भारी जल

भारी जल एक ऑक्सीजन और ड्यूटेरियम से बना यौगिक होता है, जो हाइड्रोजन का एक भारी समस्थानिक है जिसे ' 2H' या 'D' द्वारा दर्शाया जाता है। भारी जल को ड्यूटेरियम ऑक्साइड भी कहा जाता है और इसे रासायनिक सूत्र D₂O द्वारा निरूपित किया जाता है। इसमें नियमित जल की तुलना में अधिक मोलर द्रव्यमान होता है क्योंकि ड्यूटेरियम का परमाणु द्रव्यमान प्रोटियम से अधिक होता है। इसके कारण भारी जल (D₂O) में H₂O की तुलना में थोड़े अलग रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं। भारी जल, जिसे ड्यूटेरियम ऑक्साइड (रासायनिक सूत्र D₂O) के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार का जल है जिसमें हाइड्रोजन परमाणुओं (H) को उनके समस्थानिक प्रकार ड्यूटेरियम (D) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

समस्थानिक संरचना: भारी जल में, प्रत्येक जल अणु (H₂O) में दो प्रोटियम परमाणुओं के अतिरिक्त दो ड्यूटेरियम परमाणु होते हैं। भारी जल का रासायनिक सूत्र D₂O है।

गुण

भारी जल में नियमित जल (H2O) की तुलना में कुछ विशिष्ट भौतिक गुण होते हैं। यह सामान्य जल की तुलना में अधिक सघन होता है, इसका क्वथनांक और गलनांक अधिक होता है। उदाहरण के लिए, भारी जल 3.82 डिग्री सेल्सियस (38.68 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर जम जाता है और 101.4 डिग्री सेल्सियस (214.5 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर उबलता है।

भारी जल के गुण

भौतिक गुण

• STP पर भारी जल रंगहीन दिखता है।
• कमरे के ताप पर, यह गंधहीन द्रव के रूप में उपस्थित होता है।
• चूँकि D₂O का घनत्व H₂O के घनत्व से लगभग 11% अधिक है , इसलिए ड्यूटेरियम ऑक्साइड से बना एक बर्फ का टुकड़ा सामान्य जल में डूब जाएगा।
• सामान्य जल के साथ मिश्रित होने पर भारी जल एक सजातीय मिश्रण बनाता है।

रासायनिक गुण

• भारी जल की तुलना में सामान्य जल अधिक हद तक अलग हो जाता है।
• हाइड्रोजन के समस्थानिक अपने परमाणु द्रव्यमान में अंतर के कारण विभिन्न रासायनिक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं।
• ड्यूटेरियम की उच्च मात्रा की उपस्थिति के कारण जल के विलायक गुणों में परिवर्तन जैविक प्रणालियों पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है।
• किसी दिए गए तापमान पर, D₂O नमूने में D⁺ आयनों की सांद्रता सामान्य H₂O नमूने में H⁺ आयनों की सांद्रता से कम होती है।

भारी जल के प्रकार

• भारी जल के इस रूप को सूत्र D₂O द्वारा दर्शाया जाता है।
• यह एक प्रोटियम, एक ड्यूटेरियम और एक ऑक्सीजन परमाणु से बना होता है।
• ड्यूटेरियम की उच्च मात्रा की उपस्थिति के कारण जल के विलायक गुणों में परिवर्तन जैविक प्रणालियों पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है।

विषाक्तता

कम मात्रा में भारी जल का सेवन सामान्यतः मनुष्यों के लिए हानिकारक नहीं होता है। हालाँकि, यदि बड़ी मात्रा में निगला जाए तो भारी पानी जहरीला हो सकता है, क्योंकि यह जैविक प्रक्रियाओं के सामान्य कामकाज में हस्तक्षेप करता है जो हाइड्रोजन आयनों के आदान-प्रदान पर निर्भर करते हैं।

अभ्यास प्रश्न

• भारी जल से आप क्या समझते हैं ?
• भारी जल के भौतिक एवं रासायनिक गुणों का विस्तार पूर्वक वर्णन कीजिये।