WAS IST SCHWERES WASSER?

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WAS IST SCHWERES WASSER?

Wenn man von „schwerem Wasser" spricht, so handelt es sich im Vergleich zum „normalen Wasser" um eine andere Wasserart. Diese Wasserart ist schon einige Jahrzehnte bekannt und wurde im Jahre 1932 erstmalig rein gewonnen.

Wasser ist eine Verbindung der Elemente Wasserstoff und Sauerstoff (H20). In der Natur kommen aber zwei verschiedene Arten von Wasserstoff vor: Wasserstoff mit dem Atomgewicht 1 und Wasserstoff mit dem Atomgewicht 2, den man auch als Deuterium bezeichnet. Der Unterschied zwischen ihnen besteht im Bau der Atomkerne. Der „leichte" Wasserstoff besitzt ein Proton als Kern, wä hrend der „schwere" Wasserstoff neben dem Proton noch ein Neutron im Kern enthä lt. Wenn sich leichter Wasserstoff mit Sauerstoff verbindet, so erhä lt man gewö hnliches Wasser. Ebenso kann sich schwerer Wasserstoff (D) mit Sauerstoff verbinden. Dann entsteht schweres Wasser (D20).

Isotope (so nennt man Atome desselben Elementes mit unterschiedlicher Masse) sind von den meisten Elementen bekannt. Gewö hnlich kö nnen Unterschiede im chemischen und physikalischen Verhalten der Isotope nicht festgestellt werden, die beiden Wasserstoffisotope jedoch machen eine Ausnahme, weil die Massenunterschiede der beiden sehr groß sind. Das eine besitzt die doppelte Masse des anderen.

Diese Unterschiede im physikalischen und chemischen Verhalten kö nnen auch in ihren Verbindungen festgestellt werden. Folgende kleine Tabelle zeigt einige physikalische Unterschiede:

H20 D20

Schmelzpunkt 0, 00° 3, 31

Siedepunkt 100, 00° 101, 42

Dichtemaximum 4° 11, 6°

Verdampfungswä rme kcal/Mol 9, 719 9, 960

In chemischer Hinsicht ist leichtes Wasser etwas reaktionsfä higer als schweres Wasser. Diese Eigenschaft nutzt man zur Gewinnung des schweren Wassers aus, das verhä ltnismä ß ig selten ist. Auf 6800 leichte Wasserstoffatome kommt in der Natur nur ein schweres. Wenn man natü rliches Wasser elektrolysiert, so werden vorwiegend Molekü le des leichten Wassers zerlegt, wä hrend sich das schwere Wasser in der Restlauge anreichert. Dabei werden aber aus 20 l gewö hnlichem Wasser nur 0, 1 cm3 (Null komma ein Kubikzentimeter) schweres Wasser gewonnen.

Man verwendet schweres Wasser in bestimmten Typen von Kernreaktoren als Moderator. Es soll die schnellen Neutronen so abbremsen, dass sie eine niedrigere Geschwindigkeit erhalten, die die Kettenreaktion begü nstigt.

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