Что тяжелее вода. Что тяжелее спирт или вода

Правообладатель иллюстрации Getty

Уже два тысячелетия ученые пытаются понять, почему мы зеваем. Может ли недавно появившаяся теория пролить свет на эту загадку? Корреспондент попытался разобраться.

Беседуя с психологом Мэрилендского университета в Балтиморе (США) Робертом Провином, я вдруг почувствовал непреодолимое желание, поднимавшееся из самых глубин моего организма. Чем больше я пытался с ним бороться, тем сильнее оно становилось - до тех пор, пока не овладело мной полностью. К этому моменту я уже думал только о том, как бы сдержаться и не зевнуть. Ни о чем другом думать я уже не мог.

Роберт Провин говорит, что с его собеседниками такое происходит сплошь и рядом. Во время своих лекций он часто замечает, что большинство людей в зале сидят разинув рты и раздув ноздри. К счастью, будучи автором книги "Странное поведение: зевота, икота, смех и прочее", он совсем не обижается.

"Моя лекция от этого только выигрывает", - говорит он.

"Я выступаю и в какой-то момент замечаю, что аудитория начинает зевать. И тогда я прошу людей поэкспериментировать со своей зевотой - смыкать губы или втягивать воздух через стиснутые зубы. Или пытаться зевать, зажав нос", - объясняет ученый.

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Американка Кристи Коувал раззевалась на Олимпиаде в Сиднее. Нервы?

С помощью подобных экспериментов Роберт Провин уже многие годы пытается разрешить эту загадку - почему мы зеваем? Мы все знаем, что усталость, скука или чье-либо присутствие могут вызвать у нас неодолимую зевоту. Но как она служит нашему организму, в чем ее смысл?

Когда в конце 80-х Роберт Провин только начал работать над этой проблемой, он писал, что зевота - самая загадочная функция человеческого организма. Почти три десятилетия спустя мы, возможно, ближе к ответу. Но научное сообщество, тем не менее, все еще спорит о том, какой ответ будет более правильным.

Многие считают, что первым исследователем феномена зевоты еще 2500 лет назад был Гиппократ. Знаменитый древнегреческий врач считал, что зевота помогает организму освободиться от вредного воздуха, особенно при повышенной температуре.

"Подобно большим объемам пара, вырывающимся из котлов с кипящей водой, скопившийся в организме воздух выходит изо рта, когда поднимается температура тела", - писал Гиппократ.

Различные варианты этого объяснения преобладали в Европе до XIX века, когда ученые предположили, что зевота помогает дыханию, активизируя подачу в кровеносную систему кислорода и стимулируя вывод из нее углекислого газа.

Если бы так было на самом деле, наверное, люди зевали бы более или менее регулярно, в зависимости от уровня кислорода и углекислого газа в окружающем воздухе. Но когда Роберт Провин, решив проверить эту теорию, предложил добровольцам вдыхать различные смеси газов, это никак не повлияло на частоту зевков.

Многие исследователи обратили внимание на заразительную природу зевков. Это правда, я лично прочувствовал это в ходе общения с Робертом Провином.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Зевота очень заразительна - стоит только начать...

"Около половины людей, увидевших, что кто-то зевает, тоже начинают зевать, - утверждает он. - Это настолько заразительно, что всё, что ассоциируется с зеванием, может вызвать такую реакцию. Достаточно видеть или слышать, как кто-то другой зевает, или даже просто читать об этом".

По этой причине некоторые исследователи задались вопросом, а не является ли зевание примитивной формой общения. Если это так, то какую информацию оно несет?

Зевая, мы часто чувствуем усталость. Поэтому одно из предположений заключается в том, что зевок помогает настроить биологические часы окружающих на единый режим.

"На мой взгляд, вероятнее всего, сигнальная роль зевка состоит в том, чтобы помочь синхронизировать поведение социальной группы. Заставить всех заснуть примерно в одно и то же время, - говорит Кристиан Гессе, сотрудник Бернского университета Швейцарии. - Имея общий распорядок, группа способна эффективнее работать в течение дня".

