Voda ochuzená o deuterium - Deuterium-depleted water

Voda ochuzená o deuterium (DDW) je voda který má nižší koncentraci deuterium než se přirozeně vyskytuje na Zemi. DDW je také známý jako lehká voda, ačkoli tento termín je také používán ve vztahu k normální vodě.

Chemie

Voda zbavená deuteria má nižší koncentraci deuterium (2H) než se vyskytuje v přírodě.[1] Deuterium je přirozeně se vyskytující, stabilní (neradioaktivní) izotop vodíku s jádrem skládajícím se z jediného protonu a jediného neutronu. Jádro obyčejného vodíku (protium ) se skládá z jediného protonu. Atomy deuteria jsou asi dvojnásobné atomová hmotnost výsledkem je normální atomy vodíku. Těžká voda sestává z molekul vody se dvěma atomy deuteria nahrazujícími dva normální atomy vodíku. Vodík v normální vodě sestává z přibližně 99,98% (hmotnostních) normálního vodíku (1H).[2]

v Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW), který definuje izotopové složení oceánské vody, deuterium se vyskytuje v a koncentrace 155,76ppm.[3] Pro standard SLAP (Standard Light Antarctic Precipitation), který určuje izotopové složení přírodní vody z Antarktidy, je koncentrace deuteria 89,02ppm.[4] Výroba těžká voda zahrnuje izolaci a odstranění obsahující deuterium izotopolog v přírodní vodě. Vedlejším produktem tohoto procesu je voda ochuzená o deuterium.[5]

Vzhledem k heterogenitě hydrologických podmínek se přírodní voda ve svém izotopovém složení mění po celém světě. Vzdálenost od oceánu a rovníku a výška nad mořem mají pozitivní korelaci s deplecí vody deuteria.[6]

Sněhová voda, zejména z ledovcových horských tavenin, je výrazně lehčí než voda v oceánu. Hmotnostní množství izotopologové v přírodní vodě se počítají na základě údajů shromážděných pomocí molekulární spektroskopie:[7][8]

Vodní izotopologMolekulová hmotnostObsah, g / kg
VSMOWPOLÍČEK
1H216Ó18.01056470997.032536356997.317982662
1H2H16Ó19.016841440.3280000970.187668379
2H216Ó20.023118190.0000269000.000008804
1H217Ó19.014781270.4115090700.388988825
1H2H17Ó20.021058010.0001349980.000072993
2H217Ó21.027334760.0000000110.000000003
1H218Ó20.014810372.2270637382.104884332
1H2H18Ó21.021087110.0007287690.000393984
2H218Ó22.027363860.0000000590.000000018

Podle výše uvedené tabulky může hmotnostní koncentrace těžkých izotopologů v přírodní vodě dosáhnout 2,97 g / kg, což je z velké části 1H218O, tj. Voda s lehkým vodíkem a těžkým kyslíkem. Dále je v každém litru vody asi 300 miligramů izotopologů obsahujících deuterium. To představuje významnou hodnotu srovnatelnou například s obsahem minerálních solí.[9]

Výroba

Voda ochuzená o deutereum může být vyráběna v laboratořích a továrnách. K jeho výrobě se používají různé technologie, jako např elektrolýza,[10] destilace (nízkoteplotní vakuová rektifikace),[11][12] odsolování z mořské vody,[13] Girdlerův sulfidový proces,[14] a katalytické výměna.[15]

Kritika

Harriet Hall vyšetřovaná zdravotní tvrzení byla připisována pití DDW, které bylo prodáno až za 20 $ za litr. V článku z července 2020 zveřejněném na Skeptický tazatel online uvedla, že drtivá většina studií DDW nezahrnovala člověka a těch několik, které neověřovaly žádného člověka účinnost. Došla k závěru: „Nevidím žádné dobré vědecky podložené důkazy, díky nimž bych se bála deuteria. Budu se držet vody z vodovodu, děkuji.“[16]

