Deuteriumoxid

Deuteriumoxid, auch als Deuteriumoxidium oder schweres Wasser bekannt, ist eine Form von Wasser (D2O), bei der die Wasserstoffatome durch das Isotop Deuterium ersetzt sind. Deuterium ist ein stabiles Wasserstoffisotop mit einem Neutron im Kern. Durch den Isotopenaustausch unterscheiden sich physikalische Eigenschaften und Reaktionskinetik von normalem Wasser (H2O).

In natürlichem Wasser ist Deuterium nur in sehr geringen Mengen vorhanden. Die häufigsten isotopischen Formen sind HDO und D2O, wobei D2O sehr selten vorkommt. Aufgrund der höheren Masse hat Deuteriumoxid andere physikalische Eigenschaften als H2O: Der Siedepunkt liegt bei etwa 101,4 °C, der Gefrierpunkt bei ca. 3,82 °C und die Dichte bei 25 °C rund 1,105 g/cm3. Deuteriumoxid ist farblos, geschmacklos und nicht radioaktiv. Es dient als hochwertiges Lösungsmittel, in dem 1H-NMR-Untersuchungen oft durch D2O ersetzt werden, um Signale des Lösungsmittels zu vermeiden.

Großtechnisch wird D2O durch Isotopenanreicherung hergestellt, etwa durch Distillation, Elektrolyse oder chemische Austauschprozesse wie das Girdler-Sulfid-Verfahren. Anwendungen finden sich in der Kerntechnik (alsModerator und Kühlmittel in bestimmten Reaktoren wie CANDU), in der Biologie und Chemie als tracer oder als NMR-Lösungsmittel sowie in der Grundlagenforschung zu Reaktionsmechanismen.

Sicherheit: Deuteriumoxid ist nicht radioaktiv. In geringen Mengen ist es unbedenklich, doch hohe Anteile von D2O im Körperwasser stören biochemische Prozesse und können gesundheitsschädlich sein.