Domanda:
Esiste un semplice test sul campo per l'acqua pesante?
Everyone
2012-10-21 07:44:20 UTC
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Esperimento mentale

Dati due bicchieri d'acqua, come si può rilevare quale bicchiere contiene acqua pesante e quale contiene acqua potabile senza utilizzare complicate apparecchiature di laboratorio?

Qualcosa come il modo in cui un pezzo di cartina di tornasole (sì, è attrezzatura da laboratorio e facilmente disponibile per i profani in questo!) può essere utilizzato per verificare se una soluzione acido o alcali.

l'acqua pesante ha punti di ebollizione e di fusione più elevati ed è leggermente tossica per gli eucarioti. È anche più pesante (1,1 g / ml) dell'acqua normale.
Questa è solo un'intuizione, ma immagino che se riempissi una piccola bomba ad acqua da ogni bicchiere e la mettessi nel bicchiere opposto, ne vedresti uno che affonda (nell'acqua normale) e uno che galleggia (nell'acqua pesante)
Non sei sicuro di quanto sia grande il tuo bicchiere, ma un idrometro da 7 dollari sarebbe una "complicata attrezzatura da laboratorio"? Un piccolo matraccio volumetrico (10 ml) e un saldo sarebbero inferiori a $ 50.
Perché dovreste opporvi all'acqua pesante e all'acqua potabile, tanto per cominciare?
Sette risposte:
#1
+21
Richard Terrett
2012-10-21 08:40:59 UTC
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C'è un test molto semplice per $ \ ce {D_ {2} O} $ che mi viene in mente: i cubetti di ghiaccio fatti con acqua pesante affondano in acqua leggera. Presumo che tu stia parlando di differenziare un bicchiere di acqua pesante essenzialmente pura da, diciamo, l'acqua del rubinetto, nel qual caso questo test dovrebbe funzionare piuttosto bene e richiede attrezzature non più sofisticate di un congelatore, una vaschetta per il ghiaccio e alcuni bicchieri.

Cool (+: Ma potrebbe esserci qualcosa di ancora più semplice - simile all'uovo sodo che galleggia nell'acqua salata? Ad esempio, una persona che fa trekking potrebbe non avere un congelatore ^ fonte di alimentazione a portata di mano.
@Everyone: potresti creare un galleggiante personalizzato che galleggia su acque pesanti ma affonda in acque leggere. [Galleggianti quantitativi simili a questo] (http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrometer) vengono utilizzati, ad esempio, per stimare le concentrazioni di alcol nei distillati di alambicchi per hobby.
C'è un test molto più semplice. Pesa ciascuno di essi, o addirittura alza ciascuno di essi e sente quale è più pesante.
#2
+5
Canageek
2012-10-22 04:15:14 UTC
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Messa. L'acqua pesante è notevolmente più pesante dell'acqua leggera. Basta pesare una quantità uguale di ciascuna acqua e vedere quale pesa di più.

Acqua leggera pesa 1 g / ml ( 0,99700 g / ml a 25 ° C)

Acqua pesante pesa 1,107 g / ml a 25 ° C

Quindi se hai 100 ml vedrai una differenza di 11 g, assumendo campioni puri.

(Il museo della scienza e della tecnologia di Ottawa ha effettivamente campioni che puoi sollevare per sentire questo).

#3
+4
Cargo
2012-10-21 23:58:03 UTC
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Se non hai accesso a un congelatore, puoi consentire alla luce del sole di passare attraverso i vasi di vetro e poi attraverso un prisma. L'acqua pesante assorbirà meno luce rossa arancione e la differenza potrebbe essere osservabile.

enter image description here

Uno di questi potrebbe aiutare (non complicato).

PS Non volevo postare questo come risposta perché non sono sicuro che sia realistico ma non vedo se aggiungessi un commento.

