ماء ثقيل

الماء الثقيل هو ماء له كثافة أعلى من الماء العادي بسبب ان ذرات الاكسجين التي فيه ترتبط مع ذرتين من النظير الثاني للهيدرجين المسمى بالديتريوم الذي تحتوي نواته على بروتون ونيوترون على خلاف ذرات الهيدرجين الاكثر انتشارا والتي تحتوي على بروتون واحد ولا تحتوي على نيوترونات ، وبالتالي فان كتلة الجزيء الواحد من الماء الثقيل اكبر بمقدار وحدتي قياس ذريتين من كتلة جزيء الماء العادي.

الماء الثقيل
Deuterium Monoxide

الأسماء
اسم أيوپاك [2H]2-water
أسماء أخرى Water-d2 Heavy water Dideuterium monoxide
Identifiers
رقم CAS
ChEBI	CHEBI:41981
ChemSpider	23004
ECHA InfoCard	100.029.226
رقم RTECS	ZC0230000
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID4051243
الخصائص
الصيغة الجزيئية	D2O
كتلة مولية	20.04 g/mol
المظهر	سائل شفاف عديم اللون
الكثافة	1.1056 g/mL, سائل (20°C) 1.0177 g/cm3, صلب (at m.p)
نقطة الانصهار
نقطة الغليان
اللزوجة	0.00125 Pa·s at 20 °C
Dipole moment	1.87 D
المخاطر
NFPA 704 (معيـَّن النار)	0 1 1
ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
مراجع الجدول

يرمز للماء الثقيل بـ D₂O او ²H₂O ، وله الخصائص الكيميائية ذاتها التي للماء العادي. ويستخدم على نطاق واسع في مجالات العلوم النووية والدون ذرية. أهم استعمالات الماء الثقيل معدِّلاً moderator في بعض أنماط المفاعلات النووية.

والماء الأثقل super heavy water يتكوَّن من ذرتي تريتيوم وهو هدروجين مشع أثقل من الديتريوم متحداً مع ذرة أكسجين واحدة. اكتشفه الكيميائي الأمريكي أرستد كروسّيه A.Grosse عام 1951. والماء العادي يحوي آثاراً ضئيلة جداً من الماء الأثقل.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 معاني أخرى

 الخصائص الفيزيائية (مقارنة بالماء الخفيف)

الخصائص	D2O (ماء ثقيل)	H2O (ماء خفيف)
درجة التجمد (°C)	3.82	0.0
درجة التبخر (°C)	101.4	100.0
الكثاف في STP(ج./م.ل.)	1.1056	0.9982
Temp. of maximum density (°C)	11.6	4.0
Viscosity (at 20°C, mPa·s)	1.25	1.005
Surface tension (at 25°C, μJ)	7.193	7.197
Heat of fusion (cal/mol)	1,515	1,436
Heat of vaporisation (cal/mol)	10,864	10,515
pH (at 25°C)	7.41 (sometimes "pD")	7.00
Refractive index (at 20°C, 0.5893 μm)	1.32844	1.33335

^{[بحاجة لمصدر]}

 التأثير على الأنظمة الحيوية

 التأثير على الحيوانات

ونظراً للفرق بين كتلتي ذرتي نوعي الهيدروجين تختلف الخواص الطبيعية للماء الثقيل عن خواص الماء العادي. فالماء الثقيل يتجمد عند درجة 3,82°م. بدلاً من درجة الصفر المئوي، ويغلي عند درجة 101,42°م، بدلاً من 100°م، ولاتنبت فيه البذور ولا تعيش فيه الحيوانات.

 الانتاج

ينتج الماء الثقيل بعدة طرق:

• التقطير المجزَّأ.
• عملية گردلر - سبيفاك.
• عملية التبادل مع كبريتيد الهدروجين.
• التحليل الكهربائي.
• التقطير القرّي للميثان methane cryogenic distillation. يحصل على الماء الثقيل بنقاوة 99.75% بعبوات أثقلها 5000 گرام.

 الاستخدامات

والماء الثقيل نافع في بعض أنواع المفاعلات النووية التي تسمى مفاعلات الماء الثقيل، حيث يعمل وسيطا للتحكم في طاقة النيوترونات المنطلقة من التفاعل المتسلسل وهو يعمل أيضًا مبردًا حيث يزيل الحرارة الناتجة عن التفاعلات النووية. وهذا يمنع ارتفاع الحرارة في قلب المفاعل، ويحمل الحرارة كي يمكن استخدامها في إنتاج البخار والطاقة. وتنتج كميات كبيرة من الماء الثقيل عن طريق التبادل الحفزي للديوتريوم بين الماء وغاز كبريتيد الهيدروجين. وبعد ذلك يقطر الماء المشبع بالديوتريوم.

وقد فصل جيلبرت لويس، وهو كيميائي من جامعة كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية، الماء الثقيل عن الماء العادي لأول مرة عام 1932م.

 النرويج

المقالة الرئيسية: Norwegian heavy water sabotage

 الهند

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التطبيقات

 Tritium production

انظر أيضاً: Tritium § Deuterium

 انظر أيضا

• Norwegian heavy water sabotage
• Cold fusion
• Vienna Standard Mean Ocean Water
• Deuterium

 المصادر

• "الماء الثقيل". الموسوعة المعرفية الشاملة.
• منير البيطار. "الماء". الموسوعة العربية.

 وصلات خارجية

• Thermodynamic Properties of liquid heavy water
• Heavy Water Production, Federation of American Scientists
• Heavy Water: A Manufacturer’s Guide for the Hydrogen Century
• Is "heavy water" dangerous? Straight Dope Staff Report. 09-December-2003
• Annotated bibliography for heavy water from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• Ice is supposed to float, but with a little heavy water, you can make cubes that sink