ड्यूटेरियम ऑक्साइडड्यूटेरियम और ऑक्सीजन से बना एक यौगिक है, जिसे d2o भी कहा जाता है। जर्मन अनुवाद "भारी पानी" है, जो एक रासायनिक तत्व है जिसका रासायनिक प्रतीक सूत्र D2O, CAS 7789-20-0 और सापेक्ष आणविक भार 20.0275 है, जो कि लगभग 11% अधिक है। जल (H2O) (18.0153), इसलिए इसे भारी जल कहा जाता है। कमरे के तापमान पर, यह सामान्य पानी के समान ऑप्टिकल गुणों वाला एक रंगहीन और पारदर्शी तरल है। इसमें हाइज्रोस्कोपिसिटी है और यह पानी के साथ आसानी से मिलाया जा सकता है। यह एक स्थिर यौगिक है जो अन्य तत्वों या यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। हालाँकि, यह एक उत्कृष्ट विलायक है जो कई पदार्थों को घोल सकता है। ड्यूटेरियम और हाइड्रोजन के गुणों में थोड़ा अंतर होने के कारण भारी पानी और साधारण पानी के रासायनिक गुण भी बहुत समान होते हैं। इसका आयन उत्पाद स्थिरांक 1.6 * 10-15 है। प्राकृतिक जल में भारी जल की मात्रा लगभग 0.02% है। भारी पानी की इलेक्ट्रोलिसिस दर सामान्य पानी की तुलना में कम होती है, इसलिए इसे इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से निकाला जा सकता है। भारी जल का क्वथनांक सामान्य जल से कुछ भिन्न होता है, इसलिए इसे आसवन द्वारा भी शुद्ध किया जा सकता है। परमाणु भौतिकी में इसका महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है क्योंकि यह न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकता है और ट्रिटियम बन सकता है, जो परमाणु रिएक्टरों में उपयोग किया जाने वाला हाइड्रोजन आइसोटोप है। शानक्सी चुपेंग टेक्नोलॉजी में बिक्री के लिए ड्यूटेरियम ऑक्साइड है, जिसे बिक्री के लिए डी2ओ पानी के रूप में भी समझा जा सकता है। ड्यूटेरियम ऑक्साइड की कीमत के बारे में जानने के लिए कृपया हमें एक ईमेल भेजें
रासायनिक सूत्र |
D2O |
सटीक द्रव्यमान |
20 |
आणविक वजन |
20 |
m/z |
20 (100.0%) |
मूल विश्लेषण |
H, 20.11; O, 79.89 |
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1. ड्यूटेरियम ऑक्साइडd2o का उपयोग मुख्य रूप से न्यूट्रॉन वेग को कम करने और परमाणु विखंडन प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए परमाणु रिएक्टरों में "डीसेलेरेटर" के रूप में किया जाता है।
यह शीतलक भी है. रासायनिक और शारीरिक परिवर्तनों के अध्ययन में भारी पानी और ड्यूटेरियम मूल्यवान ट्रेसर सामग्री हैं। उदाहरण के लिए, जब पेड़ों को पतले और भारी पानी से सींचा जाता है, तो यह मापा जा सकता है कि इन पौधों में पानी दसियों मीटर प्रति घंटे तक चल सकता है। जिन लोगों ने बहुत अधिक पतला और भारी पानी पिया है, उनके मूत्र में ड्यूटेरियम की मात्रा मापी गई। यह ज्ञात था कि मानव शरीर में पानी के अणुओं का औसत निवास समय 14 दिन था। सामान्य हाइड्रोजन के बजाय ड्यूटेरियम का उपयोग जानवरों और पौधों के पाचन और चयापचय का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। सांद्रित या शुद्ध भारी पानी जानवरों और पौधों के जीवन को बनाए नहीं रख सकता है, और सामान्य जानवरों और पौधों के लिए भारी पानी की घातक सांद्रता 60% है।