Но мы зеваем не только от усталости, но и при стрессе. Спортсмены-олимпийцы вдруг начинают зевать перед самым забегом, а музыканты часто не могут сдержать зевоту перед началом концерта. Поэтому некоторые исследователи, в том числе и Провин, считают, что движения, напрягающие челюстные мышцы, могут играть определенную роль в перезагрузке мозга. Когда вас начинает тянуть ко сну, они поддерживают в вас бодрость, а когда вас что-то отвлекает, эти движения помогают вам сосредоточиться.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Зевок - это сигнал остальным? Всем спать!

Распространяясь в группе, заразительные зевки могут помочь всем достичь одинакового уровня внимания, например, повышают всеобщую бдительность. Механизм тут не совсем понятен, хотя французский исследователь Оливье Валусинский предположил, что зевок помогает прокачке спинномозговой жидкости вокруг мозга. Это, в свою очередь, повышает нейронную активность.

Различных противоречащих одно другому объяснений много, и поэтому до единой, объединяющей все эти изыскания теории еще очень далеко.

Но, по крайней мере, в последние годы возникла идея, потенциально способная примирить все противоречия и парадоксы и превратить их в единую убедительную теорию.

Эндрю Гэллап, работающий сейчас в Университете штата Нью-Йорк в Онеонте (США), еще готовясь защищать степень бакалавра, заинтересовался идеей о том, что зевание может оказаться способом охлаждения мозга.

Резкие движения челюстью вызывают в области черепной коробки усиленную циркуляцию крови, отводящую излишнее тепло. А глубокий вдох приносит прохладный воздух в придаточные пазухи носа и в район сонной артерии, ведущей в мозг, утверждает этот исследователь.

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Фиделя Кастро довела до зевоты речь Билла Клинтона в ООН

Более того, зевок может привести в движение мембраны носовых пазух. Прокачка воздуха через носовые полости должна привести к испарению покрывающей их слизи, что тоже должно охлаждать голову наподобие системы кондиционирования воздуха.

Чтобы эту теорию проверить, очевидно, нужно последить, как часто зевают люди при разных температурах. Гэллап обнаружил, что в нормальных условиях примерно 48% людей чувствуют позывы к зевкам. Но когда участникам эксперимента положили на лоб холодный компресс, это количество сократилось до 9%.

Активное дыхание через нос, которое тоже может охлаждать мозг, оказалось еще более эффективным, полностью снимая позывы к зеванию. Это исследование, кстати, дает нам намек на то, как справиться с неожиданным приступом зевоты в неподходящей ситуации.

Пожалуй, лучшим подтверждением правоты Эндрю Гэллапа стали истории двух женщин, обратившихся к ученому сразу после публикации его работы. Обе страдали патологическими приступами зевоты, часто продолжавшимися до часа.

"Это надолго выводило их из строя и мешало нормальной жизнедеятельности, - говорит Эндрю Гэллап. - Им приходилось уединяться где-нибудь в сторонке, и все это негативно сказывалось на их профессиональной и личной жизни".

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Маргарет Тэтчер не могла сдержать зевоты во время одного из совещаний по европейской безопасности

Обе женщины обнаружили, что единственный способ справиться с приступом - окунуться в холодную воду. Вдохновленный этой информацией, Гэллап попросил их провести небольшой эксперимент - измерить обычным градусником температуру в полости рта до и после приступов зевания. Как он и ожидал, непосредственно перед приступом температура во рту была повышенной, а сам приступ зевоты продолжался до тех пор, пока температура во рту не опускалась до 37C.

Это было важное открытие, потому что предположение о том, что зевание охлаждает мозг, объясняло, почему многие другие обстоятельства, казалось бы, ничем не связанные, приводят к зевоте.

Температура нашего тела обычно поднимается перед сном и после него. Охлаждение мозга может помогать нам сосредоточиться: оно будит нас, когда нам скучно или когда мы чем-то отвлечены. А распространяясь на присутствующих, зевание способно помочь сосредоточиться всей группе.

Теория Эндрю Гэллапа была настороженно встречена многими его коллегами. "Группа Гэллапа не смогла представить ни одного убедительного экспериментального доказательства этой теории", - говорит Кристиан Гесс.

