Springen naar inhoud

Hoe verkrijgt men 99% deuterium oxide?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

*_gast_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 04 augustus 2012 - 22:01

Deuterium oxide, beter bekend als zwaar water wordt zeer veel gebruikt in het labo, vb. NMR of GC-MS. In de catalogus kun je gewoon 99% D2O kopen.

Maar hoe krijgt men dat voor elkaar?

Zelf zou ik verwachten dat het diep in de oceaan meer aanwezig is omdat het nu eenmaal zwaarder is. Maar daar zal dan wel een stevig prijskaartje tegenover staan. Dan moet je het scheiden door MS en dat lijkt me niet echt realistisch want dan zou dit superduur zijn en dat is het niet.

Kortom, hoe produceert men zuiver zwaar water?

Veranderd door Jan van de Velde, 04 augustus 2012 - 22:51
typo verbeterd


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 augustus 2012 - 22:08

Op industriële wijze gebeurt dit via het Girdlersulfideproces. De methode is gebaseerd op een isotopen uitwisseling tussen H2O en H2S.
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#3

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8936 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 augustus 2012 - 22:10

Op Wikipedia staat een mooi overzichtje (hier)

Waar het in alle gevallen op neerkomt is dat gedeutereerde verbindingen net iets andere chemische en fysische eigenschappen hebben dan de "normale" verbindingen. Je kunt dus scheiden met andere technieken dan MS. Destillatie en elektrolyse zijn ook mogelijk.

De gedeutereerde verbinding kun je vervolgens ook gebruiken om gedeutereerd water te maken.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#4

*_gast_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 04 augustus 2012 - 23:02

Boeiend onderwerp, maar Girdlersulfide proces geeft slechts 15-20% Deuterium oxide en dan staat er op Wikipedia dat verdere zuivering gebeurt dmv vacuumdestillatie (zonder bronvermelding overigens). Hoeveel theoretische platen zijn er nodig om dit mengsel bestaande uit een mengsel van gewoon water met een kookpunt van net iets minder dan 100 graden celcius te scheiden van D2O met een kookpunt van 101,2 graden celcius, zodat je 99,7% Deuterium oxide zult overhouden, zonder verontreinigingen van DHO?

Mijn vroegere scheikundeleraar loog dus als er beweerd werd dat isotopen chemisch identieke eigenschappen bezitten. Maar dit even terzijde...

Elektrolyse van natuurlijk verrijkt water lijkt me aannemelijker. Of heeft iemand daar een gefundeerde bedenking bij?

#5

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8936 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 augustus 2012 - 00:01

Hoeveel theoretische platen zijn er nodig om dit mengsel bestaande uit een mengsel van gewoon water met een kookpunt van net iets minder dan 100 graden celcius te scheiden van D2O met een kookpunt van 101,2 graden celcius, zodat je 99,7% Deuterium oxide zult overhouden, zonder verontreinigingen van DHO?


Veel. En dat is niet het enige probleem. De verdampingswarmte van water is behoorlijk groot, dus destillatie is een kostbaar proces. Er zal overigens altijd wel een spoortje HDO inzitten, maar dat is voor de meeste toepassingen niet zo erg.

Mijn vroegere scheikundeleraar loog dus als er beweerd werd dat isotopen chemisch identieke eigenschappen bezitten. Maar dit even terzijde...


Ach, liegen. Eigenlijk is het verschil alleen significant in het geval van H en D; en zelfs dan zijn de verschillen niet bijster groot. En omwille van de didaktiek wordt wel vaker niet de hele waarheid onderwezen.

Elektrolyse van natuurlijk verrijkt water lijkt me aannemelijker. Of heeft iemand daar een gefundeerde bedenking bij?


Dat is óók een methode om het te scheiden.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#6

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 05 augustus 2012 - 09:47

Boeiend onderwerp, maar Girdlersulfide proces geeft slechts 15-20% Deuterium oxide en dan staat er op Wikipedia dat verdere zuivering gebeurt dmv vacuumdestillatie (zonder bronvermelding overigens).

De Engelstalige Wikipedia komt met bronnen voor dit gedeelte.
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#7

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8936 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 augustus 2012 - 09:55

Misschien toch maar eens op het linkje in dit bericht klikken...

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#8

*_gast_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 05 augustus 2012 - 20:56

Dat gaat over het Girdlersulfide proces en de tweede bron claimt enkel over de destillatie:

"The second column enriches this to 0.35% , and the third column achieves an enrichment between 10% and 30% deuterium. This product is sent to a distillation unit for finishing to 99.75% "reactor-grade" heavy water. Only about one-fifth of the deuterium in the plant feed water becomes heavy water product. The production of a single pound of heavy water requires 340,000 pounds of feed water." bron:Maar het zegt niks over het aantal theoretische platen, hoelang de kolom moet zijn en wat is 1 pound? Bovendien wordt hier met geen woord gerept over vacuüm destillatie. Welk voordeel heeft dit t.o.v. een gefractioneerde destillatie met bijvoorbeeld een vacuümmantel als isolatie rondom de fractionatiekolom?

Ik vroeg trouwens hoeveel theoretische platen er nodig zijn? Veel is geen antwoord, want wat is veel?

