Struktur, Sifat dan Penggunaan Deuterium



itu deuterium adalah salah satu spesies isotop hidrogen, yang direpresentasikan sebagai D atau 2H. Selain itu, telah diberi nama hidrogen berat, karena massanya dua kali lipat dari proton. Isotop adalah spesies yang berasal dari unsur kimia yang sama, tetapi jumlah massanya berbeda dari ini.

Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan jumlah neutron yang dimilikinya. Deuterium dianggap isotop stabil dan dapat ditemukan dalam senyawa yang dibentuk oleh hidrogen yang berasal dari alam, meskipun dalam proporsi yang cukup kecil (kurang dari 0,02%).

Mengingat sifat-sifatnya, sangat mirip dengan hidrogen biasa, dapat menggantikan hidrogen dalam semua reaksi di mana ia berpartisipasi, menjadi zat yang setara.

Untuk alasan ini dan lainnya, isotop ini memiliki sejumlah besar aplikasi di berbagai bidang ilmu pengetahuan, menjadi salah satu yang paling penting.

Indeks

  • 1 Struktur
    • 1.1 Beberapa fakta tentang deuterium
  • 2 Properti
  • 3 Penggunaan
  • 4 Referensi

Struktur

Struktur deuterium dibentuk terutama oleh nukleus yang memiliki proton dan neutron, dengan berat atom atau massa sekitar 2,014 g.

Dengan cara yang sama, isotop ini berutang penemuannya kepada Harold C. Urey, seorang ahli kimia asli Amerika Serikat, dan rekan-rekannya Ferdinand Brickwedde dan George Murphy, pada tahun 1931.

Pada gambar di atas Anda dapat melihat perbandingan antara struktur isotop hidrogen, yang ada dalam bentuk protium (isotop yang paling melimpah), deuterium dan tritium, disusun dari kiri ke kanan..

Penyiapan deuterium dalam keadaan murni telah berhasil dilakukan untuk pertama kalinya pada tahun 1933, tetapi sejak 1950-an suatu zat dalam fase padat telah digunakan dan telah menunjukkan stabilitas, yang disebut lithium deuteride (LiD), untuk ganti deuterium dan tritium dalam sejumlah besar reaksi kimia.

Dalam hal ini, kelimpahan isotop ini telah dipelajari dan telah diamati bahwa proporsi isotop dalam air mungkin sedikit berbeda, tergantung pada sumber dari mana sampel diambil..

Selain itu, studi spektroskopi telah menentukan keberadaan isotop ini di planet lain dari galaksi ini.

Beberapa fakta tentang deuterium

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, perbedaan mendasar antara isotop hidrogen (yang merupakan satu-satunya yang dinamai dengan cara berbeda) terletak pada strukturnya, karena jumlah proton dan neutron suatu spesies memberikan sifat kimianya.

Di sisi lain, deuterium yang ada di dalam tubuh bintang dihilangkan dengan kecepatan lebih besar dari aslinya.

Selain itu, dianggap bahwa fenomena alam lainnya hanya membentuk jumlah kecil yang sama, alasan mengapa produksinya terus menghasilkan bunga saat ini..

Demikian pula, serangkaian penyelidikan telah mengungkapkan bahwa sebagian besar atom yang terbentuk dari spesies ini berasal dari Big Bang; inilah alasan mengapa kehadirannya diperhatikan di planet-planet besar seperti Yupiter.

Karena cara paling umum untuk mencapai spesies ini di alam adalah ketika dikombinasikan dengan hidrogen dalam bentuk protium, hubungan antara proporsi kedua spesies di berbagai bidang ilmu terus membangkitkan minat komunitas ilmiah. , seperti astronomi atau klimatologi.

Properti

- Ini adalah isotop yang tidak memiliki karakteristik radioaktif; artinya, sifatnya cukup stabil.

- Ini dapat digunakan untuk menggantikan atom hidrogen dalam reaksi kimia.

- Spesies ini memanifestasikan perilaku yang berbeda dari hidrogen biasa dalam reaksi yang bersifat biokimia.

- Ketika Anda mengganti dua atom hidrogen di dalam air, Anda mendapatkan D2Atau, mendapatkan nama air berat.

- Hidrogen hadir di lautan yang dalam bentuk deuterium ada dalam proporsi 0,016% dalam kaitannya dengan protium.

- Di bintang-bintang, isotop ini memiliki kecenderungan untuk bergabung dengan cepat untuk menimbulkan helium.

- D2Atau itu adalah spesies beracun, meskipun sifat kimianya sangat mirip dengan H2

- Ketika atom deuterium mengalami proses fusi nuklir pada suhu tinggi, pelepasan sejumlah besar energi diperoleh.

- Sifat fisik seperti titik didih, kerapatan, panas penguapan, titik rangkap, antara lain, memiliki magnitudo lebih besar dalam molekul deuterium (D2) daripada dalam hidrogen (H2).

- Bentuk paling umum yang ditemukan terkait dengan atom hidrogen, yang berasal dari hidrogen deuterida (HD).

Penggunaan

Karena sifatnya, deuterium digunakan dalam berbagai aplikasi yang melibatkan hidrogen. Beberapa kegunaan ini dijelaskan di bawah ini:

- Di bidang biokimia, digunakan dalam pelabelan isotop, yang terdiri dari "menandai" sampel dengan isotop yang dipilih untuk melacaknya melalui bagiannya melalui sistem yang diberikan.

- Dalam reaktor nuklir yang melakukan reaksi fusi digunakan untuk mengurangi kecepatan perpindahan neutron tanpa penyerapan yang tinggi yang menghasilkan hidrogen biasa..

- Di bidang pelarut resonansi magnetik nuklir (NMR) berdasarkan deuterium digunakan untuk mendapatkan sampel spektroskopi jenis ini tanpa adanya gangguan yang terjadi ketika menggunakan pelarut terhidrogenasi..

- Di bidang biologi, makromolekul dipelajari melalui teknik hamburan neutron, di mana sampel yang dilengkapi dengan deuterium digunakan untuk secara signifikan mengurangi kebisingan pada sifat kontras ini..

- Di bidang farmakologi, penggantian hidrogen dengan deuterium digunakan untuk efek isotop kinetik yang dihasilkan dan memungkinkan obat-obat ini memiliki waktu paruh lebih lama..

Referensi

  1. Britannica, E. (s.f.) Deuterium. Dipulihkan dari britannica.com
  2. Wikipedia. (s.f.). Deuterium. Diperoleh dari en.wikipedia.org
  3. Chang, R. (2007). Kimia, edisi kesembilan. Meksiko: McGraw-Hill.
  4. Hyperphysics. (s.f.). Kelimpahan Deuterium. Diperoleh dari hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. ThoughtCo. (s.f.). Fakta Deuterium. Diperoleh dari thinkco.com