The deuterium adalah isotop dari spesies hidrogen, yang direpresentasikan sebagai D atau 2 H. Di samping itu, telah diberi nama hidrogen berat, karena massanya dua kali lipat dari proton. Isotop adalah spesies yang berasal dari unsur kimia yang sama, tetapi nomor massanya berbeda dari ini.
Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan jumlah neutron yang dimilikinya. Deuterium dianggap sebagai isotop stabil dan dapat ditemukan dalam senyawa hidrogen yang terbentuk secara alami, meskipun dalam proporsi yang cukup kecil (kurang dari 0,02%).
Mengingat sifat-sifatnya, sangat mirip dengan hidrogen biasa, ia dapat menggantikan hidrogen dalam semua reaksi di mana ia berpartisipasi, menjadi zat yang setara.
Untuk alasan ini dan alasan lainnya, isotop ini memiliki banyak aplikasi di berbagai bidang ilmu pengetahuan, menjadi salah satu yang paling penting.
Struktur
Struktur deuterium terutama terdiri dari inti yang memiliki proton dan neutron, dengan berat atom atau massa sekitar 2.014 g.
Demikian pula, isotop ini berutang penemuannya kepada Harold C. Urey, seorang ahli kimia dari Amerika Serikat, dan kolaboratornya Ferdinand Brickwedde dan George Murphy, pada tahun 1931.
Pada gambar atas Anda dapat melihat perbandingan antara struktur isotop hidrogen, yang terdapat dalam bentuk protium (isotopnya yang paling melimpah), deuterium dan tritium, tersusun dari kiri ke kanan.
Pembuatan deuterium dalam keadaan murninya dilakukan dengan sukses pertama kali pada tahun 1933, tetapi sejak tahun 1950-an, suatu zat dalam fase padat telah digunakan yang telah menunjukkan stabilitas, yang disebut litium deuterida (LiD), untuk menggantikan deuterium dan tritium dalam sejumlah besar reaksi kimia.
Dalam pengertian ini, kelimpahan isotop ini telah dipelajari dan telah diamati bahwa proporsinya dalam air dapat sedikit berbeda, bergantung pada sumber dari mana sampel diambil.
Selain itu, studi spektroskopi telah menentukan keberadaan isotop ini di planet lain di galaksi ini.
Beberapa fakta tentang deuterium
Seperti yang dinyatakan di atas, perbedaan mendasar antara isotop hidrogen (yang merupakan satu-satunya yang telah dinamai dengan cara berbeda) terletak pada strukturnya, karena jumlah proton dan neutron dalam suatu spesies memberikan sifat kimianya.
Di sisi lain, deuterium yang ada di dalam tubuh bintang dihilangkan dengan kecepatan yang lebih tinggi dari aslinya.
Selain itu, fenomena alam lainnya dianggap hanya membentuk sebagian kecil saja, sehingga produksinya terus menarik hingga hari ini.
Serangkaian penyelidikan telah mengungkapkan bahwa sebagian besar atom yang terbentuk dari spesies ini berasal dari Big Bang; inilah alasan mengapa kehadirannya diperhatikan di planet besar seperti Jupiter.
Karena cara yang paling umum untuk memperoleh spesies ini di alam adalah bila digabungkan dengan hidrogen dalam bentuk protium, hubungan yang terjalin antara proporsi kedua spesies dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan terus membangkitkan minat komunitas ilmiah. , seperti astronomi atau klimatologi.
Properti
- Ini adalah isotop tanpa karakteristik radioaktif; yaitu, sifatnya cukup stabil.
- Dapat digunakan untuk menggantikan atom hidrogen dalam reaksi kimia.
- Spesies ini memanifestasikan perilaku yang berbeda dari hidrogen biasa dalam reaksi yang bersifat biokimia.
- Ketika dua atom hidrogen diganti dalam air, diperoleh D 2 O, mendapatkan nama air berat.
- Hidrogen yang ada di lautan dalam bentuk deuterium ada dalam proporsi 0,016% dalam kaitannya dengan protium.
- Dalam bintang, isotop ini memiliki kecenderungan untuk bergabung dengan cepat sehingga menghasilkan helium.
- D 2 O adalah spesies beracun, meskipun sifat kimianya sangat mirip dengan H 2
- Ketika atom deuterium mengalami proses fusi nuklir pada suhu tinggi, sejumlah besar energi dilepaskan.
- Sifat fisik seperti titik didih, massa jenis, kalor penguapan, titik tripel, antara lain, memiliki magnitude yang lebih tinggi pada molekul deuterium (D 2 ) daripada pada molekul hidrogen (H 2 ).
- Bentuk paling umum yang ditemukan terkait dengan atom hidrogen, yang menghasilkan hidrogen deuterida (HD).
Aplikasi
Karena sifatnya, deuterium digunakan dalam berbagai aplikasi yang melibatkan hidrogen. Beberapa dari kegunaan ini dijelaskan di bawah ini:
- Dalam bidang biokimia, ini digunakan dalam penandaan isotop, yang terdiri dari "menandai" sampel dengan isotop yang dipilih untuk dilacak melalui jalurnya melalui sistem tertentu.
- Dalam reaktor nuklir yang melakukan reaksi fusi, digunakan untuk mengurangi kecepatan gerak neutron tanpa penyerapan tinggi dari hidrogen biasa.
- Di area resonansi magnetik nuklir (NMR), pelarut berbasis deuterium digunakan untuk mendapatkan sampel jenis spektroskopi tanpa adanya gangguan yang terjadi saat menggunakan pelarut terhidrogenasi.
- Dalam bidang biologi, makromolekul dipelajari melalui teknik hamburan neutron, di mana sampel yang dilengkapi deuterium digunakan untuk mengurangi kebisingan secara signifikan pada sifat kontras ini.
- Di bidang farmakologi, substitusi hidrogen untuk deuterium digunakan karena efek isotop kinetik yang dihasilkan dan memungkinkan obat ini memiliki waktu paruh yang lebih lama.
Referensi
- Britannica, E. (nd). Deuterium. Dipulihkan dari britannica.com
- Wikipedia. (sf). Deuterium. Diperoleh dari en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kimia, edisi kesembilan. Meksiko: McGraw-Hill.
- Hiperfisika. (sf). Kelimpahan Deuterium. Dipulihkan dari hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (sf). Fakta Deuterium. Diperoleh dari thinkco.com