سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
آب سنگین و کاربرد آن
۱۳۸۹/۱۲/۲۲
12:0
|
آب سنگین چیست ؟
هیدروژن سنگین یا دوتریوم ایزوتوپی پایدار از هیدروژن است که به نسبت یک به ۶۴۰۰از اتمهای هیدروژن درطبیعت وجود دارد. خواص فیزیکی و شیمیایی آن به نوعی مشابه با آب سبک H۲Oاست. اتم های دوتریوم ایزوتوپ های سنگینی هستند که بر خلاف هیدروژن معمولی، هسته آنها شامل نوترون نیز هست.
جایگزینی هیدروژن با دوتریوم در مولکولهای آب سطح انرژی پیوندهای مولکولی را تغییر داده و طبیعتا» خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را موجب می شود، بطوری که این خواص را در کمتر اکسید ایزوتوپی می توان مشاهده کرد.
بعنوان مثال ویسکوزیته یا به زبان ساده تر چسبندگی آب سنگین به مراتب بیشتر از آب معمولی است. آب سنگین آبی است که در مقایسه با آب معمولی دیرتر می جوشد و زودتر یخ می زند و همانطور که ذکر شد «گیلبرت نیوتن لوییس» نخستین بار نمونه آن را از آب سنگین خالص در سال ۱۹۳۳به دست آورد.
هیدروژن طبیعی دارای دو ایزوتوپ است:ایزوتوپ هیدروژن سبک که تقریبا ۹۹/۹۸درصد هیدروژن موجود را تشکیل می دهد و ایزوتوپ هیدروژن سنگین یا دوتریوم که مقدار آن ۱۵درصد است.
ایزوتوپ دوتریوم برخلاف هیدروژن معمولی دارای یک نوترون است.آب معمولی از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است،در حالی که آب سنگین، از یک اتم اکسیژن و دو اتم دوتریوم (D)تشکیل شده است.
برای تولید آب سنگین باید مولکول های آب حاوی هیدروژن سنگین (دوتریوم) را از مولکول های آب معمولی جدا کنند یا از داخل هیدروژن ،اتم های هیدروژن سنگین یا دوتریوم را جدا و خالص کنند.
جرم مولکولی آب معمولی ۱۸و جرم مولکولی آب سنگین ۲۰است. از لحاظ خواص شیمیایی تفاوت چندانی با خواص آب معمولی نداشته و اختلافات جزئی وجود دارد اما از لحاظ هسته ای هیدروژن معمولی می تواند نوترون را جذب کند ،اما احتمال جذب نوترون توسط هیدروژن سنگین بسیار کم است.
به دلیل تفاوت مشخصات هسته ای دوتریوم با هیدروژن ازلحاظ «تکانه زاویه ای و گشتاور مغناطیسی »از آب سنگین و دوتریوم در زمینه های مختلف تحقیقاتی نیز استفاده می شود.
به عنوان مثال رفتار آب سنگین در دستگاه های MRIبا رفتار هیدروژن معمولی متفاوت است.
در فعالیت های تحقیقاتی به منظور بررسی برخی خواص از موادی استفاده می کنند که هیدروژن طبیعی را در آن با هیدروژن سنگین (دوتریوم) جایگزین کرده اند. یکی از کاربردهای دوتریوم استفاده در تولید نوترون در شتاب دهنده ها و تولید انرژی در «راکتورهای گداخت» است.
● آب نیمه سنگین
چنانچه دراکسید هیدروژن تنها یکی از اتمهای هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله (HDO)را آب نیمه سنگین می گویند.
در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکوهای آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می شود.
دلیل این امر تبدیل سریع اتم هی هیدروژن و دوتریوم بین مولکولهای آب است، مولکول آبی که از ۵۰درصد هیدروژن معمولی (H)و ۵۰درصد هیدروژن سنگین (D)تشکیل شده است،در موازنه شیمیایی در حدود ۵۰درصد HDOو ۲۵ درصد آب (H۲O)و ۲۵درصد D۲Oخواهد داشت.
نکته قابل توجه آن است که آب سنگین را نباید با با آب سخت که اغلب شامل املاح زیاد است و یا یا آب تریتیومor (T۲O ۳H۲O)که از ایزوتوپ دیگر هیدروژن تشکیل شده است، اشتباه گرفت.
تریتیوم ایزوتوپ دیگری از هیدروژن است که خاصیت رادیواکتیو دارد و بیشتر برای ساخت موادی که از خود نور منتشر می کنند، بکار برده می شود.
● آب با اکسیژن سنگین
هیدروژن سنگین یا دوتریوم ایزوتوپی پایدار از هیدروژن است که به نسبت یک به ۶۴۰۰از اتمهای هیدروژن درطبیعت وجود دارد. خواص فیزیکی و شیمیایی آن به نوعی مشابه با آب سبک H۲Oاست. اتم های دوتریوم ایزوتوپ های سنگینی هستند که بر خلاف هیدروژن معمولی، هسته آنها شامل نوترون نیز هست.
