Самое необыкновенное вещество в мире - [3]

9

соответствовать формуле полутяжелой воды, нетруд- но. Но благодаря реакции обмена

2HD = Н₂0 + D₂0

она будет представлять собой смесь молекул с разным изотопным составом: Н₂0, HDO, D₂0.

Что такое нулевая вода? Нулевая вода состоит из чистого легкого водорода и кислорода воздуха. И для нулевой воды формулу не напишешь. Ока тоже смесь нескольких вод, каждая из которых состоит из легкого водорода и одного из стабильных изотопов кислорода. Соотношение между кислородами в ну- левой воде тоже точно такое же, как в воздухе. Тяже- лого водорода в нулевой воде нет.

Эту воду физико-химики выбрали в качестве эта- лона: у нее очень постоянный состав. Ее не так уж трудно получать, и с ней удобно сравнивать воду неизвестного состава: определив разницу в плотности, легко найти содержание дейтерия.

А может быть, есть еще какая-нибудь вода? Кроме всех перечисленных вод еще существует тяжело- кислородная вода — Н₂¹⁸О. Получить ее из природной воды очень сложно и трудно. До сих пор эту воду в чистом виде еще, пожалуй, никто не сумел пригото- вить. Тяжелокислородная вода очень нужна для ис- следования многих биологических и химических про- цессов, поэтому довольно концентрированные раство- ры этой воды в воде обычной получают теперь на заводах.

А радиоактивная вода существует? Да. Физики на- учились получать тритиевую воду искусственным пу- тем в атомных реакторах. Из-за сильной радио- активности эта вода очень опасна. Пока такая вода нужна только ученым.

10

Больше еще никаких вод не получено? Больше нет. Просто потому, что все остальные возможные воды пока еще никому не нужны. Если понадобятся и они, то, без сомнения, наука найдет способ получать лю- бую из них.

Должна ли существовать антивода? К сожалению, физики на этот вопрос пока ответить не могут. Хотя и есть все основания утверждать возможность сущест- вования антиводорода, но говорить об антикислороде еще рано. Советские исследователи, правда, уже по- лучили ядра одного из изотопов антигелия — анти- гелий-3. Если уже получен антиэлемент № 2, то мож- но высказать надежду, что физики скоро могут дойти и до антиэлемента № 8 (антикислорода), скорее всего, они приготовят его сами. Тогда можно будет говорить и об антиводе. Вода же из антиводорода и обычного кислорода, как вы сами понимаете, немыслима. Их встреча может только привести к большой ката- строфе.

Поэтому не следует пока подсчитывать число раз- личных вод, содержащих изотопы антиводорода. Для того чтобы могла возникнуть молекула антиводы, должен существовать и антикислород. Пока мы еще о нем ничего не знаем. Но может быть, где-нибудь в недрах Вселенной есть миры (физики и астрономы обсуждают этот вопрос совершенно серьезно), состоя- щие из антивещества. В этих антимирах и суще- ствует, может быть, столько же различных антивод, сколько мы их насчитали в нашем мире. Так это или нет, никто еще сказать не может. Поэтому, сколько всего в мире может существовать различных вод, мы еще не знаем.

Много ли различных вод содержится в воде? В какой воде? В той, что льется из водопроводного крана, куда она пришла из реки, тяжелой воды D₂^I60 около 150 г

11

Тяжелая вода замерзает при более высокой температуре, чем обычная вода...

...и кипит при более высокой температуре.

на тонну, а тяжелокислород- ной (Н₂¹⁷0 и Н₂¹⁸0 вместе) почти 1800 г на тонну воды. А в воде из Тихого океана тя- желой воды почти 165 г на тонну.

В тонне льда одного из больших ледников Кавказа тяжелой воды на 7 г больше, чем в речной воде, а тяжело- кислородной воды столько же. Но зато в воде ручейков, бе- гущих по этому леднику,D₂¹⁶0 оказалось меньше на 7 г, а Н₂¹⁸0 — на 23 г боль- ше, чем в речной.

Тритиевая вода Т₂¹⁶0 вы- падает на землю вместе с осадками, но ее очень мало — всего лишь 1 г на миллион миллионов тонн дождевой воды.

В океанской воде ее еще меньше.

Строго говоря, вода всегда и всюду разная. Даже в снеге, выпадающем в разные дни, разный изотопный состав. Конечно, отличие невелико. Всего 1 — 2 г на тонну. Только, пожалуй, очень трудно ска- зать — мало это или много.

В чем же различие между легкой природной и тяжелой водой? Ответ на этот вопрос будет зависеть от того, кому

12

Тяжелая вода потому и тяжелая, что тяжелее обычной.

Ее плотность 1,104.

он задан. Каждый из нас не сомневается, что с во- дой-то он знаком хорошо. Если каждому из нас по- казать три стакана с обычной, тяжелой и легкой водой, то каждый даст совершенно четкий и опреде- ленный ответ: во всех трех сосудах простая чистая вода. Она одинаково прозрачна и бесцветна. Ни на вкус, ни на запах нельзя найти между ними ника- кой разницы. И это будет верно. Это все — вода.

Химик на этот вопрос ответит почти так же, меж- ду ними нет почти никакой разницы. Все их хими- ческие свойства почти неразличимы: в каждой из этих вод натрий будет одинаково выделять водород, каждая из них при электролизе будет одинаково разлагаться, все их химические свойства будут почтисовпадать. Это и понятно: ведь химический состав у них одинаков. Это вода.

Физик не согласится. Он укажет на заметную раз- ницу в их физических свойствах: и кипят и замерзают они при различных температурах, плотность у них разная, а упругость их пара тоже немного различна. И при электролизе они разлагаются с разной ско- ростью. Легкая вода чуть быстрее, а тяжелая — по- медленнее. Разница в скоростях ничтожна, но остаток воды в электролизере оказывается немного обогащен- ным тяжелой водой. Таким путем она и была откры-