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Óxido de deuterio (D₂O)
También llamado agua pesada
Elementos que lo forman
Datos de óxido de deuterio
- Fórmula química
- D₂O
- Masa molar
- 20,028 g/mol
- Punto de fusión
- 3,81 °C
- Punto de ebullición
- 101,42 °C
- Aspecto
- líquido a temperatura ambiente
- Número CAS
- 7789-20-0
Estructura e identificadores de óxido de deuterio
- Nombre IUPAC (internacional)
- deuterated water
- Número CAS
- 7789-20-0
- SMILES
- [2H]O[2H]
- InChIKey
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N
¿Qué es óxido de deuterio?
El óxido de deuterio, conocido comúnmente como agua pesada, es un compuesto químico que se clasifica como un tipo especial de agua donde el hidrógeno normal es reemplazado por deuterio, un isótopo del hidrógeno. Es relevante principalmente en aplicaciones nucleares debido a su capacidad para moderar neutrones en reactores nucleares.
Estructura y enlace
El óxido de deuterio tiene una estructura molecular similar al agua normal, con enlaces covalentes entre el oxígeno y los átomos de deuterio. La geometría es angular, con un ángulo de enlace cercano a 104.5 grados, similar al agua. Es una molécula polar debido a la diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el deuterio.
Propiedades
Propiedades físicas
El óxido de deuterio es un líquido incoloro e inodoro a temperatura ambiente. Tiene una densidad de aproximadamente 1.105 g/cm³. Su punto de fusión es de 3.8 °C y su punto de ebullición es de 101.4 °C. Es miscible con agua en todas las proporciones.
Propiedades químicas
El óxido de deuterio es químicamente similar al agua ordinaria, pero reacciona más lentamente debido a la mayor masa del deuterio. Es estable y no presenta peligrosidad química significativa. Puede participar en reacciones de intercambio isotópico con compuestos que contengan hidrógeno.
Cómo se obtiene
El óxido de deuterio se obtiene principalmente mediante procesos de intercambio isotópico y destilación fraccionada del agua natural. Estos métodos permiten separar el deuterio del hidrógeno normal, aprovechando las ligeras diferencias en sus propiedades físicas y químicas.
Para qué sirve óxido de deuterio
Moderador nuclear
El óxido de deuterio se utiliza como moderador de neutrones en reactores nucleares. Su capacidad para ralentizar neutrones sin absorberlos es crucial en la fisión nuclear controlada.
Estudios isotópicos
En química y biología, se emplea en estudios isotópicos para rastrear la ruta de las reacciones y procesos metabólicos, gracias a su comportamiento similar al agua ordinaria.
Producción de tritio
El óxido de deuterio es utilizado en la producción de tritio, un isótopo radiactivo del hidrógeno, mediante reacciones nucleares en reactores especializados.
Seguridad y manejo
El óxido de deuterio no es tóxico en pequeñas cantidades y no presenta peligros significativos para la salud. Sin embargo, en grandes cantidades, puede alterar procesos biológicos debido a su diferente comportamiento isotópico. Se recomienda manipularlo con precaución en entornos controlados.
Curiosidades
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El agua pesada fue descubierta en 1932 por el químico estadounidense Harold Urey, quien recibió el Premio Nobel de Química en 1934 por este hallazgo.
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Durante la Segunda Guerra Mundial, el óxido de deuterio fue objeto de espionaje y sabotaje debido a su importancia en el desarrollo de armas nucleares.
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El agua pesada es más densa que el agua normal, lo que permite que un cubo de hielo de agua pesada se hunda en agua ordinaria.