重水：

CAS號:7789-20-0

英文名稱:DEUTERIUMOXIDE

英文同義詞:D2O;Ice-d;Ice-d2;Water-d;Heavyice;WATER-D2;(2H)Water;(2H2)Water;Water(2D);HEAVYWATER

中文名稱:重水中文同義詞:氘水;氚水;重水;氘化水;氧化氘;氧化氚;一氧化二氘;氘代水重水;氧化氘(重水);重水-D2(氧化氘)

CBNumber:CB3736883

分子式:D2O

分子量:20.03

MOLFile:7789-20-0.mol

重水化學(xué)性質(zhì)：

熔點(diǎn):3.8°C(lit.)

沸點(diǎn):101.4°C

密度:1.107g/mLat25°C

折射率:n20/D1.328(lit.)

閃點(diǎn):101.4°C

儲存條件:Storebelow+30°C.

形態(tài):Liquid

酸度系數(shù)(pKa):pK(25°)14.955(molarityscale);16.653(molefractionscale):A.K.Covingtonetal.,

顏色:Colorless

PH值:7(H2O,20℃)

相對極性:0.991

水溶解性:Misciblewithwater.

敏感性:MoistureSensitiveMerck:14,2940

穩(wěn)定性:Stable.Hygroscopic.InChIKey:XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-NCAS

數(shù)據(jù)庫:7789-20-0(CASDataBaseReference)

EPA化學(xué)物質(zhì)信息:Water-d2(7789-20-0)

安全信息：

安全說明 : 24/25

WGK Germany : 3

RTECS號: ZC0230000

F : 3-10

TSCA : Yes

海關(guān) : 2845 10 00

重水性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝：

理化性質(zhì)重水亦稱“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螅史Q重水，化學(xué)式D2O，在常溫常壓下，為無色無臭的液體，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，在死海或深海中的蘊(yùn)藏量相對豐富些。自然界沒有富含重水的源泉。重水在外觀上和普通水相似，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Chemicalbook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滑劑。

重水性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝：

理化性質(zhì)重水亦稱“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螅史Q重水，化學(xué)式D2O，在常溫常壓下，為無色無臭的液體，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)藏量相對豐富些。自然界沒有富含重水的源泉。重水在外觀上和普通水相似，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Chemicalbook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滑劑。

重水性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝：

理化性質(zhì)重水亦稱“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?，故稱重水，化學(xué)式D2O，在常溫常壓下，為無色無臭的液體，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)藏量相對豐富些。自然界沒有富含重水的源泉。重水在外觀上和普通水相似，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Chemicalbook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滑劑。

重水性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝：

理化性質(zhì)重水亦稱“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?，故稱重水，化學(xué)式D2O，在常溫常壓下，為無色無臭的液體，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)藏量相對豐富些。自然界沒有富含重水的源泉。重水在外觀上和普通水相似，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Chemicalbook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滑劑。

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，測定了它的某些物理常數(shù)。重水的相對分子質(zhì)量為20.0275，比普通水的相對分子質(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)力堆以及許多國家建Chemicalbook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。因此重水是國家極重要的戰(zhàn)略物資。在第二次世界大戰(zhàn)期間，同盟國和納粹德國都十分重視重水的生產(chǎn)并極端保密。當(dāng)同盟國了解到納粹德國在挪威的諾爾斯克廠正在大規(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，后來又用飛機(jī)進(jìn)行轟炸，使納粹德國研制核武器的努力嚴(yán)重受挫。美國在1943年建成一批大型重水生產(chǎn)廠，年產(chǎn)量約20t。到90年代世界許多國家都能生產(chǎn)重水，年生產(chǎn)能力約達(dá)2000t。中國自50年代起開發(fā)重水生產(chǎn)，80年代開始出口重水。國際市場上每噸重水的價(jià)格約為23萬美元。參考資料：陳德第,李軸,庫桂生主編.國防經(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Chemicalbook，用稀重水灌溉樹木，可以測知水在這些植物中每小時(shí)可運(yùn)行十幾米到幾十米。測定飲過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程。濃的或純重水不能維持動(dòng)植物生命，重水對一般動(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。

美國建立的個(gè)生產(chǎn)重水的工廠就是應(yīng)用這種方法，當(dāng)然后來由更經(jīng)濟(jì)的方法所取代Chemicalbook?，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，一般說來，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。

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：分離級數(shù)多、平衡時(shí)間長、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Chemicalbook單可靠，但因分離系數(shù)小而能耗過大。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，還在開發(fā)中的方法有吸氫合金吸附分離法和激光分離法等。

用途：

用于NMR，使用核磁共振分析時(shí)倘若溶劑是水，而研究的對象是氫，可以使用重水作溶劑。中子減速劑：某些核子反應(yīng)堆使用重水來減慢中子的速度，讓它們有機(jī)會與鈾反應(yīng)。輕水（普通水）亦可以Chemicalbook作減速劑，但因?yàn)檩p水會吸收中子，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，而且會把鈾238轉(zhuǎn)化成為可制作核彈的钚。