हैवी वॉटर वह पानी का एक रूप है जिसमें सामान्य पानी में पाए जाने वाले हाइड्रोजन आइसोटोप ड्यूटेरियम से अधिक मात्रा में होता है।

हैवी वॉटर एक संयोजक है, जिसमें ड्यूटेरियम (हाइड्रोजन का ‘2H’ या ‘D’ द्वारा चिह्नित आइसोटोप) और ऑक्सीजन होता है। इसे ड्यूटेरियम ऑक्साइड के रूप में भी जाना जाता है और यह रासायनिक सूत्र D2O द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है।

सामग्री की तालिका

हैवी वॉटर की गुणधर्म

हैवी वॉटर की तैयारी

हैवी वॉटर के प्रकार

हैवी वॉटर के महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएँ

हैवी वॉटर के उपयोग

हैवी वॉटर (D2O) सामान्य पानी (H2O) की तुलना में अधिक मोलर मास रखता है क्योंकि ड्यूटेरियम का प्रोटियम की तुलना में अधिक अणुमास होता है। इससे इन दोनों के बीच कीमिकल और भौतिक गुणधर्म में थोड़ा अंतर होता है।

हैवी वॉटर की गुणधर्म

| हैवी वॉटर (ड्यूटेरियम ऑक्साइड) | D2O |

| आणविक द्रव्यमान | 20.02 ग्राम/मोल |

| घनत्व | 1.107 ग्राम/मिलीलीटर |

| द्विध्रुवीय क्षण | 1.87 D |

| पिघलने का बिंदु | 3.82°C |

| उबालने का बिंदु | 101.4°C |

भौतिक गुणधर्म

हैवी वॉटर को STP में अदरका रंग की दिखाई देती है।

कक्षा तापमान पर, यह एक गंधहीन तरलाकार रूप में मौजूद होता है।

एक ड्यूटेरियम ऑक्साइड से बना बर्फ कॉल्ड पानी में डूबेगा क्योंकि यह कठोरता लगभग H2O की तुलना में लगभग 11% अधिक होती है।

हैवी वॉटर और सामान्य पानी जब मिलाए जाते हैं तो एक समयानुसारी मिश्रण बनाते हैं।

रासायनिक गुणधर्म

हाइड्रोजन आइसोटोपों की विभिन्न अणुमासें फिरतहां विभिन्न रासायनिक व्यवहारों में परिणाम देती हैं, जैसा कि आणुमासें में देखा गया है।

ड्यूटेरियम की उच्च मात्रा का स्नायु गुण पानी की घोलन प्रतिष्ठानों को नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है, जिससे जीववैज्ञानिक प्रणालियों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है।

सामान्य पानी हैवी वॉटर से अधिक प्रमाण में विवलक होता है।

एक निर्धारित तापमान पर, एक D2O के नमूने में D+ आयनों की एकाग्रता सामान्य H2O के नमूने में H+ आयनों की एकाग्रता की तुलना में आमतौर पर कम होती है।

⇒अधिक जानकारी: पानी की भौतिक और रासायनिक गुणधर्म

तैयारी के विधियाँ

हैवी वॉटर को लंबे समय तक अल्कली समावेशी पानी का वैद्युत संलेप द्वारा तैयार किया जाता है।

वैद्युत मिलावटः नहारू सुपिंद वाला पानी।

कैथोडः स्टील का पात्र।

एनोडः छिद्रों वाली एक प्रशस्त पीतल की शीट।

हैवी वॉटर की महत्वपूर्ण विशेषताओं की सूची, जो कार्बन डाइऑक्साइड गैस को द्वारा सात अल्कलियों को मध्यस्थ करके बचता हुआ उत्पादित होता है, निम्नानुसार है।

ड्यूटेरियम परमाणु के नाभिक के आकार में एक प्‍रोटॉन और एक न्‍यूट्रॉन होता है, जिसके कारण यह प्रोटॉन के तुलना में लगभग दोगुना भारी होता है (सामान्य पानी में मौजूद हाइड्रोजन आइसोटोप का एक प्रतिपादन।)

ऑक्सीजन का एक मास पानी के एक घटक में लगभग 89% का हिस्सा होता है, इसलिए D2O का आणविक द्रव्यमान H2 के द्रव्यमान से साइनिफिकेंटली ज्यादा नहीं होता है।

हैवी वॉटर का घनत्व सामान्य पानी के घनत्व से लगभग 11% अधिक होता है।

डी 2 ओ में डेउटेरियम और ऑक्सीजन के बीच का बंध प्रोटियम और ऑक्सीजन के बीच के बंध से मजबूत होता है।

