Acqua pesante

L’idrogeno si presenta sotto tre forme isotopiche che, per la loro importanza, assumono nomi diversi contrariamente agli altri atomi per i quali gli isotopi vengono solo indicati tramite numero atomico e numero di massa.

Gli isotopi dell’idrogeno sono il protio che ha un solo protone e nessun neutrone, il deuterio che ha un protone e un neutrone e il tritio che ha un protone e due neutroni.

isotopi dell'idrogeno

I due isotopi stabili sono il protio che ha un’abbondanza relativa del 99.985% e il deuterio che ha un’abbondanza relativa dello 0.015%.

L’acqua pesante, detta anche ossido di deuterio, contiene solo deuterio e viene indicata come 2H2O o come D2O, si trova in natura in quantità irrisorie rispetto a quella che contiene il protio e, poiché il deuterio è un isotopo stabile, lo è anche l’acqua pesante che pertanto non è radioattiva.

L’acqua pesante fu isolata per la prima volta nel 1933 dal chimico statunitense Gilbert Lewis a due anni dalla scoperta del deuterio.

La sostituzione dell’idrogeno con il deuterio varia le proprietà chimiche e fisiche dell’acqua pesante rispetto all’acqua come, ad esempio temperatura di congelamento, di ebollizione, densità e pH.

L’acqua pesante, a pressione atmosferica, ha una temperatura di ebollizione di 101.4 °C rispetto all’acqua che ha una temperatura di ebollizione di 100°C e grazie a questa differenza può essere prodotta per distillazione sebbene il processo sia lungo e necessiti di colonne con elevato numero di piatti.

Oltre che per via elettrolitica l’acqua pesante viene prodotta tramite il processo Girdler che si basa su uno scambio isotopico tra H2S e H2O.

L’acqua pesante viene utilizzata quale moderatore dei neutroni nei reattori nucleari ad acqua pesante, quale solvente deuterato,  per la spettroscopia NMR e quale fonte di deuterio per ottenere isotopi marcati selettivamente per avere indicazioni relative ai meccanismi di reazione.

Dall’acqua pesante si possono inoltre ottenere farmaci deuterati alcuni dei quali già approvati in quanto possono essere metabolizzati in maniera diversa rispetto a farmaci già noti.

Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On