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Госсекретарь США Уоррен Кристофер не удержался от зевоты даже во время выступления Мадлен Олбрайт в ООН

Прежде всего, критики Гэллапа указывают, что он не провел прямые измерения колебаний температуры головного мозга. Сам он утверждает, что обнаружил ожидавшиеся колебания температуры мозга у подопытных крыс.

Роберт Провин, однако, настроен более оптимистически. Он считает, что теория Гэллапа может быть верным объяснением тому, как зевота помогает работе мозга.

Но, если даже Эндрю Гэллап и смог найти теорию, способную объединить все предыдущие объяснения, остается еще множество загадок. Например, почему зародыши зевают в чреве матери?

Возможно, что они просто готовятся к самостоятельной жизни. Может быть, зевание как-то помогает росту зародыша. Например, оно развивает артикуляцию челюстных суставов или способствует росту объема легких, предполагает Роберт Провин. Если это действительно так, то, по словам ученого, функция зевания в утробе матери оказывается более важной, чем после появления ребенка на свет.

Роберт Провин также указывает на странные параллели между зеванием и сексом. (Это, кстати, относится и к некоторым другим функциям, например, к чиханию) Выражение лица человека в таких случаях на удивление похоже. Взгляните на эту фотографию, и вы поймете, о чем идет речь.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Этот мужчина зевает? Или... занимается чем-то более интимным?

Также как и секс, зевота и чихание подразумевают фазу подготовки, завершающуюся приятной разрядкой.

"Если это дело начинается, оно уж продолжается до конца, никто не хочет этот процесс прерывать", - замечает Провин. По этой причине он задается вопросом о том, а не стоит ли за этими столь разными функциями один и тот же механизм нервной деятельности.

"Мать-природа не занимается постоянным изобретением колеса, - говорит он, напоминая, что некоторые антидепрессанты приводят к оргазму при зевании. Это редкий побочный эффект, который потом у человека быстро утрачивается".

В конце концов желание зевнуть оказалось для меня слишком сильным в ходе нашего разговора с Робертом Провином. День был солнечный и теплый, так что, возможно, позывы зевнуть имели благородную цель защитить мой мозг от перегрева в ходе этой увлекательной беседы. Испытанное мной в результате хорошего зевка облегчение полностью оправдало все мои отчаянные попытки удержать рот закрытым.

Могу поспорить, что и вам самим к этому моменту уже захотелось зевнуть разок- другой. Как утверждает Роберт Провин, статья о зевоте вполне может ее вызвать. Так что не стесняйтесь. Помните, что, открывая рот в сладком зевке, вы включаете одну из самых таинственных функций вашего организма, над разгадкой которой человечество бьется с древних времен.

Зевать человек начинает уже через пять минут после рождения. Лишь недавно это обычное явление привлекло внимание исследователей, в частности, Роберта Провайна из Мэрилендского университета. Он установил, что это сигнал организма о дефиците кислорода, который наступает тогда, когда человек устает или скучает, и ему необходимо встряхнуться.

Исследователь поместил группу добровольцев-студентов в комнату, где содержание кислорода и углекислоты постепенно менялись. Ученый при этом подсчитывал количество зевков каждого испытуемого. Хотя частота дыхания испытуемых возрастала по мере роста дефицита кислорода в помещении, интенсивность зевков оставалась постоянной. Она оставалась постоянной даже в случае дыхания чистым кислородом.

Зевок, как известно, сопровождается потягиванием, особенно после сна. Такая же картина зевоты с потягиванием наблюдается и за час до ночного отдыха. Это наводило на мысль, что зевота прежде всего является гимнастикой, которая оказалась необходимой прежде всего для... души. Любопытно, что во время зевания получают способность к движению даже люди с односторонним параличом - следствием инсульта.

Люди зевают чаще всего тогда, когда имнехватает впечатлений или в состоянии стресса - перед экзаменом, ответсвенным публичным выступлением. Процесс зевоты исключительно заразителен. Так, сидя перед телевизором, на экранах которых демонстрировались зевающие люди, зрители зевали даже чаще, мем люди на экране.