Viz také

Reference

  1. ^ Goncharuk, Vladyslav V; Kavitskaya, Alina A; Romanyukina, Iryna Yu; Loboda, Oleksandr A (17. června 2013). „Odhalení tajemství vody: voda ochuzená o deuterium“. Centrální žurnál chemie. 7 (1). doi:10.1186 / 1752-153X-7-103. PMID  23773696.
  2. ^ „Izotopy vodíku“. Úvod do chemie. 26. září 2016. Archivovány od originál dne 31. března 2020. Citováno 13. července 2020.
  3. ^ Referenční a srovnávací materiály pro stabilní izotopy světelných prvků. IAEA. 1993.
  4. ^ „Referenční list pro mezinárodní měřící standardy“ (pdf). Mezinárodní agentura pro atomovou energii (IAEA).
  5. ^ „deuterium depletium water: Topics by WorldWideScience.org“. WorldWideScience. 1. ledna 2001. Citováno 13. července 2020.
  6. ^ Siegenthaler, U. (1979). „Stabilní izotopy vodíku a kyslíku ve vodním cyklu“. In Jäger, E .; Hunziker, J.C. (eds.). Přednášky z geologie izotopů. Springer Berlin Heidelberg. 264–273. doi:10.1007/978-3-642-67161-6_22. ISBN  978-3-540-09158-5.
  7. ^ ROTHMAN, L.S .; RINSLAND, C.P .; GOLDMAN, A .; MASSIE, S.T .; EDWARDS, D.P .; FLAUD, J-M .; PERRIN, A .; CAMY-PEYRET, C .; DANA, V .; MANDIN, J.-Y .; SCHROEDER, J .; MCCANN, A .; GAMACHE, R.R .; WATTSON, R.B .; YOSHINO, K .; CHANCE, K.V .; JUCKS, K.W .; BROWN, L.R .; NEMTCHINOV, V .; VARANASI, P. (listopad 1998). „HITRANOVÁ MOLEKULÁRNÍ SPEKTROSKOPICKÁ DATABÁZE A HAWKY (HITRANSKÉ ATMOSFÉRICKÉ PRACOVIŠTĚ): EDICE 1996“. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 60 (5): 665–710. doi:10.1016 / S0022-4073 (98) 00078-8.
  8. ^ Rothman, L.S .; Barbe, A .; Chris Benner, D .; Brown, L.R .; Camy-Peyret, C .; Carleer, M.R .; Šance, K .; Clerbaux, C .; Dana, V .; Devi, V.M .; Fayt, A .; Flaud, J.-M .; Gamache, R.R .; Goldman, A .; Jacquemart, D .; Jucks, K.W .; Lafferty, W. J.; Mandin, J.-Y .; Massie, S.T .; Nemtchinov, V .; Newnham, D.A .; Perrin, A .; Rinsland, C.P .; Schroeder, J .; Smith, K.M .; Smith, M.A.H .; Tang, K .; Toth, R.A .; Vander Auwera, J .; Varanasi, P .; Yoshino, K. (listopad 2003). „Molekulární spektroskopická databáze HITRAN: vydání z roku 2000 včetně aktualizací do roku 2001“. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 82 (1–4): 5–44. doi:10.1016 / S0022-4073 (03) 00146-8.
  9. ^ Pehrsson, K .; Patterson, C .; Perry, A. „Minerální obsah pitné a komunální vody v USA“ (PDF). Beltsville, MD .: USDA, Agricultural Research Service, Human Nutrition Research Center, Nutrient Data Laboratory. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  10. ^ Kótai, László; Lippart, József; Gács, István; Kazinczy, Béla; Vidra, László (červen 1999). "Plant-scale metoda pro přípravu deuteriem ochuzené vody". Výzkum průmyslové a inženýrské chemie. 38 (6): 2425–2427. doi:10.1021 / tj. 9807248.
  11. ^ Stefanescu, I .; Titescu, G .; Titescu, G.M.B. Patent W02006028400-A1, 2006.
  12. ^ Stefanescu, I .; Peculea, M .; Titescu, G. Proces a závod na získávání biologicky aktivní vody zbavené deuteria - z přírodní vody nebo vody z výroby těžké vody. Patent RO112422-B1, 1998.
  13. ^ Zlotopolski, V. M. Závod na výrobu vody s nízkým obsahem deuteria z mořské vody. Americký patent 2005/0109604A1, 2005.
  14. ^ Cong, F.S. Patent CN101117210-A, 2007.
  15. ^ Huang, Feng; Meng, Changgong (5. ledna 2011). „Metoda výroby pitné vody zbavené deuteria“. Výzkum průmyslové a inženýrské chemie. 50 (1): 378–381. doi:10.1021 / tj. 101820f.
  16. ^ Hall, Harriet (6. července 2020). „Voda ochuzená o deuterium“. skepticalinquirer.org. CFI. Archivováno z původního dne 11. července 2020. Citováno 11. července 2020.