جایگزینی هیدروژن با دوتریوم در مولکولهای آب سطح انرژی پیوندهای مولکولی را تغییر داده و طبیعتا» خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را موجب می شود، بطوری که این خواص را در کمتر اکسید ایزوتوپی می توان مشاهده کرد.
بعنوان مثال ویسکوزیته یا به زبان ساده تر چسبندگی آب سنگین به مراتب بیشتر از آب معمولی است. آب سنگین آبی است که در مقایسه با آب معمولی دیرتر می جوشد و زودتر یخ می زند و همانطور که ذکر شد «گیلبرت نیوتن لوییس» نخستین بار نمونه آن را از آب سنگین خالص در سال ۱۹۳۳به دست آورد.
هیدروژن طبیعی دارای دو ایزوتوپ است:ایزوتوپ هیدروژن سبک که تقریبا ۹۹/۹۸درصد هیدروژن موجود را تشکیل می دهد و ایزوتوپ هیدروژن سنگین یا دوتریوم که مقدار آن ۱۵درصد است.
ایزوتوپ دوتریوم برخلاف هیدروژن معمولی دارای یک نوترون است.آب معمولی از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است،در حالی که آب سنگین، از یک اتم اکسیژن و دو اتم دوتریوم (D)تشکیل شده است.
برای تولید آب سنگین باید مولکول های آب حاوی هیدروژن سنگین (دوتریوم) را از مولکول های آب معمولی جدا کنند یا از داخل هیدروژن ،اتم های هیدروژن سنگین یا دوتریوم را جدا و خالص کنند.
جرم مولکولی آب معمولی ۱۸و جرم مولکولی آب سنگین ۲۰است. از لحاظ خواص شیمیایی تفاوت چندانی با خواص آب معمولی نداشته و اختلافات جزئی وجود دارد اما از لحاظ هسته ای هیدروژن معمولی می تواند نوترون را جذب کند ،اما احتمال جذب نوترون توسط هیدروژن سنگین بسیار کم است.
به دلیل تفاوت مشخصات هسته ای دوتریوم با هیدروژن ازلحاظ «تکانه زاویه ای و گشتاور مغناطیسی »از آب سنگین و دوتریوم در زمینه های مختلف تحقیقاتی نیز استفاده می شود.
به عنوان مثال رفتار آب سنگین در دستگاه های MRIبا رفتار هیدروژن معمولی متفاوت است.
در فعالیت های تحقیقاتی به منظور بررسی برخی خواص از موادی استفاده می کنند که هیدروژن طبیعی را در آن با هیدروژن سنگین (دوتریوم) جایگزین کرده اند. یکی از کاربردهای دوتریوم استفاده در تولید نوترون در شتاب دهنده ها و تولید انرژی در «راکتورهای گداخت» است.
● آب نیمه سنگین
چنانچه دراکسید هیدروژن تنها یکی از اتمهای هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله (HDO)را آب نیمه سنگین می گویند.
در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکوهای آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می شود.
دلیل این امر تبدیل سریع اتم هی هیدروژن و دوتریوم بین مولکولهای آب است، مولکول آبی که از ۵۰درصد هیدروژن معمولی (H)و ۵۰درصد هیدروژن سنگین (D)تشکیل شده است،در موازنه شیمیایی در حدود ۵۰درصد HDOو ۲۵ درصد آب (H۲O)و ۲۵درصد D۲Oخواهد داشت.
نکته قابل توجه آن است که آب سنگین را نباید با با آب سخت که اغلب شامل املاح زیاد است و یا یا آب تریتیومor (T۲O ۳H۲O)که از ایزوتوپ دیگر هیدروژن تشکیل شده است، اشتباه گرفت.
تریتیوم ایزوتوپ دیگری از هیدروژن است که خاصیت رادیواکتیو دارد و بیشتر برای ساخت موادی که از خود نور منتشر می کنند، بکار برده می شود.
● آب با اکسیژن سنگین
آب با اکسیژن سنگین،در حالت معمول H۲۱۸Oاست که به صورت تجارتی در دسترس است بیشتر برای ردیابی بکار برده می شود. بعنوان مثال با جایگزین کردن این آب (از طریق نوشیدن یا تزریق) در یکی از عضوهای بدن می توان در طول زمان میزان تغییر در مقدار آب این عضو را بررسی کرد. این نوع از آب به ندرت حاوی دوتریوم است و به همین علت خواص شیمیایی و بیولوژیکی خاصی ندارد ،برای همین به آن آب سنگین گفته نمی شود. ممکن است اکسیژن در آنها بصورت ایزوتوپهای O۱۷نیز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فیزیکی ین آب با آب معمولی تنها چگالی بیشتر آن است.