Но главное состоит в том, что исследования Провайна так и не дали исчерпывающего ответа на вопрос - зачем человеку и животным зевота?

А вот что говорит по этому поводу энциклопедия "Кирилл и Мефодий":

Подумайте о том, как вы томно потягиваетесь и сладко зеваете... или посмотрите на изображение слева от текста... Вам захотелось зевнуть? "Это нормальная реакция!" - утверждает Роберт Провайн, профессор физиологии из Мэрилендского Университета. "Зевание - крайне "заразный" процесс. Стоит увидеть зевающего человека - и вы зевнете; услышите звук зевка - то же самое; или вы читаете книгу, и когда герой зевает - зеваете тоже... Даже сидя в абсолютной темноте в совершенно пустой комнате, стоит лишь подумать о зевке - и вы обязательно зевнете!", - говорит профессор.

Наука объясняет зевание необходимостью доставки больших доз кислорода в мозг. Однако Провайн считает, что не все так просто. Своими экспериментами он доказал, что даже в чрезвычайно богатой кислородом атмосфере человек зевает с той же охотой, как и в более бедных кислородом условиях. Способность зевать появляется в течение первой трети внутриутробного развития. Зевок служит сигналом об изменениях в организме.

Обычно зевками сопровождается переход от состояния бодрствования ко сну. Однако, как ни удивительно это звучит, часто зевками сопровождается обратный переход - от сна к бодрствованию или к повышенной готовности. Например, если музыкант перед концертом весьма активно зевает - это не значит, что он не выспался... просто его организм готовится к сильным нагрузкам во время ответственного мероприятия.

Зевок также является для людей синхронизатором группового поведения. Когда человек зевает - запускается цепная реакция, вовлекающая в себя всех окружающих. Так, независимо от изменений, происходящих в нашем организме, эти процессы синхронизируются с соседями.

"Вы заставляете меня смеяться!" Подобно зевкам, смех также является весьма "заразным".

(Примечание от "КМ": в русском языке есть даже такое прилагательное - "заразительный", и используется именно в сочетании со словом "смех"! Правда, про зевки так еще, по-моему, никто не говорил. ) Когда вокруг много смеющихся людей, трудно не присоединиться к ним или хотя бы не улыбнуться. И чем сильнее вы пытаетесь сохранить серьезное лицо, тем труднее это сделать. Этот механизм развился у человека потому, считает Провайн, что смех непосредственно связан с отношениями между людьми. "Смех является как бы клеем, связывающих группу людей воедино. Это наследие прошлого - биологический способ объединения людей. Мы не позволяем себе смеяться вместе с другими - мы просто смеемся вместе с ними".

Но есть и другой тип смеха - издевка, насмешка. В этом случае человеку фактически отказывается в праве быть членом группы, он изгоняется из нее.

В общем, резюмирует Провайн, если кто-то зевает вам в лицо, или на ваш смех оборачиваются другие люди и тоже начинают улыбаться - не воспринимайте это как признак некультурности или неуважения. В этих моментах всего-навсего проявляются одни из самых простых и незамысловатых, но тем не менее все-таки замечательные примеры общественного человеческого поведения.

Виде

лёд Вид прозрачная жидкость без цвета,
вкуса и запаха Номер CAS Свойства Плотность
и фазовое состояние 1104,2 кг/м³, жидкость
1017,7 кг/м³, твёрдая (при н. у.) Растворимость Малорастворима в диэтиловом эфире ;
Смешивается с этанолом ;
C обычной водой смешивается
в любых пропорциях. удельная теплоёмкость 4,105 кДж/К·кг Точка плавления 3,81 °C (276,97 K) Точка кипения 101,43 °C (374,55 K) Константа диссоциации
кислоты (pK a) Вязкость 0,00125 Па·с (0,0125 пз) при 20 °C

Тяжёлая вода́ (также оксид дейтерия ) - обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды . Тяжёловодородная вода имеет ту же химическую формулу , что и обычная вода , но вместо атомов обычного лёгкого изотопа водорода (протия) содержит два атома тяжёлого изотопа водорода - дейтерия . Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как D 2 O или 2 H 2 O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная - бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

История открытия

Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году , за что ученый был удостоен Нобелевской премии по химии в 1934 году. А уже в 1933 году Гилберт Льюис выделил чистую тяжёловодородную воду.

