Hoje vamos falar sobre um isótopo que é usado para produzir energia nuclear. É sobre deutério. É uma das espécies de isótopos de hidrogênio e é representado pelo símbolo D ou 2H. Recebeu o nome comum de hidrogênio pesado porque sua massa é duas vezes a do próton. Um isótopo nada mais é do que uma espécie que vem do mesmo elemento químico, mas tem um número de massa diferente. O deutério é usado para vários fins.
Por este motivo, vamos dedicar este artigo para apresentar todas as características, estrutura, propriedades e usos do deutério.
Características principais
A distinção entre deutério e hidrogênio se deve à diferença no número de nêutrons que possui. Por isso, o deutério é considerado um isótopo estável e pode ser encontrado em compostos formados por hidrogênio de origem totalmente natural. Deve-se ter em mente que, embora sejam de origem natural, ocorrem em pequena proporção. Dadas as propriedades que tem tão semelhantes ao hidrogênio comum, pode substituí-lo em sua totalidade nas reações das quais participa. Desta forma, ele pode ser convertido em substâncias equivalentes.
Por esse e outros motivos, o deutério tem um grande número de aplicações em diferentes áreas da ciência. Ao longo dos anos, tornou-se um dos elementos mais importantes para a pesquisa e o avanço da tecnologia e da informação.
A estrutura principal desse isótopo é composta por um núcleo que possui um próton e um nêutron. Tem um peso atômico de aproximadamente 2,014 gramas. Este isótopo foi descoberto graças a Harold C. Urey, um químico dos Estados Unidos, e seus colaboradores Ferdinand Brickwedde e George Murphy, em 1931. A preparação para encontrar o deutério em seu estado puro foi realizada com sucesso pela primeira vez em 1933. Já na década de 50, começou a ser utilizada uma fase sólida que demonstrava grande estabilidade, conhecida como deutereto de lítio. Essa substância pode substituir o deutério e o trítio em um grande número de reações químicas.
Avanços na ciência ocorrem quando é encontrada uma substância que pode facilitar reações químicas para a geração de produtos. Nesse sentido, se você estudou a abundância deste isótopo para poder observar certas coisas. Sabe-se que a proporção de deutério na água varia ligeiramente dependendo da área onde a amostra é coletada. Existem alguns estudos de espectroscopia que determinaram a existência deste isótopo em outros planetas da nossa galáxia. Isso pode ser de grande importância para estudar a composição de outros corpos celestes.
Estrutura e origem do deutério
Vamos saber alguns fatos sobre o deutério. Como mencionamos antes, a principal diferença entre os isótopos de hidrogênio está em sua estrutura. E é que hidrogênio, deutério e trítio têm diferentes quantidades de prótons e nêutrons, então eles têm diferentes propriedades químicas. Também devo ter em mente que o deutério que existe dentro de outros corpos estelares é eliminado com uma velocidade maior do que quando originado. Esta é uma das razões pelas quais é tão difícil estudar a presença de deutério em corpos estelares.
Outros fenômenos da natureza são considerados como formando uma pequena quantidade de deutério, então sua produção continua a gerar um interesse considerável hoje. Da porcentagem que mencionamos antes sobre a presença de deutério na natureza, não chega a 0.02%. Uma série de investigações científicas revelou que a grande maioria dos átomos que se formaram a partir do deutério se originou naturalmente na explosão que deu origem à origem do universo conhecido como Grande explosão. Essas são uma das principais razões pelas quais se acredita que o deutério está presente em grandes planetas como Júpiter.
A maneira mais comum de obter esse isótopo naturalmente é quando eles são combinados com o hidrogênio. Quando isso acontecer, ele será combinado na forma de protium. Os cientistas estão interessados em saber a relação que se estabelece entre a proporção de deutério e hidrogênio em diferentes campos da ciência. É amplamente estudado em ramos da ciência, como astronomia ou climatologia. Nesses ramos, ele tem algumas utilidades práticas para conhecer e compreender o universo e nossa atmosfera.
Propriedades de deutério
Vamos saber quais são as principais propriedades desse isótopo pertencente ao hidrogênio. A primeira coisa a fazer é saber o que é um isótopo desprovido de características radioativas. Isso significa que é bastante estável na natureza. Ele pode ser usado para substituir o hidrogênio em várias reações químicas. Por ter grande estabilidade naturalmente, exibe um comportamento diferente do hidrogênio comum. Isso acontece em todas as reações de natureza bioquímica. É necessário saber antes de substituir, que embora possa ser alcançado trocando hidrogênio por deutério em reações químicas, é necessário saber que eles terão um comportamento diferente.
Quando os dois átomos de hidrogênio na água são substituídos, um composto conhecido como água pesada pode ser obtido. Hidrogênio que está presente no oceano e está na forma de deutério tem apenas uma proporção de 0,016% em relação ao protium. No universo, esse isótopo tende a se fundir mais rapidamente para dar origem ao hélio. Se combinarmos deutério com oxigênio atômico, vemos que ele se torna uma espécie tóxica. Apesar disso, e as propriedades químicas ou muito semelhantes às do hidrogênio.
Outra das propriedades desse isótopo é que, quando os átomos de deutério são submetidos ao processo de fusão nuclear em altas temperaturas, grandes quantidades de energia podem ser liberadas. É o êxodo, você estudou para ser capaz de implementar a fusão nuclear de nosso planeta. Algumas propriedades físicas, como ponto de ebulição, calor de vaporização, ponto triplo e densidade possuem magnitudes maiores que as do hidrogênio.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre o deutério e suas características.