भारी जल D2O के गुण उपयोग प्रकार और अन्य जानकारी Heavy Water in Hindi
भारी जल क्या है What is Heavy Water
भारी जल वह जल है, जो साधारण हाइड्रोजन परमाणु के स्थान पर हाइड्रोजन के भारी
आइसोटोप ड्यूटेरियम से बना होता है। ड्यूटेरियम सामान्य हाइड्रोजन परमाणु से
भिन्न होता है, सामान्य हाइड्रोजन परमाणु में केवल एक इलेक्ट्रान और एक प्रोटोन
होता है तथा इसमें कोई न्यूट्रॉन नहीं होता। जबकि ड्यूटेरियम हाइड्रोजन परमाणु
में एक इलेक्ट्रान और एक प्रोटोन के अलावा एक न्यूट्रॉन भी होता है।
इसमें एक न्यूट्रॉन होने के कारन यह साधारण हाइड्रोजन परमाणु से दोगुना भरी
होता है, इसलिए इसे भारी हाइड्रोजन या ड्यूटेरियम (Deuterium) भी कहते
है। जब यह भारी हाइड्रोजन परमाणु ऑक्सीजन से प्रतिक्रिया करके जल बनाता है, तो
इस जल को भारी जल कहते है। भारी पानी को ड्यूटेरियम ऑक्साइड भी कहा जाता है,
इसका रासायनिक सूत्र D2O होता है। भारी जल सामान्य जल के अपेक्षा अधिक भारी
होता है तथा इसके अन्य रासायनिक और भौतिक गुण सामान्य जल की तुलना में कुछ
भिन्न होते है।
|
| heavy-water-in-hindi |
भारी जल के गुण Properties of Heavy Water in Hindi
- भारी जल सामान्य पानी के समान ही एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन तरल होता है।
- भारी जल का आणविक भार 20 ग्राम होता है जो की सामान्य जल 18 ग्राम की तुलना में अधिक होता है।
- भारी जल का घनत्व 1.11 ग्राम प्रति मिलीलीटर होता है, जो सामान्य जल 1 ग्राम प्रति मिलीलीटर से अधिक होता है।
- भारी जल का गलनांक (Melting Point) और क्वथनांक (Boiling Point) सामान्य जल की तुलना में अधिक होता है। भारी जल का मेल्टिंग पॉइंट 3.8 डिग्री सेल्सियस और बॉयलिंग पॉइंट 101.4 डिग्री सेल्सियस होता है, जबकि सामान्य जल का मेल्टिंग पॉइंट 0 डिग्री सेल्सियस और बॉयलिंग पॉइंट 100 डिग्री सेल्सियस होता है।
-
भारी जल का परावैद्युत नियतांक साधारण जल की तुलना में कम होता है इसलिए
आयनिक यौगिक सामान्य जल की तुलना में भारी जल में कम विलेय होते हैं।
-
भारी जल ऐसी किसी भी रासायनिक प्रक्रिया में भाग ले सकता है जिसमें साधारण
पानी भाग ले सकता है। दूसरी ओर, भारी पानी, सामान्य पानी की तुलना में अधिक
धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है, क्योंकि भारी पानी में सामान्य पानी की तुलना
में कम प्रतिक्रियाशीलता होती है, क्योंकि O-D बॉन्ड में O-H लिंक की तुलना
में अधिक पृथक्करण ऊर्जा होती है।
भारी जल के प्रकार Types of Heavy water
जल में उपस्थित हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अलग अलग आइसोटोप्स के कारण भारी जल अलग-अलग तरह का होता है जो की इस प्रकार है :-
भारी जल Heavy water :-
भारी जल हाइड्रोजन के ड्यूटेरियम आइसोटोप और ऑक्सीजन के संयोजन बनता है, इसका रासायनिक सूत्र D2O होता है।
अर्ध-भारी जल Semi-Heavy water :-
अर्ध-भारी पानी में एक सामान्य हाइड्रोजन परमाणु (प्रोटियम Protium), एक ड्यूटेरियम परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होता है, इसका रासायनिक सूत्र HDO होता है।
ट्रिटिटेड वाटर Tritiated Water
ट्रिटिटेड वाटर हाइड्रोजन के रेडियोएक्टिव आइसोटोप ट्रिटियम और ऑक्सीजन के संयोजन से बनता है। इसका रासायनिक सूत्र T2O होता है। ट्रिटियम हाइड्रोजन का रेडियोएक्टिव आइसोटोप होता है, यह एक इलेक्ट्रान, एक प्रोटोन और दो न्यूट्रॉन से बना होता है। यह साधारण हाइड्रोजन आइसोटोप (प्रोटियम Protium) से तीन गुणा अधिक भारी होता है। ट्रिटिटेड वाटर रेडियोएक्टिव जल होता है, इसे सुपर हैवी वाटर भी कहते है। इसका मोलर मास 22.03 ग्राम प्रति मोल और घनत्व 1.21 ग्राम प्रति मिलीलीटर होता है।