Свойства

Свойства тяжёлой воды

Молекулярная масса	20,03 а.е.м.
Давление паров	10 мм. рт. ст. (при 13,1 °C), 100 мм. рт. ст. (при 54 °C)
Показатель преломления	1,32844 (при 20 °C)
Энтальпия образования ΔH	−294,6 кДж/моль (ж) (при 298 К)
Энергия Гиббса образования G	−243,48 кДж/моль (ж) (при 298 К)
Энтропия образования S	75,9 Дж/моль·K (ж) (при 298 К)
Мольная теплоёмкость C p	84,3 Дж/моль·K (жг) (при 298 К)
Энтальпия плавления ΔH пл	5,301 кДж/моль
Энтальпия кипения ΔH кип	45,4 кДж/моль
Критическое давление	21,86 МПа
Критическая плотность	0,363 г/см³

Нахождение в природе

В природных водах один атом дейтерия приходится на 6400 атомов протия . Почти весь он находится в составе молекул DHO, одна такая молекула приходится на 3200 молекул лёгкой воды. Лишь очень незначительная часть атомов дейтерия формирует молекулы тяжёлой воды D 2 O, поскольку вероятность двух атомов дейтерия встретиться в составе одной молекулы в природе мала (примерно 0,5·10 −7). При искусственном повышении концентрации дейтерия в воде эта вероятность растёт.

Биологическая роль и физиологическое воздействие

Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими (мыши, крысы, собаки) показали, что замещение 25 % водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой. Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие , которые пили тяжёлую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают лишь при 90 % дейтерировании воды в теле. Простейшие способны адаптироваться к 70 % раствору тяжёлой воды, а водоросли и бактерии способны жить даже в чистой тяжёлой воде . Человек может без видимого вреда для здоровья выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней.
Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль . Тяжёлая вода использовалась для лечения артериальной гипертензии у людей в суточных дозах до 1,7 г дейтерия на кг веса пациента .

Некоторые сведения

Тяжёлая вода накапливается в остатке электролита при многократном электролизе воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гигроскопична . Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 19 долларов за грамм в 2012 году ).

Общее число изотопных модификаций воды

Если подсчитать все возможные нерадиоактивные соединения с общей формулой Н 2 О, то общее количество возможных изотопных модификаций воды всего девять (так как существует два стабильных изотопа водорода и три - кислорода):

Н 2 16 O − лёгкая вода , или просто вода
Н 2 17 O
Н 2 18 O − тяжёлокислородная вода
HD 16 O − полутяжёлая вода
HD 17 O
HD 18 O
D 2 16 O − тяжёлая вода
D 2 17 O
D 2 18 O

С учётом трития их число возрастает до 18:

T 2 16 O - сверхтяжелая вода
T 2 17 O
T 2 18 O
DT 16 O
DT 17 O
DT 18 O
HT 16 O
HT 17 O
HT 18 O

Таким образом, кроме обычной, наиболее распространённой в природе «лёгкой» воды 1 H 2 16 O, в общей сложности существует 8 нерадиоактивных (стабильных) и 9 слаборадиоактивных «тяжёлых вод».

Всего же общее число возможных «вод» с учётом всех известных изотопов водорода (7) и кислорода (17) формально равняется 476. Однако распад почти всех радиоактивных изотопов водорода и кислорода происходит за секунды или доли секунды (важным исключением является тритий, период полураспада которого более 12 лет). Например, все более тяжёлые, чем тритий, изотопы водорода живут порядка 10 −20 с; за это время никакие химические связи просто не успевают образоваться, и, следовательно, молекул воды с такими изотопами не бывает. Радиоизотопы кислорода имеют периоды полураспада от нескольких десятков секунд до наносекунд. Поэтому макроскопические образцы воды с такими изотопами получить невозможно, хотя молекулы и микрообразцы могут быть получены. Интересно, что некоторые из этих короткоживущих радиоизотопных модификаций воды легче, чем обычная «лёгкая» вода (например, 1 H 2 15 O).

