обычная питьевая вода только на 99,7% состоит из легкой воды, молекулы которой образованы легкими атомами водорода и кислорода. в виде примеси в любой природной воде присутствует и тяжёлая вода, которая в чистом виде является ядом для всего живого (о ней - соответствующий раздел сайта) .
тяжёлая вода (оксид дейтерия) — имеет ту же формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: d2o или 2h2o. внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха, а вот по своим - свойствам и негативному воздействию на организм тяжёлая вода сильно отличается от лёгкой воды.
лёгкая вода – это вода, очищенная от тяжёлой воды. изотоп водорода, дейтерий, отличающийся наличием в ядре «лишнего» нейтрона, может образовывать с кислородом молекулу воды. такая вода, в молекуле которой атом водорода замещён атомом дейтерия, называется тяжёлой. содержание дейтерия в различных природных водах неравномерно. оно может меняться от 0,03 % (относительно общего количества атомов водорода) – это вода из антарктического льда, - самая лёгкая природная вода – в ней дейтерия в 1,5 раза меньше, чем в морской воде. талая снеговая и ледниковая воды в горах и некоторых других регионах земли также содержат меньше тяжелой воды, чем та, которую мы обычно пьем.
n=V\Vm
Vm=22,4 дм3\моль
n(N2,H2)=450\22,4=20,089 моль
D1=M(N2,H2)\M(H2)
M(H2)=2 г\моль
M(N2,H2)=2*3,6=7,2 г\моль
m=n*M
m(N2,H2)=7,2*20,089=144,641 г
Пусть n(N2)=x моль, а n(H2)=y моль, тогда m(N2)=28*x г, а m(H2)=2*y г.
Составим незамысловатую систему, состоящую из уравнений:
n(H2)=16,071 моль
n(N2)=4,01 моль
Пусть n - количество азота, вступившего в реакцию.
n(N2,H2,NH3)=20,089-4n+2n=20,089-2n моль
D2=1,1*3,6=3,96
M(N2,H2,NH3)=3,96*2=7,92 г\моль
Масса веществ в реакторе не меняется. Тогда:
7,92*(20,089-2n)=144,641
159,105-15,84n=144,641
-15,84n=-14,464
n=14,4\15,84=0,913 ∈ n1(N2)
Q=0,913*92=84 кДж