Jak chutná těžká voda?
Není voda jako voda
V přírodě existují vlastně tři druhy vody. Látce, která tvoří většinu hmoty moří, řek a jezer, se říká lehká voda. Ta se skládá se z molekul, ve kterých se na sebe váží dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku. Pokud se ovšem místo vodíku zúčastní vzniku molekuly vody těžký vodík (deuterium), říká se pak vodě těžká.
Pro pořádek se musím zmínit ještě o existenci tzv. supertěžké vody, na jejímž vzniku se logicky účastní molekula supertěžkého vodíky (tritium). Proč takovou vodu ale nikdo z nás ochutnat nechce, vysvětlím na konci blogu.
Těžká voda
Deuterium se vyskytuje v přírodě - dá se ale také samozřejmě vyrobit uměle. Jeho největším producentem je dnes Indie.
V přírodě se atomy deuteria nevyskytují moc často. Jen zhruba každý 6400. atom vodíku se na naší planetě nachází ve své těžké formě - tzn. v jeho jádře se nachází nejen proton (jako je tomu u atomu vodíku), společnost protonu tu dělá jeden neutron.
Deuterium objevili v roce 1931 američtí chemici Harold C. Urey a Ferdinand Brickwedde a George Murphy. Urey za to v roce 1934 obdržel Nobelovu cenu za chemii.
Těžká voda, na jejímž vzniku se deuterium podílí, má stejné chemické vlastnosti jako voda lehká, což je logické. Stejně jako běžný vodík má deuterium k dispozici jen jeden elektron, nemůže se tedy chemicky chovat moc odlišně - chemické vlastnosti totiž závisí hlavně na počtu a chování (vnějších, vazebných) elektronů v elektronovém obalu atomu.
Také fyzikální vlastnosti mají obě sloučeniny hodně podobné - hustota těžké vody je jen o zhruba deset procent vyšší, také bod tání ledu a bod varu jsou hodně podobné.
Co ale vědce už ve třicátých letech minulého století udivilo, byla odlišná chuť těžké a lehké vody.
Přípitek
Nejspíš už nikdy nezjistíme, kdo přišel první s nápadem, těžkou vodu ochutnat. Možná to ale napadlo úplně každého, kdo s ní přišel po jejím objevu do styku. Voda je přece to nejpřirozenější, co pijeme - jak tedy asi chutná její těžká varianta? První zprávy pocházejí ze třicátých let minulého století. A právě ty tvrdily, že těžká voda chutná jinak - je sladká.
Tehdejší věda na tom nebyla ještě tak dobře jako věda dnešní - a tak podobné zvěsti nedávaly smysl. Zprávy o sladké vodě byly většinou odkázány do říše pohádek. Samotný objevitel deuteria, H. Urey prý těžkou vodu ochutnal a neshledal žádný rozdíl mezi ní a běžnou vodou.
Moderní věda…
… se ovšem může spolehnout na spoustu nových objevů a technologií. A tak není divu, že se někdy podaří vyvrátit mýty, které jsme po desetiletí považovali za pravdu. Tak tomu bylo i v případě těžké vody.
Došlo k nových ochutnávkám a studiím. Ukázalo se, že těžká voda, ačkoliv chemicky reaguje prakticky identicky jako voda lehká, se opravdu podílí na aktivaci receptorů sladké chuti.
Přesněji aktivuje receptor, který vědci označují TAS1R2/TAS1R3 a který je u nás zodpovědný za vnímání sladké chuti. Čím větší podíl těžké vody byl ve vzorku, který byl zkoumán, tím sladší připadal dobrovolníkům, kteří ho testovali.
Vědci znají také látku, kterou se receptor deaktivuje. Pokud byla těžká voda smíchána s touto chemickou látkou, už se testovaným osobám sladká nezdála - čím se vlastně potvrdilo, že se na vnímání sladké chuti těžké vody podílí právě daný receptor.
Zvěsti o sladké vodě byly tedy pravdivé.
Supertěžká voda
Odpověď na otázku, proč bychom neměli ochutnávat supertěžkou vodu, je jednoduchá. Ta je totiž díky (v ní obsaženému) tritiu … radioaktivní.
Tritium má v jádře hned tři nukleony. Jednomu protonu tu dělají společnost hned dva neutrony. Zatímco dvojici proton-neutron to spolu v jádře deuteria docela klape, u tritia se ukazuje, že vztahová trojka nepřináší nic dobrého.
Atomové jádro tritia je nestabilní a samovolně se rozpadá. Poločas rozpadu tritia je 12 roků a 120 dnů. Ve světě radionuklidů je to jev spíše průměrný. Existují exotické nuklidy, které se rozpadají během zlomků vteřin - ale i izotopoví kolegové, kterým trvá poločas rozpadu miliony roků.
Kilogram látky pak vykazuje 357 600 000 000 000 000 rozpadů za vteřinu. Rozpad je doprovázen vyzářením elektronu s energií 0,019 MeV. I když je taková energie ve srovnání s jinými izotopy spíše nízká, už samotný počet rozpadů vysvětluje, proč nikdo nemá potřebu supertěžkou vodu ochutnávat, aby mohl sdělit, jestli také nechutná sladce.
Zdroje: https://www.nature.com/articles/s42003-021-01964-y, http://www.periodensystem-online.de/index.php?id=isotope&el=1&mz=3&nrg=0&show=nuklid&sel=,
Dana Tenzler
Jak vznikají superzemě a minineptuny?