На вопрос лёд тяжелее чем вода? заданный автором M. S. лучший ответ это Известно что вода в твёрдом агрегатном состоянии имеет 7мь изветных науке фаз. Обычный лёд легче воды примерно на одну десятую часть, при равном объёме. При объёмном сжатии плотность скачкообразно меняется в зависимости от соответствующей давлению кристаллической решётки. Самый плотный лёд в 2,4 раза тяжелее воды и твёрже обычного железа, плавится при температуре +70 С.

Ответ от Марина Мартина [гуру]
легче

Ответ от [email protected] [гуру]
нифига подобного

Ответ от Ўрий [гуру]
Если об голову то да, а так плотность одинаковая

Ответ от Иван Сипачёв [гуру]
Плавает же! Легче.

Ответ от Маша Булойчик [гуру]
если бы он лед был тяжелее, он бы утонул))

Ответ от Andrey Vischivkin [гуру]
Нет Вода - уникальное вещество: наибольший удельный вес имеет в ЖИДКОЙ фазе, при температуре +4 градуса Цельсия. Поэтому лёд плавает по поверхности водоёмов, а банка с водой при замерзании лопается.

Ответ от Lyuda Dm... [гуру]
вес - это масса, притягиваемая силой тяготения к земле.. . при обращении воды в лёд, масса остается прежней, если не учитывать испарения в момент оледенения.. . :))
но сосулька с крыше "тяжелее " ударит по голове. . т. к. вес придётся на острый её конец. . сила давления зависит от площади, на которую масса давит...

Ответ от ВАДИМ [активный]
вода тяжелей, однозначно

Ответ от Полиграф Полиграфович [эксперт]
Нет! Лед тяжелее. Иначе центробежная сила земли вытолкнула бы воду на поверхность, а лед утонул бы на дне. Кроме того, вещества при нагревании расширяются. Вода - это расплавленный лед, поэтому, естественно, она легче. (шутка) .
В действительности, они в одинаковых весовых категориях. И лед болтается на поверхности рек лишь потому, что "кавитационные" процессы, сопровождающие процесс кристаллизации вещества (в данном случае - жидкости) при понижении температуры, разрыхляют ее новое состояние присутствием газов (пустот) . Они то и придают застывшему веществу способность "плавать". Вообще, понятия "легче-тяжелее" более уместны у прилавка магазина. Потому что, если в одном из одинаковых батонов колбасы проковырять незаметную дырку и выскоблить оттуда содержимое, они будут отличаться по весу.
Вода - это лёд, из которого вытопили "жир". Толстому человечку легче держаться на воде, чем тонкому.
При кипении жидкости её более нагретая часть, как более легкая (менее плотная) , выталкивается более холодной водой под действием силы тяжести на поверхность. Остывает там, утяжеляется, и вновь замещает менее плотные слои, разрыхленные многократно расширившимися растворенными в жидкости и составляющими жидкость газами.
Попробуйте кинуть лом в расплавленную сталь. Он воткнется в расплав, как сосулька в воду и выскочит на поверхность.
Уф--ф-ф.. . надоело нести чушь.. . А что поделаешь: раз в неделю нужно на что-то отвечать.... Не повезло воде....

и чем она отличается от лёгкой.

Многие слышали про существование некой «тяжелой воды», но мало кто знает, почему она называется тяжелой, и где вообще эта сказочная субстанция находится. Цель этот материала - прояснить ситуацию, а так же пояснить, что ничего опасного и сказочного в тяжёлой воде нет , и что она присутствует в небольших количествах практически во всех обычных водах, в том числе которые мы каждый день пьём.