2. भारी जल का विशेष महत्व परमाणु ऊर्जा प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग में परिलक्षित होता है। शक्तिशाली परमाणु हथियारों के निर्माण के लिए, परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया में डिसेलेरेटर के रूप में भारी पानी का उपयोग करना आवश्यक है।
3. एनएमआर विश्लेषण का उपयोग करते समय, यदि विलायक पानी है और अध्ययन का उद्देश्य हाइड्रोजन है, तो भारी पानी का उपयोग विलायक के रूप में किया जा सकता है। न्यूट्रॉन रिटार्डर: कुछ परमाणु रिएक्टर न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए भारी पानी का उपयोग करते हैं, जिससे उन्हें यूरेनियम के साथ प्रतिक्रिया करने का मौका मिलता है। हल्के पानी का उपयोग मंदक के रूप में भी किया जा सकता है, लेकिन क्योंकि यह न्यूट्रॉन को अवशोषित करेगा, हल्के पानी के रिएक्टर को सामान्य यूरेनियम के बजाय समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करना चाहिए, अन्यथा यह महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक नहीं पहुंच पाएगा। भारी जल रिएक्टर न केवल साधारण यूरेनियम का उपयोग कर सकते हैं, बल्कि यू-238 को प्लूटोनियम में भी परिवर्तित कर सकते हैं जिसका उपयोग परमाणु बम बनाने के लिए किया जा सकता है। भारत, पाकिस्तान, इज़राइल और उत्तर कोरिया सभी इसी तरह से परमाणु ईंधन बनाते हैं। परमाणु हथियारों के प्रसार को रोकने के लिए, कई देशों में भारी पानी का उत्पादन और बिक्री प्रतिबंधित है।
4. अत्याधुनिक विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी में भारी जल का अत्यंत महत्वपूर्ण उपयोग है। परमाणु ऊर्जा स्टेशन का हृदय परमाणु रिएक्टर है। परमाणु रिएक्टर में परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया की सामान्य प्रगति को नियंत्रित करने के लिए, न्यूट्रॉन के लिए एक मॉडरेटर के रूप में भारी पानी की आवश्यकता होती है। भारी हाइड्रोजन को भारी पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, जो हाइड्रोजन बम के लिए कच्चा माल है। चीन ने 17 जून, 1967 को पहला हाइड्रोजन बम सफलतापूर्वक विस्फोट किया, जिससे चीनी लोगों का मनोबल बढ़ा। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि भारी हाइड्रोजन परमाणु संलयन प्रतिक्रिया का संचालन करते समय भारी ऊर्जा जारी कर सकता है, और यह पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करेगा। कुछ गणनाएँ अनुमान लगाती हैं कि यदि समुद्री जल में भारी हाइड्रोजन का उपयोग थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है, तो इसकी कुल ऊर्जा सभी महासागरों के तेल में बदल जाने के बराबर है।
ड्यूटेरियम ऑक्साइडदिखने में सामान्य पानी के समान है, लेकिन इसका घनत्व थोड़ा अधिक, 1.1079g/cm3, हिमांक थोड़ा अधिक, 3.82 डिग्री और क्वथनांक 101.42 डिग्री है। रासायनिक प्रतिक्रिया की दर सामान्य पानी की तुलना में धीमी होती है। भारी जल का एक अणु दो भारी हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु से बना होता है। इसका आणविक सूत्र D2O है, और इसका सापेक्ष आणविक भार 20 है।
