Properties of Heavy Water ( Physical, Chemical and Biological )

Physical Properties:

• Heavy water is colorless, odourless and tasteless mobile liquid..
• Higher viscosity of heavy water is responsible for lower solubility of ionic solids like NaCl and smaller mobility ions.

Chemical Properties: 
Reaction with Metals:
      Heavy water react slowly with alkali metals and alkaline earth metals to form heavy hydrogen. ( D_{2 ).}

                                   D₂O   +   2Na   →   2NaOD   +   D₂

                                                         (Sodium deuteroxide)

                                  D₂O   +   Ca   →   Ca(OD)₂   +   D₂

                                                        (Calcium deuteroxide)

Reaction with Metal oxides:

      Heavy water react slowly with metal oxide to form heavy alkalies. ( deuteroxides)

                                  Na₂O   +   D₂O   →   2NaOD

                                  CaO    +   D₂O    →   Ca(OD)₂

_{Reaction with Non-metallic oxides:}

       _{Heavy water react with non-metallic oxides to form deutero acid.}

                                 D₂O   +   N₂O₅   →   2DNO₃

                                                               (Deuteronitric acid)

                                 D₂O   +   SO₃   →   D₂SO₄

                                                              (Deutero sulphuric acid)

                                3D₂O   +   P₂O₅   →   2D₃PO₄

                                                                (Deuterophosphoric acid)

Electrolysis :

       On electrolysis, heavy water containing dissolved Na₂Co_{3 decomposes into deuterium and oxygen which are liberated at the cathode and anode respectively.}

                                    2D₂O    →    2D₂       +      O₂

                                                      (cathode)        (anode)

Deutero hydrates:

          With salt and other compounds they form deuterates.

CuSO₄.5D₂O,  Na₂SO₄.10D₂O,  NiCl₂.6D₂O.

 _{Exchange Reactions:}

           _{When compounds containing hydrogen are treated with} D₂O  , hydrogen is exchanged by deuterium partially or completely.

                                       NaOH    +    D₂O     →    NaOD    +    HDO

                                      NH₄Cl    +    4D₂O    →    ND₄Cl    +    4HDO

                                       HCl        +    D₂O      →    DCl       +    4HDO

Raction with Carbide and Nitride:

                                     CaC₂    +    2D₂O    →    Ca(OD)₂    +    DC = CD

                                                                                                (Deuteroacetylene)

                                     Mg₃N₂    +    6D₂O     →     3Mg(OD)₂    +     2ND₃  

                             (Magnesium nitride)                                              (Deuterommonia)
Reaction with Phosphides:                                                                                                                                                            Ca₃P₂    +    6D₂O    →     3Ca(OD)₂    +    2PD₃

                           (Calcium phosphide)                                         (Deuterophosphine)

                                       Na₃As    +    3D₂O    →    NaOD    +    AsD₃

                            (Sodium arsenide)                                        (Deuteroarsene)

Biological Properties:

• The tobacco seeds do not grow in heavy water.
• Pure heavy water kill small fish, tadpoles and mice when fed upon it.
• Heavy water, retards the growth of living organisms like plants and animals.