减小中子速度,控制核裂变过程,也是冷却剂。重水和氘在研究化学和生理变化中是一种宝贵的示踪材料,例如,用稀重水灌溉树木,可以测知水在这些植物中每小时可运行十几米到几十米。测定饮过大量稀重水的人尿中的氘含量,知道水分子在人体中停留时间平均为14天。用氘代替普通氢,可以研究动植物消化和新陈代谢过程。浓的或纯重水不能维持动植物生命,重水对一般动植物的致死浓度为60%。

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