сть в протилежних напрямках підвищенням молекулярної ваги і ослабленням вандерваальсова взаємодії. Критична температура кипіння зазначених з'єднань після дейтерообмена знижується.
Різниця швидкістю реакцій несподівано виявляється значно більше того, яке можна було б очікувати, виходячи з різниці в швидкості теплового руху молекул, що містять дейтерій або протий. Аналіз механізму реакцій показав наявність істотного ефекту. При заміщенні Н на D при кімнатній температурі спостерігається 6-8-кратне уповільнення реакцій. При більш високих температурах цей ефект згладжується. Поланьи стверджує, що дейтерій, як правило, реагує повільніше протію. Так, при 0 ° С протий взаємодіє з хлором в 13,4 рази швидше, ніж дейтерій. У порівнянні з протиевой сполуками хімічна реакційна здатність дейтерієву з'єднань теж зазвичай нижче. K. Поланьи вважає, що, хоча потенційна яма у атома дейтерію глибше, ніж у атома протію, і енергія активації першого атома відповідно вище, бувають випадки, коли в новому положенні (у новій молекулі) дейтерій набуває додаткову енергію, і тоді він реагує швидше протію [23].
Особливо помітна різниця в швидкості взаємодії спостерігається у разі хімічних реакцій, що йдуть за участю каталізаторів. Відомо, що швидкість реакції синтезу аміаку в присутності електролітичного водню на 10 - 40% вище швидкості реакції з використанням водню, отриманого залізопаровим способом. Це пояснюється не наявністю тих чи інших домішок, так як в обох випадках водень ретельно очищається, а в тому, що в залізопаровим водні по самому способу його отримання міститься весь дейтерій, внесений з водяною парою, а в електролітичному, навпаки, дейтерію зовсім небагато [ 24]. Останнє пояснюється тим, що водневі іони, представлені дейтерієм, рухаються в електролітах набагато повільніше, ніж іони протію. Тому при одержанні електролітичного водню дейтерій концентрується в електролітичних ваннах. На цьому заснований один з промислових способів отримання важкої води.
Таким чином, видалення незначних кількостей дейтерію з реакційної суміші значно підвищує швидкість каталітичної реакції, так як дейтерій здатний витісняти протий з якихось активних зон каталізатора. Це особливо важливо для біохімічних процесів, що йдуть, як відомо, майже завжди за участю каталізаторів (ферментів). Взаємозв'язок між концентрацією дейтерію і швидкістю біохімічних реакцій заслуговує самого ретельного дослідження, проте до цих пір, судячи з літератури, цей взаємозв'язок ніким не вивчалася.
Найбільш важлива сполука дейтерію - важка вода D2О, аналог звичайної води Н2О. Фізичні властивості тієї й іншої води досить різні. Щільність важкої води на 10% більше щільності легкою. Максимальну щільність важка вода має при 11,23 ± 0,02 ° С. Її питома вага при 25 ° С дорівнює 1,10775 ± 0,00016. В'язкість важкої води на 20% перевищує в'язкість звичайної води. З підвищенням температури це розходження згладжується: так, ставлення в'язкості важкої води до в'язкості звичайної при 15 ° С дорівнює 1,258, при 20 ° С - 1,247, 30 ° С - 1,228, 40 ° С - 1,212 і 50 ° С - 1,199. Поверхневий натяг важкої води одно 71,93 дин · см і лише трохи менше поверхневого натягу звичайної води, рівного 71,97 дин · см.
У спектрах важкої води є широка смуга, подібна смузі ОН, спостережуваної у звичайній воді. Однак у випадку D2О смуга зміщена в область більш низьких частот через більшої маси дейтерію. Для максимуму смуги OН, частота v=2 535 см - 1. Для 3% -ного розчину D2O у воді характерна більш вузька смуга з максимумом при v=2 560 см - 1; 3% -ний розчин D2О в ацетоні має максимум при v=2 600 см - 1. Мабуть, важливу роль в явищі обурення групи OD (або ОН) грає резонансний ефект. Таким чином, з точки зору резонансної взаємодії дуже важливо, чим оточені молекули D2О - молекулами легкої або важкої води.
Важка вода в порівнянні зі звичайною розчиняється в органічних рідинах гірше [26]. Якщо її розчинність прийняти за одиницю, то розчинність звичайної води становить 1,03 - 1,43. Крім того, важка вода і найгірший розчинник. Так, якщо в 1 л звичайної води при 25 ° С розчиняється 4,34 благаючи NaBr, то у важкій всього 3,21 благаючи.
Температура кипіння важкої води при нормальному тиску дорівнює 101,41 ° С, т. е. на 1,41 ° С вище, ніж у звичайної води. І теплота випаровування важкої води вище: при 3,82 ° С вона дорівнює 11109 кал/моль (10702 кал/моль для звичайної води); при 100 ° С - 9 927 (D2О) і 9 719 (Н2О) кал/моль. Таким чином, з підвищенням температури різниця згладжується. Ставлення теплоти випаровування важкої і легкої води: 3,8 ° С - 1,038; 10 ° С - 1,034; 25 ° С - 1,031; 40 ° С - 1,028; 100 ° С - 1,021.
Структура кристалів важкої води не відрізняється від структури кристалів звичайного льоду. Основний параметр a - осередки кристала важкої води приблизно лише ...
