Самое необыкновенное вещество в мире - страница 4
Поэтому не следует пока подсчитывать число раз- личных вод, содержащих изотопы антиводорода. Для того чтобы могла возникнуть молекула антиводы, должен существовать и антикислород. Пока мы еще о нем ничего не знаем. Но может быть, где-нибудь в недрах Вселенной есть миры (физики и астрономы обсуждают этот вопрос совершенно серьезно), состоя- щие из антивещества. В этих антимирах и суще- ствует, может быть, столько же различных антивод, сколько мы их насчитали в нашем мире. Так это или нет, никто еще сказать не может. Поэтому, сколько всего в мире может существовать различных вод, мы еще не знаем.
Много ли различных вод содержится в воде? В какой воде? В той, что льется из водопроводного крана, куда она пришла из реки, тяжелой воды D>2>I60 около 150 г
11
Тяжелая вода замерзает при более высокой температуре, чем обычная вода...
...и кипит при более высокой температуре.
на тонну, а тяжелокислород- ной (Н>2>170 и Н>2>180 вместе) почти 1800 г на тонну воды. А в воде из Тихого океана тя- желой воды почти 165 г на тонну.
В тонне льда одного из больших ледников Кавказа тяжелой воды на 7 г больше, чем в речной воде, а тяжело- кислородной воды столько же. Но зато в воде ручейков, бе- гущих по этому леднику,D>2>160 оказалось меньше на 7 г, а Н>2>180 — на 23 г боль- ше, чем в речной.
Тритиевая вода Т>2>160 вы- падает на землю вместе с осадками, но ее очень мало — всего лишь 1 г на миллион миллионов тонн дождевой воды.
В океанской воде ее еще меньше.
Строго говоря, вода всегда и всюду разная. Даже в снеге, выпадающем в разные дни, разный изотопный состав. Конечно, отличие невелико. Всего 1 — 2 г на тонну. Только, пожалуй, очень трудно ска- зать — мало это или много.
В чем же различие между легкой природной и тяжелой водой? Ответ на этот вопрос будет зависеть от того, кому
12
Тяжелая вода потому и тяжелая, что тяжелее обычной.
Ее плотность 1,104.
он задан. Каждый из нас не сомневается, что с во- дой-то он знаком хорошо. Если каждому из нас по- казать три стакана с обычной, тяжелой и легкой водой, то каждый даст совершенно четкий и опреде- ленный ответ: во всех трех сосудах простая чистая вода. Она одинаково прозрачна и бесцветна. Ни на вкус, ни на запах нельзя найти между ними ника- кой разницы. И это будет верно. Это все — вода.
Химик на этот вопрос ответит почти так же, меж- ду ними нет почти никакой разницы. Все их хими- ческие свойства почти неразличимы: в каждой из этих вод натрий будет одинаково выделять водород, каждая из них при электролизе будет одинаково разлагаться, все их химические свойства будут почтисовпадать. Это и понятно: ведь химический состав у них одинаков. Это вода.
Физик не согласится. Он укажет на заметную раз- ницу в их физических свойствах: и кипят и замерзают они при различных температурах, плотность у них разная, а упругость их пара тоже немного различна. И при электролизе они разлагаются с разной ско- ростью. Легкая вода чуть быстрее, а тяжелая — по- медленнее. Разница в скоростях ничтожна, но остаток воды в электролизере оказывается немного обогащен- ным тяжелой водой. Таким путем она и была откры-
I
13
та. Изменения в изотопном составе мало влияют на физические свойства вещества. Те из них, которые зависят от массы молекул, изменяются заметнее, например скорости диффузии молекул пара.
Биолог, пожалуй, станет в тупик и не сразу сумеет найти ответ. Ему нужно будет над вопросом о раз- личии между водой с разным изотопным составом еще немало поработать. Совсем недавно все считали, что в тяжелой воде живые существа не могут жить. Ее даже мертвой водой называли. Но оказалось, что если очень медленно, осторожно и постепенно заме- нять протий в воде, где живут некоторые микроорга- низмы, на дейтерий, то можно их приучить к тяжелой воде и они будут в ней неплохо жить и развиваться, а обычная вода для них станет вредной.
Кому же нужна тяжелая вода? Человечеству! Оно уже стоит у порога, за которым ждет его страшная угроза энергетического голода. И вся надежда связа- на с тем, что будет решена проблема, как использо- вать для энергетики тяжелую воду.
Зачем нужна тяжелая вода теперь? Все, что мы до сих пор говорили, касалось тех свойств, которые зависят от строения атомов, от их порядкового номе- ра, от числа и расположения электрических зарядов в атомных ядрах и электронов в молекуле. Только это и определяет химическое поведение вещества. Строение молекулы не зависит от массы атомного ядра. Поэтому одинаковые молекулы с разным изотопным составом химически почти неразличимы.