Veranderd door choco-and-cheese, 05 augustus 2012 - 20:57


#9

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8936 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 augustus 2012 - 22:31

Dat gaat over het Girdlersulfide proces


Nee hoor. Dat gaat over allerlei mogelijke productiemethoden. Ik zeg niet voor niets:

Op Wikipedia staat een mooi overzichtje

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#10

*_gast_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 07 augustus 2012 - 21:38

De verdampingswarmte van water is behoorlijk groot, dus destillatie is een kostbaar proces.


Hoeveel bedraagt de delta Hvap (bij 100°C, bij standaarddruk) van D2O in kJ/mol?


Ter info:
Op dat Wikipedia artikel staat dat dit 10,864 cal/mol is, omgerekend naar Joule is dit 44,024 J/mol dat komt dan weer overeen met 45,45*10-3 kJ/mol. Niet echt betrouwbaar dus.

#11

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8936 berichten
  • VIP

Geplaatst op 07 augustus 2012 - 22:54

Niet echt betrouwbaar dus.



Omdat iemand daar een k'tje is vergeten? Dat is slordig, maar niet echt wereldschokkend. Het staat je natuurlijk vrij om de Wikipedia-pagina zodanig aan te passen. Dat is nu juist de hele gedachte van dat project.
En het doet niks af aan het feit dat er op die pagina een heel mooi overzicht met allerlei productiemethodes staat, waar je tot 2 keer toe op gewezen moest worden voor je de moeite nam om er eens naar te kijken.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#12

druipertje

    druipertje


  • >250 berichten
  • 374 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 augustus 2012 - 23:57

Ter info:
Op dat Wikipedia artikel staat dat dit 10,864 cal/mol is, omgerekend naar Joule is dit 44,024 J/mol dat komt dan weer overeen met 45,45*10-3 kJ/mol. Niet echt betrouwbaar dus.


Ik zie eigenlijk alleen 10,864 cal/mol staan, niet die andere waardes die je geeft. Hoe kom je van 44,02 naar 45,45? Ik begrijp de fout die volgens jou in wikipedia zit niet helemaal?

10864 cal/mol is volgens mij toch 45485 J/Mol.. dat is dan toch ongeveer 45,49 kJ/mol. Is iets hoger dan water, maar ik zie geen schokkende getallen waarom het onbetrouwbaar zou moeten zijn.

Altijd lekker verwarrend die punten en komma's. 10,864 engels notatie is 10.864 op nederlandse wijze, ofwel bijna 11 Kcal

Veranderd door druipertje, 07 augustus 2012 - 23:59


#13

*_gast_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 10 augustus 2012 - 16:50

Wikipedia geeft een mooi overzicht over zwaar water, ik spreek Marko niet tegen. Feit is dat ik onmiddellijk dat Wikipedia artikel gelezen heb en er 2 productiemethoden van Deuterium oxide aan bod komen. Maar de vraag is niet zozeer wat Deuterium oxide is, maar eerder hoe ze het in godsnaam zo zuiver krijgen. Daar is (in eigen woorden) helaas nog geen enkel antwoord op gekomen. Juist?

Verder is het volgens mij eerder de getallennotatie die niet correct is. Ze gebruiken een . als een , en vice versa. Ook is het niet wetenschappelijk omdat bronvermelding ontbreekt (van de delta Hvap )en de SI - conventie niet wordt nageleefd.

Ook op NIST kan ik de waarden van alleen water terugvinden, omgerekend naar cal/mol zit daar toch een verschil op.

Maar leerrijk is het wel, dat moet ik toegeven.

#14

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 augustus 2012 - 17:39

Verder is het volgens mij eerder de getallennotatie die niet correct is. Ze gebruiken een . als een , en vice versa.


Engelse/Amerikaanse notatie
This is weird as hell. I approve.

#15

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 augustus 2012 - 11:03

Mijn vroegere scheikundeleraar loog dus als er beweerd werd dat isotopen chemisch identieke eigenschappen bezitten. Maar dit even terzijde...


De "chemische" eigenschappen van atomen hangen echt alleen af van de elektronenconfiguratie, en die hangt alleen af van de protonen. Er zijn wel wat "fysische" eigenschappen die ook afhangen van het aantal neutronen, zoals (in ruwe volgorde van "oorzakelijkheid"): massa en daardoor traagheid, snelheid van de atomen bij een bepaalde temperatuur, vibratiefrequenties, kookpunt, en reactiesnelheden.

De verschillen in reactiesnelheden voor isotopen worden ook wel aangegeven als het kinetisch isotoopeffect. De grootteorde is ca de wortel uit de massaverhouding, bij deuterium/protium dus ongeveer 1,4. Maar ook voor koolstof en zuurstof is het een klein beetje te zien, en hier wordt in de biologie o.a. gebruik van gemaakt om het dieet van dieren vast te stellen: voor dieren hoog in de voedselketen zijn de atomen heel vaak in reacties betrokken geweest en kun je afwijkingen vaststellen in 13C/12C verhoudingen ten opzichte van b.v. CO2 in de atmosfeer.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures