7789-20-0
中文名稱(chēng)
重水
英文名稱(chēng)
DEUTERIUM OXIDE
CAS
7789-20-0
EINECS 編號(hào)
232-148-9
分子式
可溶于D2O
MDL 編號(hào)
MFCD00044636
分子量
20.03
MOL 文件
7789-20-0.mol
更新日期
2025/01/06 14:03:14
7789-20-0 結(jié)構(gòu)式
基本信息
中文別名
氧化氘重水
氧化氚
重水, 99.8% (同位素標(biāo)記)
重水, 99.95% (同位素標(biāo)記)
英文別名
DEUTERIUM OXIDEDEUTERIUM OXIDE- D
HEAVY WATER
WATER-D2
WATER, HEAVY
(2H2)Dihydrogenoxide
(2H2)Oxidane
D2O
Deuteriumoxid
deuteriumoxide(heavywater)
Dideuterium oxide
dideuteriumoxide
Heavy water-d2
Heavyice
heavywater-d2
Ice-d
Ice-d2
schweresWasser
water(sup2)-h2
water,heavy(d2-o)
所屬類(lèi)別
無(wú)機(jī)化工：非金屬氧化物和過(guò)氧化物物理化學(xué)性質(zhì)
外觀(guān)性質(zhì)重水是水的一種，它的質(zhì)量比一般水要重。重水分子內(nèi)的兩個(gè)氫同位素，比一般氫原子有各多一個(gè)中子，因此造成重水分子的質(zhì)量比一般水要重。 密度:1.1熔點(diǎn):3.82 °C沸點(diǎn):101.4 °C折光率nD20:1.3278
普通的水(H2O)是由兩個(gè)只具有質(zhì)子的氫原子和一個(gè)氧16原子所組成，但在重水分子內(nèi)的兩個(gè)氫同位素，比一般氫原子有各多一個(gè)中子，因此造成重水分子的質(zhì)量比一般水要重。在自然界中，重水的含量很少。 由于普通水和重水都是由相同數(shù)量的氫和氧原子組成，兩者的化學(xué)反應(yīng)皆會(huì)接近相同。但在物理上，重水的凝固點(diǎn)（即固態(tài)水的熔點(diǎn)）和沸點(diǎn)比普通水稍高，在一個(gè)大氣壓力下。
普通的水(H2O)是由兩個(gè)只具有質(zhì)子的氫原子和一個(gè)氧16原子所組成，但在重水分子內(nèi)的兩個(gè)氫同位素，比一般氫原子有各多一個(gè)中子，因此造成重水分子的質(zhì)量比一般水要重。在自然界中，重水的含量很少。 由于普通水和重水都是由相同數(shù)量的氫和氧原子組成，兩者的化學(xué)反應(yīng)皆會(huì)接近相同。但在物理上，重水的凝固點(diǎn)（即固態(tài)水的熔點(diǎn)）和沸點(diǎn)比普通水稍高，在一個(gè)大氣壓力下。
熔點(diǎn)3.8 °C(lit.)
沸點(diǎn)101.4 °C
密度1.107 g/mL at 25 °C
蒸氣壓27.464hPa at 25℃
折射率n20/D 1.328(lit.)
閃點(diǎn)101.4°C
儲(chǔ)存條件Store below +30°C.
酸度系數(shù)(pKa)pK (25°) 14.955 (molarity scale); 16.653 (mole fraction scale): A. K. Covington et al., J. Phys. Chem. 70, 3820 (1966)
形態(tài)液體
顏色無(wú)色
PH值7 (H2O, 20℃)
相對(duì)極性0.991
水溶解性可與水混溶。
敏感性濕氣敏感
Merck14,2940
檢測(cè)方法NMR
Dielectric constant78.3（25℃）
穩(wěn)定性穩(wěn)定的。吸濕性。
InChIKeyXLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N
CAS 數(shù)據(jù)庫(kù)7789-20-0(CAS DataBase Reference)
存儲(chǔ)注意事項(xiàng)氮?dú)獗Ｗo(hù)
存儲(chǔ)注意事項(xiàng)濕度敏感
EPA化學(xué)物質(zhì)信息Water-d2 (7789-20-0)
安全數(shù)據(jù)
警示詞警告
危險(xiǎn)性描述H315-H319-H335
防范說(shuō)明P261-P271-P280
安全說(shuō)明S24/25
WGK Germany3
RTECS號(hào)ZC0230000
F3-10
TSCAYes
海關(guān)編碼28451000
毒害物質(zhì)數(shù)據(jù)7789-20-0(Hazardous Substances Data)
應(yīng)用領(lǐng)域
用途一
用于NMR，使用核磁共振分析時(shí)倘若溶劑是水，而研究的對(duì)象是氫，可以使用重水作溶劑。 中子減速劑：某些核子反應(yīng)堆使用重水來(lái)減慢中子的速度，讓它們有機(jī)會(huì)與鈾反應(yīng)。輕水（普通水）亦可以作減速劑，但因?yàn)檩p水會(huì)吸收中子，因此輕水式反應(yīng)堆必須使用濃縮鈾，而不能使用普通鈾，否則將不能達(dá)到臨界質(zhì)量。重水反應(yīng)堆不單可以使用普通鈾，而且會(huì)把鈾238轉(zhuǎn)化成為可制作核彈的钚。制備方法
方法1
液氫精餾法：該方法具有分離系數(shù)大，能耗較低的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)低溫技術(shù)要求高，所用原料要有很高的純度，操作難度較大。H2，HD，D2的沸點(diǎn)分別為20.39K，22.13K，23.57K。在低D濃度時(shí)，實(shí)際上為H2-HD二元混合物。因歧化反應(yīng)2HD=D2+H2不能自動(dòng)進(jìn)行，天然液氫精餾時(shí)首先得到的是純HD，HD通過(guò)催化劑使歧化反應(yīng)達(dá)到平衡后，再精餾可制得純D2。D2與O2燃燒即可獲得純D2O。
常見(jiàn)問(wèn)題列表
理化性質(zhì)
重水亦稱(chēng)“氧化氘”、“氘水”，是氫的重同位素(氘)和氧的化合物，是氘的最重要的化合物，因?yàn)樗拿芏缺绕胀ㄋ?，故稱(chēng)重水，化學(xué)式D2O，在常溫常壓下，為無(wú)色無(wú)臭的液體，這種水含有質(zhì)量為普通氫兩倍的氫的同位素。
與普通水相比，其化學(xué)性能相對(duì)不活躍，比重1.10775(25℃)，熔點(diǎn)3.82 ℃，沸點(diǎn)為101.42℃。自然水中重水含量為1/5000，在普通水中，重氫與氫的比例約為1:6000，在死?；蛏詈Ｖ械奶N(yùn)藏量相對(duì)豐富些。自然界沒(méi)有富含重水的源泉。重水在外觀(guān)上和普通水相似，但許多物理性質(zhì)不同，重水分子間氫鍵力較大，分子間締合度也較大，所以它的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比水高。常溫下重水的蒸氣壓比水小，這是水精餾法富集重水的理論根據(jù)。在25℃時(shí)重水的粘度比水大2.3%，致使許多電解質(zhì)在重水中的電導(dǎo)率比水中小。重水的介電常數(shù)低于水，鹽類(lèi)在重水中的溶解度一般小些，在25℃時(shí)1g水能溶解0.3592g氯化鈉，但1g重水只能溶解0.3056g; 在25℃時(shí)，碘在四氯化碳和水間的分配系數(shù)是85：1，而在四氯化碳和重水間的分配系數(shù)是103：1。重水表面張力、離子積([D+7][OD+]=2×10-15)的數(shù)值都比水小，重水的反應(yīng)速度比水的同樣反應(yīng)要慢些。
