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{{다른 뜻|중수도||물 재이용 시설}}
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[[파일:Water molecule 3D.svg|120px|오른쪽|섬네일|중수의 분자구조]]
'''중수'''(重水, {{llang|en|Heavy water}})는 [[물]]을 구성하는 [[원소]] 중에서 [[수소]]의 자리를 수소의 [[동위원소]]인 [[중수소]]가 차지한 것을 말한다. 화학식은 D<sub>2</sub>O. 우리가 생각하는 일반적인 물은 중수와 구별할 필요가 있을 때는 [[물|경수]]라고 부르며, 이 문서에서 일반적인 물은 경수라고 칭한다.


'''중수'''(重水) 또는 '''산화 중수소'''는 D<sub>2</sub>O 혹은 <sup>2</sup>H<sub>2</sub>O을 말한다. 정확한 이름은 '''산화듀테륨'''이다. 일반적인 [[물|경수]] H<sub>2</sub>O와 물리적, 화학적 성질은 비슷하나, [[수소]] 원자가 보다 무거운 [[동위 원소]]인 [[중수소]]로 바뀌었다. 이로 인해 수소와 산소 사이의 [[결합 에너지]]가 바뀌고, 물리적, 화학적 성질도 바뀌게 된다.
자연상태에의 물 속에도 13~150ppm 정도의 극미량이 포함되어 있다.
 
[[경수소]]와 중수소를 하나씩 가지는 '''혼합중수''' HDO도 있다. [[물]] 분자 사이에서 수소 원자의 교환이 빠르게 이뤄지므로, 50%의 경수소와 50%의 중수소를 가진 물에서는 동적 평형 상태에서 50%의 HDO, 25%의 H<sub>2</sub>O, 25%의 D<sub>2</sub>O의 비율로 물 분자가 존재하게 된다.
 
경수에 약 13-150ppm 정도의 비율로 포함되어 있다. 천연 [[우라늄]]에 잘 반응하기 때문에 이를 사용하는 원자로에 감속재로 이용되며 [[듀테륨]] 화합물의 제조 원료로도 쓰인다.
 
== 다른 의미 ==
중수는 산소가 더 높은 원자량을 가지는 동위 원소로 치환된 화합물(중산소수, heavy oxygen water)을 포함하기도 한다. 이 둘에 모두 속하는 화합물로서 D<sub>2</sub><sup>18</sup>O는 [[이중 표식된 물]]이라고 불린다.
 
== 응용 ==
* [[핵자기 공명]](NMR)
* [[중성자 감속재]]
* [[CANDU]]
* [[중성미자]] 검출기


== 성질 ==
== 성질 ==
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{{각주}}
{{각주}}
{{퍼온문서|중수}}
[[분류:물]]
[[분류:물]]
[[분류:핵물질]]
[[분류:물의 형태]]

2022년 9월 5일 (월) 20:28 기준 최신판

물 재이용 시설에 관한 내용은 중수도 문서를 읽어 주세요.

중수(重水, 영어: Heavy water)는 물을 구성하는 원소 중에서 수소의 자리를 수소의 동위원소인 중수소가 차지한 것을 말한다. 화학식은 D2O. 우리가 생각하는 일반적인 물은 중수와 구별할 필요가 있을 때는 경수라고 부르며, 이 문서에서 일반적인 물은 경수라고 칭한다.

자연상태에의 물 속에도 13~150ppm 정도의 극미량이 포함되어 있다.

성질[편집 | 원본 편집]

  • 일반적인 물과의 성질 비교
성질 D2O(중수) H2O(경수)
녹는점(℃) 3.82 0.0
끓는점(℃) 101.72 100.0
밀도(20℃, g/mL) 1.1056 0.9982
최대 밀도인 온도(℃) 11.6 4.0
점도(20℃, centipoise) 1.25 1.005
표면장력(25℃, dyn·cm) 71.93 71.97
융해열(cal/mol) 1,515 1,436
기화열(cal/mol) 10,864 10,515

화학적인 성질[편집 | 원본 편집]

경수와 거의 동일하다. 그러나 화학반응의 속도 등을 나타내는 평형 상수나 속도 상수 값에는 차이가 있다. 대개 반응성이 경수보다 작으며, 물을 용매로 한 화학 반응 속도가 대부분 중수가 경수보다 느리다.

예시
추가바람
  • 예외적 사례
수소 이온 촉매 반응: 중수 쪽이 더 빠르다. 그 예로는 자당의 전화가 있다.

생리 작용[편집 | 원본 편집]

자연상태의 물에도 소량 포함되어있고, 농도가 묽을 경우 문제가 되지는 않는다. 하지만 진할 경우, 특히 고등생물일수록 정상적인 호흡작용이나 탄산동화작용을 할 수 없는 등 생체 저해작용이 나타난다.

물리적인 성질[편집 | 원본 편집]

위의 표에 대부분 나와 있는 것처럼 경수와는 조금씩 다르다.

상평형 그림은 경수와 거의 같으며, 일반적으로 경수보다 염의 용해도가 작다. 하지만 중수에 더 잘 녹는 염도 있다.

일반적인 물보다 약 10% 무겁기 때문에 얼음을 만들면 물에 가라앉는다. 이미지 추가바람.

더 자세한 내용은 동위원소 참고.

용도[편집 | 원본 편집]

  • 원자로의 감속체로 사용한다. 중수를 감속체 또는 감속 냉각제로 사용한 원자로를 중수 원자로라고 한다.
  • 듀테륨과 듀테륨 화합물의 중요한 제조 원료이다.

제법[편집 | 원본 편집]

중수는 경수보다 전해 속도가 느리기 때문에 전해 잔류액 속에 농축된다. 동위 원소 교환 반응을 이용할 수도 있고, 물의 분별 전해로도 얻을 수 있다. 보통 전해질로 수산화나트륨을 가한다.

마셔도 되는가?[편집 | 원본 편집]

집에서도 중수 얼음을 만들 수 있다. 실험실에서 쓸 게 아니라면 중수로 만든 무거운 얼음 100g을 만드는 데 약 65달러 정도 든다. 동위 원소 제조업체 등에서 살 수 있다.

그러나 위의 생리 작용에서 보았듯이 진한 농도의 중수는 혈액의 산소에 대한 용해도를 줄여서 폐에서 혈액이 산소를 운반할 수 없게 된다. 따라서 먹으면 정상적인 호흡작용을 방해하게 되어 해를 입을 수 있다.

그러니 가라앉는 얼음은 친구를 놀래킬 때만 쓰고 먹이지는 말자.한 조각에 15달러나 하는 얼음을 먹일 리가

각주