Il 30 Mar 2005, 21:09, Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it> ha scritto:
(.....)
> Ho aperto un thread ("acqua pesante") su it.scienza.chimica, e qualche
> risposta c'e' stata.
Riporto qui un'integrazione di due miei post in quel thread
con qualche piccola modifica e qualche piccola aggiunta.
Penso possa far comodo.
Il 24 Mar 2005, 21:19, Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it> ha scritto [in ISC]:
> In it.scienza.fisica e' in corso una discussione sulle proprieta'
> biologiche dell'acqua pesante, D2O.
> La domanda e': da che cosa dipende esattamente il diverso
> comportamento chimico rispetto ad H2O?
Prima di tutto dalle diversita' fisiche e chimiche di H e D.
Queste differenze sono piccole, ma apprezzabili; per es.
potenziali di ionizzazione (IP) e affinita' elettroniche EA),
che sono 13,598 / 13,603 eV e 0,7542 / 0,7546 eV, risp.
Inoltre D2 ha un'entalpia std di diss. di 443,35 kJ/mol,
contro 435,88 per H2. Per la T di fusione abbiamo 13,96
contro 18,73 K; per la T di ebolliz. 20,39 contro 23,67 K.
T_crit. = 33,19 per H2 contro 38,35 K per D2.
Qui si potrebbe obiettare che tali lievi differenze
potrebbero essere dovute alle diverse percentuali di
'orto' e 'para' per H2 e D2 (a parita' di T).
Comunque, se si introducono nel confronto le analoghe
proprieta' del Trizio (T2), l'andamento gia' visto,
e' confermato, per es. le T_fus. e le T_eb. mostrano
andamento crescente al crescere del numero di massa A.
Alla stessa T (= 25 C) i delta H std di diss. sono
446,9 kJ/mol > 443,35 kJ/mol > 435,88 kJ/mol (da T2 a H2);
Le energie di punto zero, nello stesso ordine, sono:
15,1 kJ/mol > 18,5 kJ/mol > 25,9 kJ/mol.
Vediamo ora un confronto H2O / D2O.
IP, 12,62 / 12,64 eV. delta H std di formazione,
-241,83 / -249,20 kJ/mol. T_fus., 0,00 / 3,81 C;
T_eb., 100,00 / 101.42 C; T_(max densita'),
3,98 / 11,23 C; p_0, 23,75 / 20,51 torr;
costanti dielettriche relative(a 25 C):
eps_r(H2O) = 78,39 e eps_r(D2O) = 78,06;
viscosita' (in centipoise a 25 C) 0,89 / 1,011;
costante di autoprotolisi, alias prodotto ionico,
cio� le costante di equilibrio per la reazione
2 H2O <===> (H3O)(+) + (OH)(-)
e l'analoga in cui D sostituisce H, sono:
1,01E(-14) / 1,95E(-15) (a 25 C).
Cio' implica che il pH di neutralita' per D2O e' 7,35, invece di 7,00.
> Qualcuno ha parlato di maggiore difficolta' a formare
> legami idrogeno:
> e' corretto? Perche'?
Al momento non ho sottomano altri dati; cmq tali lievi
differenze dovrebbero verosimilmente comportare lievi
differenze nelle energie dei legami idrogeno.
Questi ci saranno indubbiamente; saranno un pochino
(ma proprio poco) piu' forti, o piu' deboli
(non so per ora), ma non dimentichiamo che
le reazioni, o interazioni biologiche sono
estremamente critiche e selettive.
Queste sopra sono, in un certo senso, proprieta' 'statiche'.
Se prendiamo quelle dinamiche, cioe' le costanti cinetiche
di reazione, ci accorgiamo che esistono differenze piu'
significative: come atteso, D reagisce piu' lentamente di H.
Cio' si riflette nei cosiddetti effetti isotopici primario
(soprattutto) e secondario, i quali sono spesso degli
ottimi 'tools' per decodificare un meccanismo di reazione,
differenziandolo da altri possibili.
Da un punto di vista biologico credo che queste proprieta'
'dinamiche' giochino un ruolo importante: se in una certa
reazione essenziale cui partecipi H viene rallentata di,
poniamo 5 volte, quando al posto di H c'e' D, si capisce
quale danno possa arrecare questo semplice fatto.
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> Elio Fabri
> Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Ciao
Patrizio
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Inviato via
http://arianna.libero.it/usenet/
Received on Thu Mar 31 2005 - 14:19:29 CEST