Полутяжелая вода является результатом замены одного из протиев в обычной воде на дейтерий . [1] Она существует всякий раз, когда в смеси есть вода с легким водородом ( протием , 1 H) и дейтерием (D или 2 H). Это происходит потому, что атомы водорода ( 1 H и 2 H) быстро обмениваются между молекулами воды. Вода, содержащая 50% 1 H и 50% 2 H, представляет собой около 50% H 2 HO и по 25% H 2 O и 2 H 2 O, в динамическом равновесии . [2] В обычной воде около 1 молекулы из 3200 — это HDO (один водород из 6400 — это 2 H). Для сравнения, тяжелая вода D 2 O [3] встречается в пропорции около 1 молекулы из 41 миллиона (т. е. одна из 6400 2 ). Это делает полутяжелую воду гораздо более распространенной, чем «обычная» тяжелая вода.
Температура замерзания полутяжелой воды близка к температуре замерзания тяжелой воды и составляет 3,8°C по сравнению с 3,82°C у тяжелой воды.
На Земле полутяжелая вода встречается в обычной воде в пропорции около 1 молекулы на 3200. Это означает, что 1 из 6400 атомов водорода в воде — это дейтерий, что составляет 1 часть на 3200 по весу (вес водорода). HDO может быть отделен от обычной воды путем дистилляции или электролиза , а также с помощью различных процессов химического обмена, все из которых используют кинетический изотопный эффект , при этом частичное обогащение также происходит в естественных водоемах при определенных условиях испарения. [4] (Более подробную информацию об изотопном распределении дейтерия в воде см. в статье Vienna Standard Mean Ocean Water .)