डी 2 ओ प्रकृति में रेडियोएक्टिव नहीं होता है क्योंकि डेउटेरियम परमाणु रेडियोएक्टिव अपघटन के अनुक्रम जोमपैषचिक विकटम ऑक्सीजन नहीं होता है।

भारी पानी की अधिक मात्रा जीवों के लिए विषाक्त हो सकती है।

1932 में, पहली बार ड्यूटीरियम ऑक्साइड (D2O) का उत्पादन हुआ। यह दबाव भारी पानी रिएक्टर में (पीएचडब्ल्यूआर) तापबल संतोषक और शीतकूलक के रूप में उपयोग होता है। “भारी पानी” शब्द आमतौर पर D2O के लिए प्रयोग होता है, लेकिन “भारी” पानी के अन्य रूप भी मौजूद हैं।

⇒ जानने के लिए लिंक देखें, जल की कठोरता, प्रकार और उपचार के बारे में।

भारी पानी के प्रकार

अर्ध-भारी पानी (डी 2 ओ)

इस भारी पानी का रूप एचडीओ द्वारा दर्शाया जाता है और इसमें एक प्रोटियम, एक डेउटेरियम और एक ऑक्सिजन परमाणु होता है।

पानी के आणुओं का एक-दूसरे में हाइड्रोजन परमाणुओं का अदल-बदल होता है, जिससे माना जा सकता है कि एचडीओ को प्रोटियम और डेउटेरियम दोनों को सम्प्राप्त करने वाले जल की नमूनाओं में पाया जा सकता है।

प्रोटियम और डेउटेरियम के बराबर अनुपात वाला जल नमूना 50% अर्ध-भारी पानी, 25% सामान्य पानी और 25% भारी पानी से मिलकर बनता है।

इस नमूने में एचडीओ, डी 2 ओ और एच 2 के बीच एक गतिशील संतुलन होता है।

भारी ऑक्सीजन वाला पानी

17ओ और 18ओ की तैवता वाले पानी, जैसे कि “भारी-ऑक्सीजन पानी” कहलाता है।

इसकी घनत्व सामान्य पानी से अधिक होती है, जिसे भारी पानी का रूप में माना जाता है।

18ओ ऑक्सीजन परमाणु के साथ भारी-ऑक्सीजन पानी का उपयोग 18एफ ऑक्सीजन परमाणु, साथ ही रेडियोट्रेसर और रेडियोफार्मास्यूटिकल में किया जाता है।

ट्रिटेशियम पानी (टी₂ओ)

ट्रिटेशियम पानी (जिसे ट्रिटिएटेड हाइड्रोजन या हाइड्रोजन-3 पानी के रूप में भी जाना जाता है, और आमतौर पर एचटीओ या टीदोटूओ के रूप में दर्शाया जाता है) पानी का एक विकट रूप है जिसमें प्रोटियम की जगह ट्रिटियम (टी या 3H द्वारा दर्शाया जाता है) पाया जाता है।

यह आमतौर पर “अत्यधिक भारी पानी” के रूप में जाना जाता है और D$_2$O से प्रतिष्ठित होता है।

ट्रिटेशियम पानी शरीर में पानी के कुल आयाम का निर्धारण करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। और अधिक जानें।

टी 2 ओ का मूलर मास 22.03 ग्राम प्रति मोल होता है और इसकी घनत्व 1.85 ग्राम/मिलीलीटर होती है।

भारी पानी के कुछ महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएं

विद्युतवर्धमान: 2H${2}$O → 2H${2}$ (डेउटेरियम) + O$_{2}$

धातु के साथ प्रतिक्रिया: 2Na + 2D₂O → 2NaOD (सोडियम डेउटेरोक्साइड) + D₂

अधातु के साथ प्रतिक्रिया: D2O + Cl2 → DCl + HClO

धातु ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया:

MgO + D2O → Mg(OD)2

गैर-धातु ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया:

SO3 + D2O → D2SO4 (डेउटेरोसल्फ्यूरिक एसिड)

मैग्नीशियम नाइट्राइड के साथ प्रतिक्रिया:

Mg3N2 + 6D2O → 3Mg(OD)2 + 2ND3 (डेउटेरो अम्मोनिया)

कैल्शियम फॉस्फाइड के साथ प्रतिक्रिया:

3Ca3P2 + 6D2O → 3Ca(OD)2 + 2PD3 (डेउटेरो फॉस्फाइड)

कैल्शियम कार्बाइड के साथ प्रतिक्रिया: CaC₂ + 2D₂O → Ca(OD)₂ + C₂D₂ (डेउटेरो एसिटिलीन)

एल्युमिनियम कार्बाइड के साथ प्रतिक्रिया:

4Al4C3 + 12D2O → 4Al(OD)3 + 3CD4 (डेउटेरो मेथेन)