重水有吸水的性質(zhì)，和濃硫酸相象，必須將它保存在密封的容器內(nèi)。重水可用于原子反應(yīng)堆中作核減速劑和減熱潤(rùn)滑劑。
以上信息由Chemicalbook的瑤瑤編輯整理。
使用歷史
1931年，H·C·尤里等發(fā)現(xiàn)氘后，又發(fā)現(xiàn)電解槽廢液中氘的濃度增加，提出用電解水法濃縮重水的設(shè)想。1933年，G·N·路易斯等反復(fù)電解10L電解槽廢液后，得到0.5μL重水，其濃度約為65.7%，再電解后得到近乎純的重水。用這最初的微滴重水，測(cè)定了它的某些物理常數(shù)。重水的相對(duì)分子質(zhì)量為20.0275，比普通水的相對(duì)分子質(zhì)量18.0153高出約11%，所以其物理性質(zhì)和普通水有一定的差異。重水的熔點(diǎn)為3.82℃，沸點(diǎn)為101.42℃，密度(25℃)為1.10445g/cm3。重水的中子吸收截面特別小(僅為5.3×10-4靶恩)，是熱中子反應(yīng)堆最理想的慢化劑。美國(guó)在20世紀(jì)50年代建成的薩凡納河生產(chǎn)堆、加拿大核電站使用的動(dòng)力堆以及許多國(guó)家建成的一些研究堆都使用重水作慢化劑。重水中含有的氘是熱核武器(氫彈)和聚變動(dòng)力堆燃料的一個(gè)重要組成部分。因此重水是國(guó)家極重要的戰(zhàn)略物資。在第二次世界大戰(zhàn)期間，同盟國(guó)和納粹德國(guó)都十分重視重水的生產(chǎn)并極端保密。當(dāng)同盟國(guó)了解到納粹德國(guó)在挪威的諾爾斯克廠(chǎng)正在大規(guī)模生產(chǎn)重水時(shí)，于1943年先是派別動(dòng)隊(duì)進(jìn)行襲擊，后來(lái)又用飛機(jī)進(jìn)行轟炸，使納粹德國(guó)研制核武器的努力嚴(yán)重受挫。美國(guó)在1943年建成一批大型重水生產(chǎn)廠(chǎng)，年產(chǎn)量約20t。到90年代世界許多國(guó)家都能生產(chǎn)重水，年生產(chǎn)能力約達(dá)2000t。中國(guó)自50年代起開(kāi)發(fā)重水生產(chǎn)，80年代開(kāi)始出口重水。國(guó)際市場(chǎng)上每噸重水的價(jià)格約為23萬(wàn)美元。
參考資料：陳德第,李軸,庫(kù)桂生 主編.國(guó)防經(jīng)濟(jì)大辭典.北京：軍事科學(xué)出版社.2001。
主要用途與作用
重水可用做核裂變動(dòng)力反應(yīng)堆中的中子減速劑和載熱劑，也可用于化學(xué)和生物學(xué)研究。重水電解所得的氘是制造氫彈的裝料。重水的主要用途是在核反應(yīng)堆中做“減速劑”，減小中子速度，控制核裂變過(guò)程，也是冷卻劑。重水和氘在研究化學(xué)和生理變化中是一種寶貴的示蹤材料，例如，用稀重水灌溉樹(shù)木，可以測(cè)知水在這些植物中每小時(shí)可運(yùn)行十幾米到幾十米。測(cè)定飲過(guò)大量稀重水的人尿中的氘含量，知道水分子在人體中停留時(shí)間平均為14天。用氘代替普通氫，可以研究動(dòng)植物消化和新陳代謝過(guò)程。濃的或純重水不能維持動(dòng)植物生命，重水對(duì)一般動(dòng)植物的致死濃度為60%。
海洋重水
由重氫和氧化合而成的水，由于分子中含有重氫，而且也確實(shí)比普通水重，所以就稱(chēng)作 “重水” (D2O)。重水是一種巨大的能源，可作原子能反應(yīng)堆的減速劑和傳熱介質(zhì)，也是制造氫彈的原料，由重氫的核聚變反應(yīng)可以釋放出巨大的能量。海水中含有200萬(wàn)億噸的重水，因此從海水中提取重水一經(jīng)實(shí)現(xiàn)，世界海洋就能為人類(lèi)提供取之不盡、用之不竭的能量。現(xiàn)在較大規(guī)模地生產(chǎn)重水的方法，有蒸餾法，電解法，化學(xué)交換法和吸附法等。蒸餾法是用于分離重水的最初方法之一，這種方法建立在輕水 (H2O)、半重水 (HDO) 和重水的蒸氣壓不同的基礎(chǔ)上。