हैवी ऑक्सीजन वाटर Heavy-oxygen water
हैवी ऑक्सीजन वाटर ऐसा जल होता है जो हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के भारी आइसोटोप्स
जैसे कि 17O और 18O से मिलकर बना होता है। क्योंकि इसमें साधारण पानी की तुलना
में अधिक घनत्व होता है, इसलिए इसे एक प्रकार के भारी पानी के रूप में वर्गीकृत
किया जाता है।
भारी जल के उपयोग Uses of Heavy Water in Hindi
-
कुछ परमाणु रिएक्टरों में भारी पानी का उपयोग न्यूट्रॉन मॉडरेटर के रूप में
किया जाता है। यूरेनियम परमाणुओं के विखंडन के लिए धीमी गति वाले न्यूट्रॉन
आवश्यक हैं। भारी पानी (जो एक मॉडरेटर के रूप में कार्य करता है) से गुजरने पर न्यूट्रॉन मंद हो जाते हैं।
- हाइड्रोजन न्यूक्लाइड के अध्ययन से जुड़े जलीय घोलों में ड्यूटेरियम ऑक्साइड का उपयोग परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी में किया जाता है।
- भारी पानी की विनिमय प्रतिक्रिया विशेषता का उपयोग कई ऑक्सीएसिड की संरचनाओं की जांच के लिए किया गया था।
- भारी जल का उपयोग हाइड्रोजन के ड्यूटेरियम आइसोटोप को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। ड्यूटेरियम का उत्पादन भारी जल की सक्रीय मेटल जैसे सोडियम से प्रतिक्रिया या इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा किया जाता है।
-
भारी जल का उपयोग हाइड्रोजन के ट्रिटियम आइसोटोप का उत्पादन करने में भी
किया जाता है। भारी जल संचालित रिएक्टरों में ट्रिटियम कम मात्रा में बनाया जाता
है।
- भारी जल अक्सर कार्बनिक यौगिकों के विशेष रूप से लेबल वाले आइसोटोपोलॉग तैयार करने के लिए ड्यूटेरियम के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
- न्यूट्रिनो भारी जल के साथ अभिक्रिया करके प्रकाश की चमक उत्पन्न करता है, इसलिए इसका उपयोग न्यूट्रिनो डिटेक्टर के रूप में किया जाता है।
- साधारण पानी के बजाय आईआर (इन्फ्रारेड) स्पेक्ट्रोस्कोपी में अक्सर भारी पानी का उपयोग किया जाता है।
- लोगों और जानवरों की चयापचय दर को मापने के लिए D2O और भारी ऑक्सीजन वाले पानी के मिश्रण का उपयोग किया जाता है।
भारी जल के स्वास्थ्य प्रभाव
हालांकि भारी पानी रेडियोधर्मी नहीं है, फिर भी इसे बड़ी मात्रा में पीना एक अच्छा विचार नहीं है, क्योंकि भारी पानी D2O जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में सामान्य पानी H2O के समान कार्य नहीं करता है। भारी पानी का एक घूंट लेने या एक गिलास पीने से आपको कोई नुकसान नहीं होगा, लेकिन अगर आपने केवल भारी पानी पिया है, तो आप नकारात्मक स्वास्थ्य प्रभावों को झेलने के लिए पर्याप्त H2O को D2O से बदल देंगे। चूहों और कुत्तों में किए गए प्रयोगों से पता चला है कि, यदि शरीर में 25 से 50 प्रतिशत H2O को D2O से बदल दिया जाए तो इससे गंभीर नुक्सान हो सकता है। स्तनधारियों में, 25% प्रतिस्थापन बाँझपन का कारण बनता है, जबकि 50% प्रतिस्थापन मृत्यु का कारण बन सकता है।
भारी पानी कैसे तैयार किया जाता है How heavy water is prepared
जब पानी इलेक्ट्रोलाइज्ड होता है, तो हाइड्रोजन ड्यूटेरियम की तुलना में काफी तेजी से मुक्त होता है। नतीजतन, H2O बॉन्ड D2O बॉन्ड की तुलना में अधिक आसानी से टूट जाते हैं । नतीजतन, अगर इलेक्ट्रोलिसिस को तब तक लंबा किया जाता है जब तक कि थोड़ी मात्रा में पानी न रह जाए, तो अवशेष शुद्ध D2O होता है। जब लगभग 30 लीटर पानी का इलेक्ट्रोलाइज्ड किया जाता है, तो लगभग 1 मिलीलीटर भारी पानी का उत्पादन होता है।
अन्य जानकारी Other information
- भारी पानी प्राकृतिक रूप से होता है, हालांकि साधारण पानी की तुलना में बहुत कम मात्रा में। लगभग, प्रत्येक 6400 साधारण पानी के अणुओं की तुलना में भरी जल का केवल एक अणु पाया जाता है।
- भारी पानी से बनी बर्फ सामान्य पानी में डूब जाती है, क्योंकि इसका घनत्व सामान्य पानी H2O से बनी बर्फ से लगभग 11% अधिक होता है।
- अमेरिकी वैज्ञानिक और नोबेल पुरस्कार विजेता हेरोल्ड उरे ने 1931 में आइसोटोप ड्यूटेरियम की खोज की थी। उरे के संरक्षक गिल्बर्ट न्यूटन लुईस ने 1933 में इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा शुद्ध भारी पानी के पहले नमूने को अलग किया।
- भारत अपने भारी जल बोर्ड के माध्यम से भारी पानी के दुनिया के सबसे बड़े उत्पादकों में से एक है। यह कोरिया गणराज्य, चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका सहित कई अन्य अन्य देशों को भारी पानी का निर्यात करता है।
-
परमाणु विखंडन रिएक्टरों में, एक प्रभावी विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया
सुनिश्चित करने के लिए न्यूट्रॉन को धीमा किया जाना चाहिए। न्यूट्रॉन को धीमा
करने की इस प्रक्रिया को मॉडरेशन के रूप में जाना जाता है, और जो सामग्री इन
न्यूट्रॉन को धीमा कर देती है उसे न्यूट्रॉन मॉडरेटर के रूप में जाना जाता
है। भारी पानी उन दो मॉडरेटरों में से एक है जिनका उपयोग किया जा सकता है जो
प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करके परमाणु रिएक्टर को संचालित करने की अनुमति
देते हैं। दूसरा मॉडरेटर ग्रेफाइट है।
- क्लोरोफॉर्म के गुण उपयोग और जानकारी Chloroform in Hindi
- टाइटेनियम डाईऑक्साइड के गुण उपयोग और जानकारी Titanium Dioxide in Hindi
- एसिटिलीन गैस के गुण उपयोग और जानकारी Acetylene Gas in Hindi
- फॉस्फोरिक एसिड के गुण उपयोग और जानकारी Phosphoric Acid in Hindi
- कैल्शियम ऑक्साइड के गुण उपयोग और जानकारी Calcium Oxide in Hindi
- एलुमिनियम ऑक्साइड के गुण उपयोग और अन्य जानकारी Aluminum Oxide in Hindi
- नाइट्रिक ऑक्साइड के गुण उपयोग और जानकारी Nitric oxide in Hindi
- सोडियम बाईकार्बोनेट के गुण उपयोग जानकारी Sodium Bicarbonate in Hindi
- हाइड्रोजन पेरोक्साइड के गुण उपयोग और जानकारी Hydrogen peroxide in Hindi
- कार्बन डाईऑक्साइड के गुण उपयोग और जानकारी Carbon dioxide in Hindi
- कार्बन मोनोऑक्साइड के गुण उपयोग और जानकारी Carbon Monoxide in Hindi
- पोटैशियम नाइट्रेट KNO3 के गुण उपयोग और जानकारी Potassium Nitrate in Hindi
- कास्टिक सोडा के गुण उपयोग और अन्य जानकारी Caustic soda in Hindi
- हाइड्रोक्लोरिक एसिड के गुण उपयोग और जानकारी Hydrochloric Acid in Hindi
- नाइट्रिक एसिड के गुण उपयोग और अन्य जानकारी Nitric Acid in Hindi
- सल्फर डाई ऑक्साइड के गुण उपयोग और अन्य जानकारी Sulfur dioxide in Hindi
- सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) की विस्तृत जानकारी Sulfuric Acid in Hindi
- अम्ल क्या होता है, अम्ल के गुण, अम्ल के प्रकार Acids in Hindi
- अमोनिया के गुण और उपयोग Ammonia in Hindi
- मीथेन क्या है, मीथेन के गुण, उपयोग, स्रोत और जानकारी
- इथेनॉल (Ethanol) के गुण उपयोग और अन्य जानकार
- एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड गुण उपयोग जानकारी Aluminium hydroxide in Hindi
- एल्युमिनियम क्लोराइड AlCl3 गुण उपयोग जानकारी Aluminium Chloride in Hindi
- कार्बन टेट्राक्लोराइड CCl4 के गुण उपयोग जानकारी Carbon Tetrachloride in Hindi
- फॉस्जीन COCl2 के गुण उपयोग जानकारी Phosgene in Hindi
