на 0,1% менше параметра кристала звичайного льоду. Температура плавлення важкої води дорівнює 3,79 ° С, а теплота плавлення - 1 515 ± 10 кал/моль, т. Е. На 5,5% більше, ніж для звичайної води (одна тисячу чотиреста тридцять шість кал/моль). Теплота сублімації в потрійній точці для важкої води становить 12631 ± 20, а для звичайної води - 12170 кал/моль, ставлення теплоти сублімації одно 1,04. Теплоємність важкої води при 0 ° С дорівнює 20,13 у порівнянні з 18,00 кал/моль для звичайної води (відношення теплоємності 1,12). Різниця значень теплоємності з підвищенням температури стає не настільки істотною: при 20 ° С відношення дорівнює 1,006, при 40 ° С - 1,004 і при 60 ° С - 1,002.
Відомості про дипольному моменті води суперечливі, так як цей показник важко заміряти і, крім того, зазвичай його визначають різними методами. Так, для Н2О значення дипольного моменту коливається в межах 1,76 - 1,86, а для важкої - 1,78 - 1,87. Однак у всіх випадках дипольний момент для D2О, вище, ніж для Н2О приблизно на 0,5 - 1,1%.
У порівнянні зі звичайною водою діелектрична постійна важкої во-ди трохи менше. Абсолютне значення при 25 ° С для D2О одно 78,26, для Н2О - 78,54; відношення цих величин дорівнює 0,9963. Важка вода іонізована слабкіше; константа дисоціації для Н2О дорівнює 10-14, для D2О - 1,95 · 10-15. Звичайні водневі іони набагато різноманітнішою іонів дейтерію. Так, якщо для Н + і ОН- рухливість становить 349,8 і 197,6, то для іона D + - 250,1 і для OD- - 119,0. Рухливість іонів К + і Na + у звичайній воді в 1,22 - 1,26 рази більше, ніж в D2О.
З короткого порівняльного огляду фізико-хімічних властивостей дейтерію і протію чітко видно, що ці «близнюки» завжди в тій чи іншій мірі відмінні один від одного. І це визначає різну поведінку їхніх сполук. Ізотопний ефект особливо яскраво проявляється в живих структурах, оскільки різко відрізняються саме ті властивості ізотопів, які найбільш важливі для живих структур [27]. Як ми говорили, водневі «близнюки» не схожі один на одного в набагато більшому ступені, ніж «близнюки» всіх інших елементів. Серед ізотопів така різниця в поведінці «близнюків» безпрецедентно.
Ця своєрідність того й іншого водню використовується в науці і техніці. Атоми дейтерію, наприклад, виключно зручні як мічені. З їх допомогою з великим успіхом досліджувалися складні хімічні реакції, зокрема процеси фотосинтезу. У рослину (або його препарат) вводять якесь із сполук, що входять до складу рослини. Попередньо в з'єднанні протий заміщають дейтерієм. Рослина піддають дії світла, а потім складають баланс по дейтерію, т. Е. Спостерігають його переміщення. Дейтерій в якості мітки зручний тим, що він не радіоактивний. Однак, оскільки поведінка його не цілком аналогічно поведінці протію, необхідна поправка на індивідуальність дейтерію. Ці корективи вносять дослідження із застосуванням інших мічених атомів, наприклад радіоактивного вуглецю 14С або радіоактивного азоту 16N.
Дейтерій поряд з тритієм (ще більш важким ізотопом водню) служить вихідною сировиною для реакції термоядерного синтезу. Після розробки технологічного оформлення цієї ядерної реакції електростанції, що працюють на дейтерії, стануть основним джерелом енергії для людства. Коли запаси нафти, газу, урану будуть вже на межі повного вичерпання, всі надії мимоволі стануть покладатися на дейтерій.
У вигляді важкої води дейтерій застосовується тепер як сповільнювач нейтронів в атомних реакторах, що працюють на теплових нейтронах [22]. Деяка інертність його хімічних сполук порівняно з такими ж сполуками протію теж знайшла застосування в техніці. Звичайна перекис водню, як відомо, використовується в якості окислювача, але представляє незручності через свою вибухонебезпечності. Заміна її на перекис дейтерію робить такий окислювач безпечним.
Протій в даний час застосовується в набагато скромніших масштабах - головним чином для приготування протиевой води. Остання виробляється в невеликих кількостях як стандартний зразок для хі-мічних лабораторій, а також для експериментів в біологічних лабораторіях при вивченні впливу дейтерію на життєдіяльність організмів. Не так давно протиевой вода знайшла застосування в біохімічних реакторах де вона має стимулюючий вплив на вихід біомаси.
Що ж стосується живої води, то поки що вона використовується тільки в експериментах, проведених в клініках нашої країни і за кордоном, а також у сільському господарстві, де її опробивать як стимулятора розвитку рослин і тварин.
1.5 Вплив води зі зміненим ізотопним складом на біологічні об'єкти
. 5.1 Вплив важкої води на біологічні об'єкти
Одним з перших цим питанням зайнявся американський вчений Дж. Льюїс. Він знайшов, що у важкій воді високої концентрації р...