«Тяжелая вода» действительно является тяжелой по отношению к обычной воде. Ненамного, примерно на одну десятую по массе, но этого достаточно, чтобы изменить свойства оной воды. А «тяжесть» её заключается в том, что вместо «легкого водорода», или протия, 1H, в молекулах этой воды присутствует тяжелый изотоп водорода  2H, или дейтерий (D), в ядре атома которого кроме протона находится ещё и один нейтрон. С точки зрения химии, формула тяжёлой воды такая же, как у простой, Н2О, но физики внесли коррективы, и поэтому записывать формулу принято как - D2O или 2H2O. Есть ещё один вариант тяжёлой, или её ещё называют «сверхтяжёлой» воды - Т2О - это оксид трития, изотопа водорода с двумя нейтронами в ядре (а всего нуклонов три, отсюда «тритий»). Но три т ий радиоактивен, да и военные используют его в качестве сырья для водородных бомб (и, соответственно, секретят всё, что с ним связано - просто на всякий случай) , так что о сверхтяжёлой воде мы в этом материале говорить не будем.

Чем же так ценна тяжёлая вода, что её не только выделили из простой (а это, поверьте, целое дело), но и носятся, как с писаной торбой?

А всё дело в добавочных нейтронах, присоединившихся к ядрам протия. Если рассматривать не молекулу воды в целом, а атомы водорода по отдельности , то получается, что они стали в два раза тяжелее ! Не на одну десятую, а в два! То есть, « толше » они стали, т учнее. А раз они тучнее , то как всем тучным, им не хочется много двигаться. Они «ленивые», не особо активные по сравнению с протием, и именно эт им объясняются все отличия в свойствах между лёгкой и тяжёлой водой .

Для начала приведём перечень этих свойств.

Тяжелая вода не имеет ни запаха, ни цвета; по этому параметру лёгкую и тяжёлую воду не различить.

Температура её плавления выше, лёд тяжёлой воды начинает образовываться уже при температуре 3,813 °C

Закипает же она при более высокой температуре - 101,43 °C

Вязкость тяжелой воды на 20% выше вязкости обычной

Плотность - 1, 1042 г/см3 при температуре 25°C, что тоже ненамного, но выше плотности обычной воды.

То есть, различить их можно даже на примитивном, бытовом уровне. Но есть у тяжёлой воды и свойства, которые трудно определить «дома на кухне». Например:

Тяжёлая вода, в отличие от лёгкой, очень плохо поглощает нейтроны. И потому является идеальным замедлителем для ядерных реакциях на медленных, «тепловых» нейтронах.

Есть и другие специфические её свойства, но они выходят за рамки обывательского восприятия и интересны в основном узким специалистам , так что о них тоже не будем.

Хорошо, а где же она располагается, эта «тяжёлая вода»? Где этот волшебный источник с ценным содержимым? Ценным, ибо килограмм тяжёлой воды стоит более тысячи евро.

А нет его, волшебного источника ! Он расположен… Везде.

В среднем соотношение молекул тяжёлой и обычной воды в природе составляет 1:5500. Однако это значение «среднее по больнице»; в морской воде содержание тяжёлых изотопов выше, в речной и дождевой воде - заметно ниже. (1:3000-3500 против 1:7000-7500). Так же наблюдается сильное различие в концентрациях в зависимости от региона и местности. Существуют также отдельные источники (отдельные районы) где концентрация тяжёлой воды зашкаливает и сравнима с концентрацией обычной протиевой , но это исключительные случаи.

С одной стороны, распространённость тяжёлой воды - благо. Её можно найти буквально везде, в любом стакане. С другой - малая концентрация очень неспособствует выделению её в чистом виде, отдельно от протиевой . Отсюда и такая высокая стоимость её получения.

Интересн о, но факт: ученые, открывшие тяжелую воду, отнеслись к ней как к научному казусу , чему-то малозначимому, побочному и развлекательному. Н е увидели больших возможностей в ее применении (в прочем, будем объективны , такая ситуация, с научными открытиями на каждом шагу). И лишь спустя некоторое время, совершенно другими исследователями, был открыт ее научный и промышленный потенциал.

«Тяжелая вода» применяется:

В ядерных технологиях;

В ядерных реакторах, для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя;

В качестве изотопного индикатора в химии, физике, биологии и гидрологии;

Как детектор некоторых элементарных частиц;

Вполне вероятно, что в обозримом будущем тяжелая вода станет бесконечным источником э нергии - учёные всерьёз думают, как использовать дейтери й в качестве топлива для управляемого термоядерного синтеза. Но это пока из области фантастики, хотя успехи на данном поприще неоспоримы.