美國(guó)建立的第一個(gè)生產(chǎn)重水的工廠(chǎng)就是應(yīng)用這種方法，當(dāng)然后來(lái)由更經(jīng)濟(jì)的方法所取代?，F(xiàn)在化學(xué)法較為常用，也比較經(jīng)濟(jì)。用硫化氫(HDS)一水雙溫交換法從海水中生產(chǎn)重水，就是其中的一種，交換按下列反應(yīng)進(jìn)行： H2O (液) +HDS (氣)==HDO(液)+H2S在低溫下 (25℃)，氣體硫化氫氘 (HDS) 中的氘，轉(zhuǎn)移到液體水中去變成HDO，在高溫下 (100℃)，HDO中的氘轉(zhuǎn)移到H2S中去，成為HDS，這樣就從水中提出了氘，在整個(gè)過(guò)程中D2O：H2S=1：71600，因此H2S用量相當(dāng)大，但比水蒸法仍然小不少，所以它的設(shè)備較小，造價(jià)較低，一般說(shuō)來(lái)，此法初步濃縮重水也比較經(jīng)濟(jì)。硫化氫氣體雖然有毒，腐蝕性強(qiáng)，但從當(dāng)前來(lái)看，這種方法還是比其它方法為好，因而是目前使用最廣的方法。
H2S-H2O雙溫交換法流程圖：
危害性
1、氘影響生物體有絲分裂，損傷DNA修復(fù)酶，造成DNA密碼錯(cuò)亂，DNA損傷會(huì)延續(xù)終身。
2、重水作用于DNA，影響遺傳因子機(jī)能會(huì)引起惡性腫瘤。
3、氘會(huì)抑制一些生物酶的作用，影響DNA復(fù)制的生物酶在重水中的反應(yīng)速度降低一半。
制備方法
重水資源十分豐富，海水中的含量達(dá)5×1014t。但是，天然水中的重水濃度很低，僅0.015%，而反應(yīng)堆使用的重水要求純度達(dá)99.75%。因此，重水生產(chǎn)的特點(diǎn)是：分離級(jí)數(shù)多、平衡時(shí)間長(zhǎng)、處理物料量大和能耗大。由天然濃度富集到約1%的方法選擇十分重要，重水生產(chǎn)的成本主要取決于初富集段的成本。重水生產(chǎn)的主要方法有下列三種：①精餾法：利用氘化合物的蒸氣壓特點(diǎn)而富集。主要原料為氫、氨、水等。液氫精餾的分離系數(shù)大，但低溫技術(shù)和設(shè)備限制了生產(chǎn)規(guī)模。水精餾操作簡(jiǎn)單可靠，但因分離系數(shù)小而能耗過(guò)大。氨精餾的分離系數(shù)略大于水，潛熱小，但受氨源限制，用作初富集方法不經(jīng)濟(jì);②電解法：電解水時(shí)，氘的電解分離系數(shù)可達(dá)10左右。電解法在20世紀(jì)50年代以前是生產(chǎn)重水的主要方法，現(xiàn)因能耗太大，已不單獨(dú)使用;③化學(xué)交換法：目前生產(chǎn)重水最經(jīng)濟(jì)的方法?；瘜W(xué)交換法的實(shí)際操作過(guò)程分為單溫交換法和雙溫交換法。其中，利用硫化氫和水的雙溫交換過(guò)程是目前工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)低濃重水的主要方法。另外，還在開(kāi)發(fā)中的方法有吸氫合金吸附分離法和激光分離法等。知名試劑公司產(chǎn)品信息
Sigma Aldrich
7789-20-0(sigmaaldrich)TCI Shanghai
重水 99.8原子%DDeuterium Oxide 99.8atom%D(7789-20-0)
重水價(jià)格(試劑級(jí))
| 報(bào)價(jià)日期 | 產(chǎn)品編號(hào) | 產(chǎn)品名稱(chēng) | CAS號(hào) | 包裝 | 價(jià)格 |
| 2024/11/08 | 043700 | 重水, 99.95+% (同位素) Deuterium oxide, 99.95+% (Isotopic) | 7789-20-0 | 2each | 218元 |
| 2024/11/08 | 043700 | 重水, 99.95+% (同位素) Deuterium oxide, 99.95+% (Isotopic) | 7789-20-0 | 10each | 1074元 |
| 2024/11/08 | 014764 | 重水, 99.8% (同位素) Deuterium oxide, 99.8% (Isotopic), Thermo Scientific Chemicals | 7789-20-0 | 50g | 1493元 |