重水——定义、发生、制备、性质

定义

重水（D2O）是指水的一种同位素，其中氢原子被氘原子所替代。相较于普通水，重水的密度略大，其物理化学性质也有所不同。重水在许多工业、农业以及科学研究中都有广泛应用。

发生

重水是一种自然界中极为稀有的物质，其存在量由于制备及分离难度较高，因此平时我们并不容易接触到。重水可以从自然界中获取，例如从自然界海水及矿泉水中提取。此外，重水也可以通过核反应的方式进行制备。

制备

重水的制备有两种原理：

1. 通过水的电解制取。由于氢和氘的发生可逆反应，通过对含H和D的混合水进行电解，将其中的D进行加速排除，使溶液中氘的浓度高于普通水。不过这种方法制备重水较为耗费能源，效率较低。

2. 通过组成重水的同位素之间的转化制取。通过反应使得其中含有氢的分子与氘进行交换，将氢分子的含量降低，氘的含量提高。

性质

重水在物理化学性质上与普通水有所区别，如下：

• 密度大于普通水，可以作为分子筛剂异构体的分离使用；
• 沸点高于普通水约3.8°C，因而易于被蒸馏提纯；
• 在核反应中的自生截面较普通水高出约20%，可用于中子减速；
• 由于生产、存储重水的难度较大，因此价格较贵。

综上所述，重水在许多领域的应用以及制备都具有重要意义，但其成本较高限制了其的广泛应用，同时也需要注意其较为特殊的物理化学性质。