تصفیه خانۀ آب شماره 3 مشهد - یکشنبه هفتم فروردین 1390
تصفیه خانۀ فاضلاب غرب مشهد - پرکند آباد - یکشنبه هفتم فروردین 1390
تصفيه خانه فاضلاب چرمشهر - یکشنبه هفتم فروردین 1390
تصفیه خانه آب زهک - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري گازكربنيك CO2 در آب - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري كلسيم Ca2+ - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري كربنات CO3 2- و بيكربنات HCO3 - - یکشنبه هفتم فروردین 1390
تعيين PH ، E.C ، % S.P خاك - یکشنبه هفتم فروردین 1390
تعيين % Mgco3 % , CaCo3 خاك - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري كرم (سه) در نمونه آب شهر - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري سختي كل Total Hardness - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري نيترات NO3- - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري مواد معلق در آب ( TSS) - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري كل مواد موجود در آب ( TS ) - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري كل مواد محلول در آب ( TDS) - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري كلريد - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري اسيديته - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري سولفات SO42- - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري قليائيت - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري سختي موقت - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري نيتريت N- NO2- - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري فسفات PO43- - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري آمونياك - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري نيتروژن كل Total Nitrogen - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري BOD 5 - یکشنبه هفتم فروردین 1390
اندازه گيري اكسيژن مورد نياز واكنشهاي شيميايي (C . O . D) - یکشنبه هفتم فروردین 1390
تعيين ضريب تخليه جريان سنج يا لوله ونتوري (ونتوري متر) - یکشنبه هفتم فروردین 1390
نقش ميكروارگانيسم ها در حذف آلودگي هاي نفتي - یکشنبه هفتم فروردین 1390
مشاركت در حفاظت از كيفيت منابع آب و محيط زيست - شنبه ششم فروردین 1390
کتاب های مهندسی آب و فاضلاب 3 - شنبه ششم فروردین 1390
نرم افزار و کتاب های مهندسی آب و فاضلاب 2 - شنبه ششم فروردین 1390
استفاده از آبکند جهت نگهداری آب - جمعه پنجم فروردین 1390
آلودگی آب آشامیدنی توسط فلزات و کاتیون های سنگین - جمعه پنجم فروردین 1390
زلزله و آلودگی آب های زیرزمینی - جمعه پنجم فروردین 1390
روش منحصر به فرد برای تصفیه فاضلاب - جمعه پنجم فروردین 1390
تعيين مقدار اكسيژن محلول در آب (DO) - جمعه پنجم فروردین 1390
نرم کردن آب با آهک و سودااش - جمعه پنجم فروردین 1390
اسفاده ازمیکروب در تصفیه - جمعه پنجم فروردین 1390
مالیات بر ارزش افزوده آب و فاضلاب - جمعه پنجم فروردین 1390
صنعت کشتارگاه و روشهای تصفیه فاضلاب آن: - جمعه پنجم فروردین 1390
آب بندی و ایزولاسیون تصفیه خانه هاي فاضلاب - جمعه پنجم فروردین 1390
قانون تشكيل شركت هاي آب و فاضلاب - جمعه پنجم فروردین 1390
تصفيه خانه های فاضلاب تهران - جمعه پنجم فروردین 1390
ایا می دانید آب 3 ؟ - جمعه پنجم فروردین 1390
بهره برداری از منابع اب - جمعه پنجم فروردین 1390
تشکیل آب زیرزمینی - جمعه پنجم فروردین 1390
جمع آوری آب Water Harvesting - جمعه پنجم فروردین 1390
تجارت محصولات آب وفاضلاب در دنیا - جمعه پنجم فروردین 1390
بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصیفه فاضلاب - جمعه پنجم فروردین 1390
شبکه فاضلاب شهرستان بابل - جمعه پنجم فروردین 1390
آبهای زیر زمینی - شنبه چهارم دی 1389
تصفیه فاضلابهای حاصل از شستشوی شیمیایی سطوح مجاور دود در نیروگاههای سوخت فسیلی - شنبه چهارم دی 1389
جزوه تصفیه آب با موضوع گندزدایی آب و فاضلاب - شنبه چهارم دی 1389
كاربرد يد در ضد عفوني آب شرب - شنبه چهارم دی 1389
شبكه توزيع آب شهر زوريخ بدون تزريق كلر - جمعه سوم دی 1389
فاضلاب و پس آبهای مراکز صنعتی - جمعه سوم دی 1389
بررسی اهمیت و لزوم به سازی مسیل های شهری - جمعه سوم دی 1389
نقش آب در انتقال بيماريها - جمعه سوم دی 1389