Химикам же тяжёлая вода интересна тем, что полученный из неё дейтерий легко определяем простыми лабораторными способами. И если синтезировать с его помощью заданные вещества, полностью заменив дейтерием протий, и соединить их с другими, «нормальными» веществами, можно отследить, какой именно атом водорода в процессе реакции вошел в состав той молекулы, а какой - иной. То есть с помощью дейтерия химики «метят» молекулы и смотрят, как протекает механизм той или иной реакции. И поверьте, этот метод стоит того, чтоб назвать его революционным - в своё время он перевернул знания множества теоретиков, знавших «как оно должно быть», заставив вновь и вновь пересматривать законы природы, находя новые и новые причинно- следственные связи , строить новые гипотезы и теории, что, конечно, сильно продвинуло химию, как науку .

Простому же далёкому от теоретической химии обывателю интереснее, а как тяжёлая вода действует на человека, и вообще на биологические системы, как таковые? И это очень правильный интерес. Ибо тяжёлая вода для живых организмов - ЯД!

Тяжелая вода, в отличие от лёгкой, угнетает жизненные процессы на всех уровнях . Биологи е ё так и называют - «мё ртв ая вода» . В ее присутствии химические реакции тормозятся, а биологические процессы … К ак минимум, замедляются. В том числе, например, замедляется и прекращается размножение микробов и бактерий.

Эксперименты над млекопитающими показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного. Н екоторые микроорганизмы способны жить в 70%-ной тяжёлой воде) (простейшие) и даже в чистой тяжёлой воде (бактерии), но это исключения. Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней, но при постоянном длительном воздействии начинается замещение воды в тканях, после чего проявляются негативные последствия.

В качестве эксперимента учёные попробовали поить тяжелой водой мышей со злокачественными опухолями. Ну, помните сказку о живо й и мёртвой воде, где мёртвая заживляет раны? И у них получилось - вода оказалась по настоящему мертвой, опухоли уничтожила ! Правда, вместе с мышами. Так же тяжелая вода действ ует отрицательно на раститения . Подопытных собак, крыс и мышей поили водой, треть которой была заменена тяжелой водой , ч ерез недолгое время у них начиналось расстройство обмена веществ, разрушались почки. При увеличении доли тяжелой воды животные погибали.

Но есть и обратная сторона медали: н аоборот, снижени е содержания дейтерия на 25% ниже нормы в воде, которую давали животным, благотворно сказалось на их развитии: свиньи, крысы и мыши дали потомство, во много раз многочисленнее и крупнее обычного, а яйценосность кур поднялась вдвое. То есть, кроме «мёртвой воды» учёные обнаружили и «живую», и детская сказка стала реальностью.

Как избежать контакта с «мёртвой» водой и увеличить использование «живой»? Наверное, никак. И та и та получатся в промышленных масштабах и стоит сумасшедших денег. Однако в быту мы хоть и несильно, но можем влиять на качество употребляемой воды Например, дождевая вода содержит заметно больше тяжелой воды , чем снег. Так что в « мистическх » экспериментах с талой водой и её влиянием на организм не так уж много мистического. Так же выше содержание тяжёлой воды в море, и в процессе опреснения методом обратного осмоса она только накапливается, что следует учитывать при проектировании опреснительных установок. Известны случаи, когда целые регионы стали жертвами незнания этого факта. Люди, проживавшие в этих регионах, регулярно использовали опресненную морскую воду с повышенным содержанием дейтерия, вследствие чего многие жители заболели тяжелыми болезнями.

Однако в природе нет ничего лишнего, и не стоит так уж открещиваться от тяжёлой воды , клеймя её ядом или называя «бесполезной» . Она требует от нас особого адекватного отношения, внимания и дальнейшего изучения , и этим мало чем отлчается от великого множества веществ , которые требуют не меньшего внимания . Химия - это наука, вот и надо подходить и вопросу со всем арсеналом её возможностей .