भारी पानी दिखने में सामान्य पानी जैसा ही होता है। यह गंधहीन और स्वादहीन तरल है। उनके रासायनिक गुण समान हैं, लेकिन कुछ भौतिक गुण भिन्न हैं। साधारण पानी का घनत्व 1g/cm3 होता है, जबकि भारी पानी का घनत्व 1 होता है।056g/cm3; साधारण पानी का क्वथनांक 1° होता है, और भारी पानी का क्वथनांक 101.42 डिग्री होता है; साधारण जल का हिमांक 0 डिग्री तथा भारी जल का हिमांक 3.8 डिग्री होता है। इसके अलावा, साधारण पानी जीवन का पोषण कर सकता है और सभी चीजों की खेती कर सकता है, जबकि भारी पानी बीज अंकुरित नहीं कर सकता है। भारी पानी पीने से लोग और जानवर मर जायेंगे। हालाँकि, भारी जल का विशेष मूल्य परमाणु ऊर्जा प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग में परिलक्षित होता है। शक्तिशाली परमाणु हथियारों के निर्माण के लिए, परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया में एक मंदक के रूप में, न्यूट्रॉन के लिए एक मंदक के रूप में, और भारी हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक सामग्री के रूप में भारी पानी की आवश्यकता होती है। साधारण जल की मात्रा लगभग 0.02% (द्रव्यमान अंश) है।
भारी पानी से बनी बर्फ पानी में डूब जायेगी।
भारी पानी का उपयोग मुख्य रूप से परमाणु रिएक्टरों में मॉडरेटर के रूप में किया जाता है, जो विखंडन प्रक्रिया की जरूरतों को पूरा करने के लिए न्यूट्रॉन की दर को कम कर सकता है। भारी जल का उपयोग रासायनिक और शारीरिक परिवर्तनों के अध्ययन में भी किया जाता है। संकेंद्रित और शुद्ध भारी जल जानवरों और पौधों के जीवन को बनाए नहीं रख सकता है, और इसकी घातक सांद्रता 60% ~ 80% है।
भारी पानी, साधारण पानी की तरह, हाइड्रोजन और ऑक्सीकरण द्वारा निर्मित एक तरल यौगिक है। हालाँकि, भारी पानी के अणु का हाइड्रोजन परमाणु सामान्य पानी के अणु से भिन्न होता है। हम जानते हैं कि हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक होते हैं। एक है प्रोटियम, जिसमें केवल एक प्रोटॉन होता है। यह ऑक्सीजन परमाणु के साथ मिलकर सामान्य पानी के अणु बनाता है। दूसरा भारी हाइड्रोजन है - ड्यूटेरियम। इसमें एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होता है। यह ऑक्सीजन परमाणु के साथ मिलकर भारी पानी के अणु बनाता है। दूसरा अतिभारी हाइड्रोजन, ट्रिटियम है। इसमें दो न्यूट्रॉन और एक प्रोटॉन होता है।
भारी जल दिखने में सामान्य जल के समान होता है, जो रंगहीन, गंधहीन तथा स्वादहीन होता है। घनत्व सामान्य पानी की तुलना में अधिक होता है, और पिघलने बिंदु और क्वथनांक सामान्य पानी की तुलना में अधिक होते हैं। भारी पानी के बड़े आणविक भार और धीमी गति की गति के कारण, पहाड़ों पर बर्फ और बर्फ में भारी पानी बहुत कम है, खासकर अंटार्कटिक में। पानी (हाइड्रोजन ऑक्साइड) का घनत्व सबसे कम है और यह पृथ्वी पर सबसे हल्का पानी है। भारी जल प्रकृति में कम वितरित होता है और इसमें सामान्य जल की तुलना में लगभग 0.015% भारी जल होता है। इसकी छोटी सामग्री और कठिन तैयारी के कारण, इसकी कीमत अधिक है (लगभग 16 युआन/मिलीलीटर)।
हालांकिड्यूटेरियम ऑक्साइडअत्याधुनिक प्रौद्योगिकी में एक मूल्यवान संसाधन है, यह लोगों के लिए हानिकारक है। लोग भारी पानी नहीं पी सकते. शुद्ध भारी पानी या अधिक भारी पानी (80% से अधिक) वाले पानी में सूक्ष्मजीव और मछलियाँ कुछ ही घंटों में मर जाएँगी। इसके विपरीत, बहुत कम भारी पानी के साथ हल्का पानी, जैसे बर्फ का पानी, जैविक विकास को उत्तेजित कर सकता है।
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