Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
538
17-WODÓR
17.7.DEUTERITRYT
Izotopytegosamegopierwiastkamogąróżnićsięmiędzysobątymiwłaściwościami,
którezależąodmasyatomowej.Sątoprzedewszystkimtewłaściwości,którewiążą
sięzruchemcząsteczekiatomów(szybkośćdyfuzji,szybkośćparowania,energiadrgań
atomówwcząsteczce).Różnicetenajtrudniejdostrzecwprzypadkuizotopówodużych
liczbachmasowych.Wynikatostąd,żeprzydodaniulubodjęciujednegoneutronumasa
ciężkiegojądrazmieniasiętylkonieznacznie.Zmianamasyjądraoliczbiemasowej
100wynosiwówczaszaledwie1%.Inaczejrzeczsięprzedstawiawprzypadkuwodoru.
Przejścieodzwykłegowodoru,H,dodeuteru,D,oznaczawzrostmasyjądrao100%,
aróżnicewewłaściwościachzaznaczająsiętutajwyraźniejniżwprzypadkuizotopów
jakiegokolwiekinnegopierwiastka.Właśnietospowodowało,żebadaniomdeuteruijego
połączeńpoświęconowieleuwagi.
Deuter,jakjużwspomniano,występujewwodorzenaturalnymwilości0,016%.
Najczęściejstosowanametodaotrzymywaniategoizotopuopierasięnaspostrzeżeniu,
żewczasieelektrolizywodywodórwydzielającysięnakatodziejestniecouboższy
wdeuterniżwodapoddawanaelektrolizie.Wmiaręjakpostępujejejrozkład,ulega
onaprzetowzbogaceniuwizotopciężki.Jakosurowcadootrzymywaniadeuteruużywa
sięługówpoelektrolitycznych,tzn.roztworów,którejużbyłyużywanejakoelektrolit,
np.wczasieelektrolizychlorkusodu(por.p.26.9),idziękitemuzostaływstępnie
wzbogaconewdeuter.Wodórwydzielającysięzroztworujużwzbogaconegozawiera
oczywiściewięcejdeuteruniżwodórwydzielającysięzwodyjeszczenieelektroli-
zowanej.Ażebytegodeuterunietracić,wodórsięspala,apowstającąwodęzawraca
siędowcześniejszychstadiówelektrolizy.Z1m3wodynaturalnejmożnauzyskaćtym
sposobemok.30cm3wodyciężkiej,zawierającej99%D2O.Czystydeuteruzyskuje
sięzciężkiejwodyposługującsięktórąkolwiekzeznanychmetodotrzymywaniawo-
doru.
Czystydeuter,jakwskazujądanezawartewtabl.17.2,maniecowyższątemperaturę
topnieniaiwrzeniaorazwiększeciepłotopnienianiżwodórzwykły.Wszystkietewiel-
kościzależąoczywiścieodmasycząsteczkowej.Masaatomów,zawartychwcząsteczce
H2,HDlubD2,wpływatakżenaczęstośćdrgańobydwuznajdującychsięwniejatomów.
Energiatychdrgańjestkwantowanaiosiąganajmniejsządopuszczalnąwartość,większą
odzera,wtemp.bliskiej0K.Jesttoenergiapunktuzerowego.Zdanychprzytoczonych
wtabl.17.2wynika,żeenergiatamalejewyraźniewszereguH2,D2iT2.Cząsteczka
H2takżewinnychtemperaturachjestniecobogatszawenergięniżcząsteczkaD2iz
tegoteżwzględuwykazujenieconiższąenergiędysocjacji.
Deuterodznaczasięgorsząprzewodnościącieplnąniżwodór.Pomiartejwielkości
stanowidogodnąmetodęokreślaniaskładumieszaninH2iD2.Izotopytegosamego
pierwiastkamogąwykazywaćdrobneróżnicewpołożeniupoziomówenergetycznych
elektronów,copowodujeniewielkiezmianywpołożeniuprążkówwidmowych.Efekt
tenjestwprzypadkuwodorusilniejszyniżwprzypadkuizotopówjakiegokolwiekin-
negopierwiastkaiwłaśniedziękiniemudeuterzostałodkrytyw1932r.przezHarolda
C.Ureya.
