Yeryüzünde kaç tane su vardır?
Bilim adamları doğada üç hidrojen izotopu bulmuşlardır. Bunların her biri oksijen ile birleşebilmektedir. O halde suyun üç farklı türünden söz edilebilir: Protiyum, döteryum ve tritiyum suyu.
Sırası ile H2O, D2O ve T2O. Ayrıca, moleküllerinde bir atom protiyum ve bir atom döteryum, ya da bir atom döteryum ve bir tritiyum bulunan “karışık” sular da olabilir.. Böylece su çeşitleri artar:
HDO, HTO ve DTO. Öte yandan suyun içerdiği oksijen de üç izotopun bir karışımıdır: Oksijen-16, oksijen-17 ve oksijen-18. En çok birinci izotopa rastlanır. Oksijenin bu çeşitliliği dikkate alındığında, listeye daha 12 tane olası su eklenebilir.
Bir göl ya da ırmaktan bir bardak su aldığınızda, bardağınızda onsekiz farklı su türü bulunduğunu asla düşünmezsiniz.
O halde su, kaynağı ne olursa olsun farklı moleküllerin bir karışımıdır. Bunlardan en hafifi H2O16 ve en ağırı T2O18 ‘dur. Kimyacılar bu onsekiz çeşit suyun her birini saf olarak hazırlayabilmektedirler.
Hidrojen izotopları özellikleri bakımından birbirlerinden belirgin bir biçimde farklıdır. Peki, acaba suyun farklı türleri için durum nasıldır? Onlar da bazı noktalarda birbirlerinden ayrılırlar. Örneğin, yoğunlukları, donma ve kaynama noktalan farklıdır.
Yine doğada farklı su çeşitlerinin bağıl miktarı her yerde ve her zaman farklıdır. Örneğin, bir ton çeşme suyunda 150 gram ağır döteryum suyu D2O bulunur.Pasifik Okyanusu’nda bu miktar çok daha fazladır: Yaklaşık 165 gram.
Caucasian buzul dağlarından alınan bir ton buz 7 gram ağır su içerir, bu miktar bir metre küp nehir suyunda bulunandan daha çoktur. Kısacası suyun izotop bileşimi yerine göre değişir. Bunun nedeni, doğada çok sayıda izotop yer değiştirme işleminin sürekli olarak gerçekleşmesidir. Farklı hidrojen ve oksijen izotopları çeşitli koşullar altında sürekli birbirlerinin yerlerini alırlar.
Bu kadar çok çeşitte başka bir doğal bileşik bulunabilir mi?
Hayır yoktur.
Tabii ki, en çok protiyum suyu ile ilgileniriz. Ama suyun diğer türleri de gözardı edilemez. Bazıları ve özellikle ağır su D2O pratikte geniş uygulama alanı bulur. Nükleer reaktörlerde, uranyum parçalanmasına neden olan nötronların yavaşlamasını sağlamak için ağır su kullanılır. Bunun dışında, bilim adamları çeşitli su türlerini izotop kimyası alanındaki araştırmalarında kullanırlar.
Acaba onsekiz çeşitten fazlası da var mıdır?
Gerçekten, suyun çeşitleri çok daha fazla olabilir.Doğal izotoplarının dışında oksijenin yapay radyoaktif izotopları da vardır. Oksijen -14, oksijen-15, oksijen-19 ve oksijen-20 gibi. Ayrıca son yıllarda hidrojen izotoplarının sayısı da artmıştır. H4 ve H5’i örnek verebiliriz.
Böylece, hidrojen ve oksijenin yapay izotoplarını da dikkate alırsak olası su listesi 100’ü aşar.Tam olarak kaç tane olduğunu kendiniz de kolaylıkla sayabilirsiniz…
107 Kimya Öyküsü
L. Vlasov
D. Trifonov
