Самое необыкновенное вещество в мире - страница 3
Вода в природе не имеет постоянного изотопного состава, она вечно меняется, и только поэтому нельзя сказать, что где-то есть какая-то обыкновенная вода.
Что такое легкая вода? Это та самая вода, формулу которой знают все школьники — 'Н>2>|60. Но такой воды в природе нет. Такую воду с огромным трудом приготовили ученые. Она им понадобилась для точ- ного измерения свойств воды, и в первую очередь для измерения ее плотности. Пока такая вода существует только в нескольких крупнейших лабораториях ми-
8
ра где изучают свойства различных изотопных со- единений.
Что такое тяжелая вода? И этой воды в природе нет. Строго говоря, нужно было бы называть тяжелой воду» состоящую только из одних тяжелых изотопов водорода и кислорода — D>2>I80; но такой воды нет даже и в лабораториях ученых. Конечно, если эта вода понадобится науке или технике, ученые сумеют найти способ, как ее получить: и дейтерия, и тяжело- го кислорода в природной воде сколько угодно.
В науке и ядерной технике принято условно назы- вать тяжелой водой тяжеловодородную воду. Она содержит только дейтерий, в ней совсем нет обычного легкого изотопа водорода. Изотопный состав по кисло- роду в этой воде соответствует обычно составу кисло- рода воздуха. Формулу тяжеловодородной воды на- писать нельзя. Это не химическое соединение, а смесь нескольких различных вод, в которых во всех содер- жится дейтерий, легкого водорода нет совсем, а ста- бильные изотопы кислорода в этой смеси вод с раз- ным изотопным составом находятся точно в таком же соотношении, в каком они присутствуют в воздухе.
Еще совсем недавно никто в мире и не подозревал, что такая вода существует, а теперь во многих стра- нах мира работают гигантские заводы, перерабаты- вающие миллионы тонн воды, чтобы извлечь из нее дейтерий и получить чистую тяжелую воду.
Бывает ли полутяжелая вода? Полутяжелой водой можно назвать воду со смешанными молекулами состава HDO. Она есть во всякой природной воде, но получить ее в чистом виде невозможно, потому что в воде всегда протекают реакции изотопного обмена. Атомы изотопов водорода очень подвижны и непре- рывно переходят из одной молекулы воды в другую. Приготовить воду, средний состав которой будет
9
соответствовать формуле полутяжелой воды, нетруд- но. Но благодаря реакции обмена
2HD = Н>20 + D>20
она будет представлять собой смесь молекул с разным изотопным составом: Н>20, HDO, D>20.
Что такое нулевая вода? Нулевая вода состоит из чистого легкого водорода и кислорода воздуха. И для нулевой воды формулу не напишешь. Ока тоже смесь нескольких вод, каждая из которых состоит из легкого водорода и одного из стабильных изотопов кислорода. Соотношение между кислородами в ну- левой воде тоже точно такое же, как в воздухе. Тяже- лого водорода в нулевой воде нет.
Эту воду физико-химики выбрали в качестве эта- лона: у нее очень постоянный состав. Ее не так уж трудно получать, и с ней удобно сравнивать воду неизвестного состава: определив разницу в плотности, легко найти содержание дейтерия.
А может быть, есть еще какая-нибудь вода? Кроме всех перечисленных вод еще существует тяжело- кислородная вода — Н>2>18О. Получить ее из природной воды очень сложно и трудно. До сих пор эту воду в чистом виде еще, пожалуй, никто не сумел пригото- вить. Тяжелокислородная вода очень нужна для ис- следования многих биологических и химических про- цессов, поэтому довольно концентрированные раство- ры этой воды в воде обычной получают теперь на заводах.
А радиоактивная вода существует? Да. Физики на- учились получать тритиевую воду искусственным пу- тем в атомных реакторах. Из-за сильной радио- активности эта вода очень опасна. Пока такая вода нужна только ученым.
10
Больше еще никаких вод не получено? Больше нет. Просто потому, что все остальные возможные воды пока еще никому не нужны. Если понадобятся и они, то, без сомнения, наука найдет способ получать лю- бую из них.
Должна ли существовать антивода? К сожалению, физики на этот вопрос пока ответить не могут. Хотя и есть все основания утверждать возможность сущест- вования антиводорода, но говорить об антикислороде еще рано. Советские исследователи, правда, уже по- лучили ядра одного из изотопов антигелия — анти- гелий-3. Если уже получен антиэлемент № 2, то мож- но высказать надежду, что физики скоро могут дойти и до антиэлемента № 8 (антикислорода), скорее всего, они приготовят его сами. Тогда можно будет говорить и об антиводе. Вода же из антиводорода и обычного кислорода, как вы сами понимаете, немыслима. Их встреча может только привести к большой ката- строфе.