重水(或稱氘化水,化學(xué)式D2O或者2H2O)是水的一種,它的質(zhì)量比一般水要重.普通的水(H2O)是由兩個(gè)只有質(zhì)子的氫原子和一個(gè)氧16原子所組成,但在重水分子內(nèi)的兩個(gè)氫同位素,比一般氫原子有各多一個(gè)中子,因此造成重水分子的質(zhì)量比一般水要重.在自然界中,重水的含量很少.
由于普通水和重水都是由相同數(shù)量的氫和氧原子組成,兩者的化學(xué)反應(yīng)皆會(huì)接近相同.但在物理上,重水的溶點(diǎn)和沸點(diǎn)比普通水稍高,在一個(gè)大氣壓力下,重水的溶點(diǎn)是攝氏3.82度,沸點(diǎn)是攝氏101.4度.
密度方面,在攝氏20度和一個(gè)大氣壓力的環(huán)境下,重水的密度是1.105g/cm3.由于重水比普通水不容易被電解為氫和氧,以及與普通水相比,其含量稀少的關(guān)系,人們便以電解的方式來提煉純度更高的重水.因此,重水的價(jià)格也比較昂貴.
有另一種重水稱為半重水,HDO,它只有一個(gè)氫原子是多一個(gè)中子的重氫.一般的半重水都并不純正,通常是50%HDO,25%的H2O 及 25%的D2O.
用途
使用核磁共振分析時(shí)倘若溶劑是水,而研究的對象是氫,可以使用重水作溶劑.
中子減速劑：某些核子反應(yīng)堆使用重水來減慢中子的速度,讓它們有機(jī)會(huì)與鈾反應(yīng).輕水亦可以作減速劑,但因?yàn)檩p水會(huì)吸收中子,因此輕水式反應(yīng)堆必須使用濃縮鈾,而不能使用普通鈾,否則將不能達(dá)到臨界質(zhì)量.重水反應(yīng)堆不單可以使用普通鈾,而且會(huì)把鈾238轉(zhuǎn)化成為可制作核彈的钚.印度、巴基斯坦、以色列、北朝鮮都是以這樣方法制造核燃料.為了防止核子武器擴(kuò)散,重水的生產(chǎn)和出售在很多國家都受到限制.
健康問題
一般相信重水并不屬于有毒物質(zhì),但是人體內(nèi)的某些代謝需要輕水,所以如果只喝重水會(huì)生病.情形就好像空氣中最主要的成分氮?dú)馐菬o毒的,但吸入純氮會(huì)因?yàn)槿毖踔滤?以老鼠做的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)重水能抑制細(xì)胞的有絲分裂,引起需要迅速代謝的身體組織變壞.實(shí)驗(yàn)中的老鼠連續(xù)數(shù)天只喝重水后,體內(nèi)約一半的體液變成重水；這時(shí)癥狀開始出現(xiàn),需要快速細(xì)胞分裂的組織,如發(fā)根及胃膜最先出現(xiàn)毛病.本來快速增長的癌細(xì)胞生長速度亦出現(xiàn)減慢,不過減慢的程度并不足以令重水作為可行的治療方法.
提煉方法
地球上的水若有 3,200分之一是半重水 (HDO).半重水可以透過電解及蒸餾,或以化學(xué)方法從普通水中提煉出來.可以使用化學(xué)方法,是因?yàn)橹貧浼捌胀湓佑捎谫|(zhì)量稍為不同,所以化學(xué)反應(yīng)的速度有異.當(dāng)水中的半重水到了相當(dāng)?shù)臐舛?重水便會(huì)因?yàn)樗葑又g交換氫原子而慢慢出現(xiàn).要從半重水再提煉純正的重水亦可使用電解、蒸餾及化學(xué)方法.但是電解及蒸餾所需要的能量會(huì)非常巨大,因此一般這一步只會(huì)使用化學(xué)方法.
人和動(dòng)物或喝了它,會(huì)引起死亡.