Anreicherung schweres Wasser

Wissenschaft Physik
1

Hallo Experten !

Schweres Wasser kommt zu 0.015% in normalem Wasser vor. Welche physikalsichen Möglichkeiten gibt es, um es anzureichern ?

  • Da sein Siedepunkt bei 101,4 °C liegt, könnte ein gemütliches Verdampfen helfen ?

  • Da sein Schmelzpunkt bei 3.8 °C liegt könnte beim gleichmäßigen Auftauen der letzte Klumpen Eis mehr enthalten ? Glaube ich eigentlich nicht, da die Wärme nicht sehr gleichmäßig durch das Eis wandert. Aber vielleicht umgekehrt :

  • Unter rühren langsam Abkühlen, die ersten Eisklumpen sind die richtigen ? ( mein Favorit )

  • Da es 10,47% schwerer als normales Wasser ist einfach zur Ruhe Stellen und dann den Grund ablassen / sammeln ? Kann ich mir auch nicht vorstellen, da die Moleküle im Wasser bestimmt ganz schön Speed drauf haben.

  • Dichtemaximum liegt bei 11,2 °C, also auf diese Temperatur bringen, dann ist das schwere Wasser eher am Grund zu finden ? Wegen der Molekülbewegung auch eher unwarscheinlich.

Also meine Favoriten sind Verdampfen und eher noch Eismachen. Ist sowas möglich ? Oder gibt es noch weitere Möglichkeiten ?

Österliche Grüße,

Uwe P. Wettin

2

Hallo Uwe,

ich würde verdampfen (weil man mit Dampf viel besser umgehen kann als mit Eisbrocken - hast du sowas schonmal durch eine Leitung gepumpt?). Allerdings ist die Effektivität sehr gering, es verdampft nur geringfügig weniger schweres als normales Wasser, daher muss man den Prozess viele Male nacheinander wiederholen, ähnlich wie bei hochprozentigem Schnaps (da genügt wohl 3 mal oder so).

Gruss Reinhard

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

3

Hallo,

  • Da es 10,47% schwerer als normales Wasser ist einfach zur
    Ruhe Stellen und dann den Grund ablassen / sammeln ? Kann ich
    mir auch nicht vorstellen, da die Moleküle im Wasser bestimmt
    ganz schön Speed drauf haben.

Ich würde den Massenunterschied in Dampf-Form in Gaszentrifugen ausnutzen. Damit trennt man auch U-235 und U-238 (als Fluorverbindung glaube ich), dagegen sind die 10% geradezu gigantisch.

Ich glaube aber mal in einem Chemiebuch[1] gelesen zu haben, dass man das großtechnisch mit Elektrolyse macht, habe aber keine Ahnung, wie da Funktioniert.

Grüße,
Moritz
[1]: Holleman-Wiberg, „Anorganische Chemie“ - oder so

4

Hallo Uwe,

Schweres Wasser kommt zu 0.015% in normalem Wasser vor. Welche
physikalsichen Möglichkeiten gibt es, um es anzureichern ?

technisch wird D2O durch Elektrolyse von Wasser hergestellt, indem Elektrolyse und Destillation kombiniert wird.
Deuterium ist etwas edler als Wasserstoff und D2O wird langsamer zersetzt.
Ab einer bestimmten Konzentration wird destilliert.
Aus etwa 20 l Wasser kann man so etwa 12 ml D2O herstellen.

Andere Verfahren sind die Destillation von Wasserstoff bei sehr tiefen Temperaturen, und auch Destillation von Wasser bei leicht erniedrigtem Druck (ca. 130 mbar; Siedepunkt dann etwa 50 °C).
Katalytischer Austausch von schwerem Wasserstoff mit Wasser bzw. umgekehrt.

Andere Methoden werden im Römpp nicht genannt.

Gandalf