Легкая вода методом В.А. Каргополова

Кто-нибудь делал легкую воду методом В.А. Каргополова? Я нашла его патент на изобретение. Но не понятно, как сделать.

________

К сожалению, патента на получение легкой воды В.А. Каргополова я не нашел в патентном поиске. В других источниках содержится информация околонаучного содержания. Так что, если у вас имеется какая-либо информация, описание устройства и чертежи, вы можете выложить их на сайте. Изобретение (если таковое имеется) относится к усовершенствованию метода получения воды замораживанием-оттаиванием путем монтирования специальной т.н. дренажно-эвакуационной трубки, через которую удаляются примеси. Главная проблема, сопровождающая процесс приготовления легкой воды – это примеси в обычной воде тяжелой воды D₂O.

Тяжёлая вода по химическому составу представляет собой оксид дейтерия D₂O с кислородом природного изотопного состава ¹⁶О. Строение молекул D₂O такое же, как молекул Н₂O, с очень малым различием в значениях длин ковалентных связей и углов между ними.

Молекулярная масса D₂O (20,0276 г/моль) на 10% превышает массу Н₂O (18,01534, г/моль). Разница в молекулярных массах D₂O и Н₂O приводит к существенным различиям в физических, химических и биологических свойствах тяжёлой воды (Табл. 1). Тяжёлая вода кипит при 101.44⁰С, замерзает при 3,82⁰С, имеет плотность при 20⁰С 1,10539 г/см³, причём максимум плотности приходится не на 4⁰С, как у обычной воды, а на 11,2⁰С (1,10602 г/см³). Кристаллы D₂O имеют такую же структуру, как и обычный лёд; различие в размерах элементарной ячейки очень мало (0,1%). Но они более тяжёлые (0,982 г/см³ при 0⁰С по сравнению с 0,917 г/см³ для обычного льда).

Табл. 1. Физические свойства обычной и тяжёлой воды

Тяжёлая вода слабее ионизирована, чем Н₂O. Константа ионизации D₂O при 298,15 К lgK_н = -14,71. Растворимость, а также растворяющая способность D₂O, как правило, ниже, чем у Н₂O.

В смесях тяжёлой воды с обычной водой с большой скоростью происходит изотопный обмен с образованием НDO: Н₂O + D₂O = НDO. Поэтому дейтерий при малом содержании присутствует в воде почти полностью в форме НDO, а при высоком – в форме D₂O.

В составе природной воды дейтерий образует 6 конфигураций изотопологов - HD¹⁶O, HD¹⁷O, HD¹⁸O, D₂¹⁶O, D₂¹⁷O, D₂¹⁸O, 3 конфигурации образованы изотопологами кислорода - Н₂¹⁶O, Н₂¹⁷O, Н₂¹⁸O. Концентрации изотопологов воды которых варьируют в пределах, зафиксированных в основных стандартах изотопного состава гидросферы Standard Marine Ordinary Water (SMOW) (табл. 2). Массовые концентрации изотопологов в природной воде рассчитаны на основании данных определения их содержания методом инфракрасной спектроскопии.

Табл. 2. Рассчитанные массовые концентрации изотопологов в природной воде, соответствующие международному стандарту SMOW

В природных водах в 1000000 молекул в среднем содержится 997284 молекул ¹H₂¹⁶O, 311 молекул ¹HD¹⁶O, 390 молекул ¹H₂¹⁷O, и около 2005 молекул ¹H₂¹⁸O.

В поверхностных водах отношение D/(H+D)=(1,32-1,51) ^.10^-4 D/(H+D)=(1,32-1,51) ^.10^-4, в прибрежной морской воде D/(H+D)=(1,55-1,56)^.10^-4 [12]. Для природных вод СНГ чаще всего характерны отрицательные отклонения от SMOW на (1,0 -1,5) ^.10^-5, в отдельных случаях до (6,0-6,7) ^.10^-5, но встречаются и положительные отклонения до 2,0^.10^-5.

При воздействии воды на биосистемы их реакция изменяется в зависимости от изотопного состава воды. Самые большие изотопные эффекты наблюдается в тяжёлой воде. Эксперименты с тяжёлой водой показали, что клетки животных способны выдерживать до 25-30% D₂O, растений 60% D₂O, а клетки простейших микроорганизмов способны жить на 90% D₂O. Высокие концентрации D₂O токсичны для организма. Поэтому необходимо контролировать содержание дейтерия в воде.

К.х.н. О. В. Мосин