कुछ अन्य उपयोगों में शामिल हैं:

बहुत भारी पानी को परमाणु मैग्नेटिक रिसोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी में प्रयोग किया जाता है।

कुछ प्रकार के परमाणु प्रक्रियाकारियों में यह मोडरेटर के रूप में प्रयोग किया जाता है।

चिकित्सा क्षेत्र में, इसे मानवों की विट्तीय दर का माप करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

भारी पानी के प्रयोग

पहले ही चर्चित है, डेउटेरियम ऑक्साइड (भारी पानी) हीवी पानी न्यूक्लियर रिएक्टर में एक महत्वपूर्ण घटक है, जो कूलेंट और एक न्यूट्रॉन मोडरेटर के रूप में सेवा करता है। इसके अलावा, भारी पानी के कई और महत्वपूर्ण उपयोग हैं, जिन्हें नीचे चित्रित किया गया है।

भारी पानी (D2O) डेउटेरियम (D) की तैयारी के लिए प्रयोग किया जाता है।

सांसक्रिय और फोटोसंश्लेषण के मेकेनिज्म का अध्ययन करने के लिए एक प्रेसर के रूप में ट्रेसर के रूप में इस्तेमाल किया जाता है।

डी2ओ का उपयोग किया जाता है एनएमआर (न्यूक्लियर मैग्नेटिक रिसोनेंस) स्पेक्ट्रोस्कोपी में, जो परमाणु और उनके आसपास के चुंबकीय क्षेत्रों का अवलोकन करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

डेउटेरियम ऑक्साइड का प्रयोग करके कई कार्बनिक यौगिकों के इसोटोपोलोग्य बनाए जा सकते हैं।

भारी पानी (D₂O) अक्सर IR (इन्फ्रारेड) स्पेक्ट्रोस्कोपी में सामान्य पानी (H₂O) की बजाय उपयोग किया जाता है।

न्यूक्लियर रिएक्टर में मोडरेटर के रूप में, मैं तेजी से चल रहे न्यूट्रॉनों की गति को मंद करने के लिए जिम्मेदार हूँ ताकि वे इसोटोप 235U के स्थान पर इसोटोप 238U के साथ प्रतिक्रिया कर सकें।

मानवों और जानवरों में विट्टीय दर का टेस्ट D2O और हैवी-ऑक्सीजन पानी के मिश्रण का उपयोग करके किया जाता है।

नियंत्रित न्यूक्लियर फ्यूजन प्रतिक्रियाओं में प्रयोग होने वाला ट्रिटियम उन न्यूट्रॉन्स को जब देउतेरियम में मौजूद हो तो बनता है।

भारी पानी पीना क्या खतरनाक होता है?

भारी पानी (डेउटेरियम ऑक्साइड) विषाक्त नहीं होता है और छोटी मात्रा में सुरक्षित रूप से सेवन किया जा सकता है। हालांकि, भारी पानी की बड़ी मात्रा का सेवन करना खतरनाक हो सकता है क्योंकि यह सामान्य विट्टीय प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप कर सकता है।

भारी पानी हमेशा ही विकिरणीय माल और न्यूक्लियर रिएक्टरों से जुड़ा नहीं होता है। वास्तव में, शुद्ध भारी पानी विकिरणीय नहीं होता है और यदि छोटी मात्रा में सेवन किया जाए तो विशेष रूप से हानिकारक नहीं होता है। हालांकि, बड़ी मात्रा में लेने पर या यदि लंबे समय तक सेवन किया जाए तो गंभीर हानिकारकता हो सकती है, जिससे सिर चकराहट और रक्तचाप में कमी जैसे लक्षण दिखाई दे सकते हैं।

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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

भारी पानी का रासायनिक सूत्र है D2O।

भारी पानी (D2O) का उबलने का समाप्तांक 101.42°C होता है।

भारी पानी (D2O) का उबलने का समाप्तांक 101.4° होता है, जो सामान्य पानी (H2O) से थोड़ा अधिक होता है। भारी पानी को इलेक्ट्रोलाइसिस प्रक्रिया के माध्यम से तैयार किया जाता है।

इलेक्ट्रोलाइट: अल्कली पानी

एनोड: सकारात्मक आर्ध्यायुक्त इलेक्ट्रोड

कैथोड: नकारात्मक आर्ध्यायुक्त इलेक्ट्रोड

इलेक्ट्रोलाइट: अल्कलाईन पानी

एनोड: छेदवाले निकल शीट

एनोड: इस्पात का पतीला।### यूरेनियम-238 का विकिरणीय स्वरूप कौन सा होता है?

T₂O जल का विकिरणीय स्वरूप होता है।