Avui parlarem d'un isòtop que és utilitzat per produir energia nuclear. Es tracta del deuteri . És una de les espècies d'isòtops de l'hidrogen i es representa amb el símbol de D o 2 H. Se li ha donat el nom comú d'hidrogen pesat pel fet que la massa és dues vegades la del protó. Un isòtop no és res més que una espècie que prové d'un mateix element químic però té un nombre màssic diferent. El deuteri és utilitzat per a diversos fins, inclosos estudis sobre exoplanetes i en la comprensió de sulfur d'hidrogen.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te totes les característiques, estructura, propietats i usos de l'deuteri.
característiques principals
La distinció del deuteri pel que fa a l'hidrogen és deguda a la diferència en el nombre de neutrons que posseeix. Per això, el deuteri és considerat un isòtop estable i es pot trobar en compostos formats per hidrogen d'origen totalment natural. Cal tenir en compte que encara que siguin d'origen natural, es presenten en una petita proporció. Donada les propietats que té tan similars a l'hidrogen ordinari, pot substituir-lo íntegrament en les reaccions en què participa . D'aquesta manera, es pot convertir en substàncies equivalents.
Per aquesta raó i per altres raons, el deuteri té una gran quantitat d'aplicacions en diferents àrees de la ciència. S'ha convertit amb el pas dels anys en un dels elements més importants per a les investigacions i els avenços de la tecnologia i la informació. Amb relació a això, s'han estudiat fenòmens com l'atmosfera de Venus per comprendre millor l'impacte de diferents isòtops. A més, el seu estudi es relaciona amb l' atmosfera lunar i les característiques.
L'estructura principal d'aquest isòtop està constituïda per un nucli que té un protó i un neutró. Té un pes atòmic d'aproximadament uns 2,014 grams. Aquest isòtop es va descobrir gràcies a Harold C. Urey, un químic oriünd dels Estats Units, i els seus col·laboradors Ferdinand Brickwedde i George Murphy, l'any 1931. La preparació per conèixer el deuteri en el seu estat pur va ser duta a terme de forma reeixida per primera vegada l'any 1933. que demostrava gran estabilitat conegut com a deuterur de liti. Aquesta substància podia substituir el deuteri i el triti en una gran quantitat de reaccions químiques.
Els avenços en la ciència es donen quan es troba a una substància que pot facilitar reaccions químiques per a la generació de productes. En aquest sentit, si s‟ha estudiat l‟abundància d‟aquest isòtop per poder observar certes coses. S'ha pogut conèixer que la proporció del deuteri que hi ha a l'aigua va variant lleugerament depenent de la zona on es prengui la mostra. Hi ha alguns estudis d'espectroscopia que han determinat l'existència d'aquest isòtop a altres planetes de la nostra galàxia. Això pot ser molt important per estudiar la composició d'altres cossos celestes, així com s'ha fet amb l'atmosfera de Júpiter i comparar-la amb altres fenòmens astronòmics.
Estructura i origen de l'deuteri
Coneixerem algunes dades sobre el deuteri. Com hem esmentat abans, la principal diferència que hi ha entre els isòtops d'hidrogen rau en la seva estructura. I és que l'hidrogen, deuteri i triti tenen diferents quantitats de protons i neutrons, per la qual cosa tenen diferents propietats químiques. També cal tenir en compte que el deuteri que existeix a l'interior d'altres cossos estel·lars és eliminat amb més velocitat de la que és originat. Aquesta és una de les raons per les quals costa tant poder estudiar la presència del deuteri en cossos estel·lars.
Es considera que altres fenòmens de la naturalesa formen una quantitat ínfima de deuteri, per la qual cosa la seva producció continua generant força interès en l'actualitat. Del percentatge que hem esmentat abans sobre la presència del deuteri a la natura, no ascendeix al 0.02%. Una sèrie d'investigacions científiques ha revelat que la gran majoria dels àtoms que s'han format de deuteri de forma natural es van originar en l'explosió que va donar lloc a l'origen de l'univers conegut com a Big Bang . Aquestes són una de les principals raons per les quals es pensa que el deuteri és present en planetes de grans dimensions com passa amb Júpiter, que també ha estat objecte d'estudi en el context de les sondes com la Voyager.
La manera més comuna de poder aconseguir aquest isòtop de manera natural és quan es troba combinat amb l'hidrogen. Quan això passa, estarà combinat en forma de protio. Els científics tenen interès per conèixer la relació que s'estableix entre la proporció del deuteri i l'hidrogen en diferents àmbits de la ciència. És força estudiat en branques de la ciència com és l'astronomia o la climatologia. Aquestes branques tenen algunes utilitats pràctiques per conèixer i entendre l'univers i la nostra atmosfera, a més de contribuir a l'estudi de l' efecte de la radiació.
Propietats de l'deuteri
Coneixerem quines són les principals propietats que té aquest isòtop pertanyent a l'hidrogen. El primer de tot és saber què és un isòtop sense característiques radioactives. Això vol dir que és força estable a la natura. Es pot utilitzar per substituir l'hidrogen en diverses reaccions químiques. En tenir gran estabilitat de forma natural, manifesta un comportament diferent de l'hidrogen ordinari . Això passa en totes les reaccions que tenen una naturalesa bioquímica. Cal conèixer abans de substituir, que encara que es pugui arribar en canviar l'hidrogen pel deuteri en les reaccions químiques, cal conèixer que tindran un comportament diferent.
Quan se substitueixen els dos àtoms d'hidrogen que té l'aigua, es pot obtenir un compost conegut com a aigua pesada. L'hidrogen que és present a l'oceà i que es troba en forma del deuteri només presenta una proporció del 0,016% en relació amb el protio. A l'univers, aquest isòtop té una tendència a fusionar-se de manera més ràpida per donar origen a l'heli. Si combinem el deuteri amb l'oxigen atòmic, veiem que és una espècie tòxica. Tot i això, el deuteri té propietats químiques molt similars a les de l'hidrogen.
Una altra de les propietats que té aquest isòtop és que quan se sotmet en àtoms de deuteri al procés de fusió nuclear a elevades temperatures es poden obtenir despreniments de grans quantitats d'energia, cosa que fa del deuteri un element essencial en la investigació sobre la fusió nuclear . És l'èxode, has estudiat per poder implantar la fusió nuclear del nostre planeta. Algunes propietats físiques com és el punt d'ebullició, la calor de vaporització, el punt triple i la densitat tenen magnituds més grans que les de l'hidrogen.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre deuteri i les seves característiques.