Non puoi aggiungere commenti a meno che tu non abbia guadagnato abbastanza reputazione. Oltre a ciò, penso che questa si qualifichi come una risposta, sebbene avrai bisogno di uno spessore considerevole dello strato per vedere le differenze.
@Antimon Grazie per il chiarimento Sb. Non ero sicuro se l'occhio nudo sarebbe stato in grado di dire la differenza tra H2O e D2O. Pensi che questo potrebbe funzionare meglio se si sostituisse il sole con una sorgente di luce artificiale che emette una lunghezza d'onda che è stata assorbita, come un LED a 660nm?
Il problema sta nella legge di Beer-Lambert e nel basso coefficiente di estinzione dell'acqua, non nella sorgente luminosa. Come puoi vedere negli spettri che hai pubblicato, non c'è assorbimento significativo o bande caratteristiche nella regione visibile.
Peccato che non si possa usare quell'urto a circa 950 nm, come con un lungo tubo oscurato con un fotodiodo InGaAs a un'estremità e un LED IR GaAs all'altra.
Perché non potresti?
In una cella sufficientemente lunga (sufficienti significa diversi metri), è possibile vedere l'armonia del tratto O-H. L'acqua leggera sembra blu visibile. Guarda qui: http://www.dartmouth.edu/~etrnsfer/water.htm
#4
+2
Bernd Jendrissek
2012-10-23 06:42:15 UTC
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(Completamente non testato poiché, purtroppo, non ho accesso all'acqua pesante.) Versare lentamente il contenuto di un bicchiere nell'altro. L'indice di rifrazione dell'acqua pesante è 1.328, quello dell'acqua leggera è 1.333. Non molto, ma forse quanto basta per vedere le disomogeneità. Se il contenuto del bicchiere decantato affonda, aveva l'acqua pesante. Altrimenti, acqua leggera.

Ma se hai anche una bilancia da cucina economica, questo sarebbe probabilmente il test migliore, poiché le densità differiscono di circa il 10%, a differenza dell'indice di rifrazione, che differisce di molto meno.

Oppure, aggiungi una goccia di colorante alimentare a uno dei bicchieri. O una goccia di latte. Solo per aiutare con il contrasto.

Fai il test con un piccolo campione da ogni bicchiere se vuoi evitare di contaminare la costosa acqua pesante.

#5
+2
user5713492
2019-12-17 23:19:28 UTC
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Vecchia domanda, ma nel frattempo il laboratorio di Cody ha pubblicato questo video (tra gli altri) sull'assaggio di acqua pesante. La sua conclusione fu che $ \ ce {^ 2H_2} \ ce {^ {16} O} $ aveva un sapore più dolce di $ \ ce {^ 1H_2} \ ce {^ {16} O} $ ma $ \ ce {^ 1H_2} \ ce {^ {18} O} $ span > non l'ha fatto. Non era in grado di capire la differenza dopo aver mangiato. Ovviamente, i chimici sono assolutamente impazziti al suggerimento di tentare di identificare le sostanze chimiche assaggiandole, normalmente una pratica estremamente pericolosa.

#6
  0
Maurice
2020-03-15 22:52:50 UTC
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Il modo più semplice per controllare la natura della tua acqua è legato alla differenza di densità. Se dissolvi $ 80 $ g NaCl in $ 1 $ litro di acqua ordinaria $ H_2O $ , ottieni una soluzione con una densità $ 1.056 $ g / mL. Puoi aggiungere un po 'di inchiostro per rendere la dimostrazione più visiva. Ora prendi forse 1 ml di questa soluzione di NaCl con una pipetta e lascia cadere una goccia nel campione d'acqua. Una goccia di questa soluzione andrà sul fondo di acqua pura $ H_2O $ . Ma galleggerà su $ D_2O $ poiché ha una densità $ 1,107 $ g / mL.

#7
-2
user64857
2018-06-04 18:00:35 UTC
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Se hai due bicchieri, sapendo che uno contiene acqua deuterata, l'altro contiene acqua potabile; si potrebbe determinare il contenuto congelando entrambi i campioni in un congelatore a $ \ pu {0 ^ \ circ C} $. Poiché il punto di fusione dell'acqua potabile è $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ e il punto di fusione dell'acqua deuterata, $ \ ce {D2O} $, è $ \ pu {3.8 ^ \ circ C} $, il $ \ ce {D2O} $ impiegherà più tempo a fondersi ammesso che siano uno accanto all'altro.

Aggiungerei, fatto questo, in pratica: questo significa che puoi tenere il bicchiere di $ congelato \ ce {D2O} $ in una mano e $ \ ce {H2O} $ nell'altra e mentre l'acqua normale si scioglie, il $ \ ce {D2O} $ congelato impiega notevolmente più tempo a sciogliersi. E una nota a margine: immagina che parte della tossicità degli eucarioti sia dovuta alle sottili differenze nelle proprietà termiche tra queste due specie acquatiche.

Fai attenzione: $ \ ce {D2O} $ deve essere racchiuso contenitore, altrimenti scambierà l'idrogeno pesante nell'acqua con l'idrogeno leggero atmosferico nell'umidità atmosferica. Se lasciato scoperto, l'esperimento può funzionare inizialmente un paio di volte; tuttavia, diventerà meno efficace (poiché il deuterio si scambia ed evapora).

Perché è stato downvoted?Se lo fai, puoi almeno fornire una ragione nei commenti, in modo che altre persone possano capire perché questa risposta non è stata utile


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