Exotické typy planet, kterým vědci říkají superzemě a minineptuny se, jak se zdá, netvoří nahodile. Vědci provedli simulace, které vyjasnily, jak takové planety mohou vznikat a proč se pozorují jen planety určitých hmotností.
Dana Tenzler
Jak vznikly ve vesmíru první chemické prvky ?

Dnešní blog potěší hlavně chemiky. Odkud pochází ve vesmíru první chemické prvky, ze kterých se pak vytvořily všechny ostatní? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
JWST - objev planety, podobné Saturnu

Vesmírný teleskop Jamese Webba objevil svou první planetu, kroužící kolem velmi mladé a malé hvězdy - rudého trpaslíka TWA 7. Proč je tento objev zajímavý a jak k němu došlo? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Jak se pozná dobrá mouka?

Jak rozeznat dobrou mouku od špatné? Co můžeme odhalit sami? A proč se většinou musíme spoléhat na výrobce a jeho laboratoř? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Proč se přidává do chleba sůl?

Další díl o chemii v kuchyni - tentokrát o tom, proč se vlastně do chleba má přidávat sůl, kdy jí je dost a kdy jí je až příliš. (délka blogu 3 min.)
Další články autora |
Obří výpadek elektřiny ochromil velkou část Česka. Energetici řekli příčinu
Sledujeme online Velkou část Česka včetně Prahy a dalších velkých měst postihl masivní výpadek proudu. Bez elektřiny...
Plovoucí bary a „nepřevratitelný“ raft. Na Vltavě kvete zvláštní vodácký byznys
Je deset hodin ráno a na jezu v Herbertově, dva kilometry po Vltavě od Vyššího Brodu na jihu Čech a...
Proslavily ji šaty z minerálky. Topmodelka z ikonické reklamy se vrátila do Varů
Michael Douglas, Dakota Johnson, Peter Sarsgaard. Celá řada hvězd a celebrit ozdobila letošní...
OBRAZEM: Stano odhalil Bartoškův poslední portrét. Dakota si napravila reputaci
Jak naposledy zvěčnil renomovaný fotograf Tono Stano Jiřího Bartošku, se můžete jít podívat do...
Čečenský princ. Kadyrov oženil 17letého syna, k velkolepé svatbě blahopřál i Putin
Čečenský vůdce Ramzan Kadyrov dál připravuje syna Adama na převzetí moci. Jeho sedmnáctiletý...
OBRAZEM: Neporazitelní a StarDance? Kdepak, Vary ovládl první český viet-film
Letní škola, 2001. Tedy první český viet-film, snímek od generace vietnamských tvůrců vyrostlých u...
Čechům zlevňují americké akcie. Vděčí za to slabému dolaru
Premium Americká měna zažívá krušné časy. Dolarový index, který sleduje vývoj kurzu dolaru proti hlavním...
S pepřovým sprejem do Německa? Za 50 tisíc. Na co pozor při cestě do zahraničí
Premium Za držení obranných sprejů či nožů, které jsou v Česku zcela legální, hrozí v Německu tvrdé tresty....
OBRAZEM: Kam se hrabe mandelinka. Německou úrodu ničí nebezpečný druh hmyzu
Německo se potýká s bramborovou nákazou, kterou roznáší muška jménem žilnatka rákosní. Hmyz kromě...

Dovolená v Jeseníkách? Zkuste Kraličák, areál plný zážitků i klidu hor
Jeseníky, to jsou horské túry, kola a krásná příroda. Jenže málokdo tuší, že přímo pod Králickým Sněžníkem vznikl areál, který opravdu myslí na...
- Počet článků 1095
- Celková karma 18,99
- Průměrná čtenost 1259x