Skirtumas tarp kieto ir sunkaus vandens

Pagrindinis skirtumas - kietas ir sunkus vanduo
 

Pagrindinis skirtumas tarp kieto ir sunkaus vandens yra jų sudėtis. Abiejų tipų „kietas vanduo“ ir „sunkus vanduo“ reiškia vandenį su dviem vandenilio atomais ir vienu deguonies atomu vandens molekulėje. Kai mes apsvarstysime sunkiojo vandens molekulinė sudėtis, tai Sudėtyje yra daugiau deuterio atomų nei vandenilio atomų. Molekulinė kompozicija sunkus vanduo yra tas pats kaip normalus vanduo, bet jo mineralinė kompozicija (Magnis-Mg ir kalcis - Ca) yra santykinai aukštesnis už minkštą vandenį.

Kas yra sunkusis vanduo?

Vandens molekulėje yra du vandenilio atomai ir deguonies atomas. Vandenilis turi tris izotopus; protium (99,98%), deuteris ir triis. Protium turi vieną elektroną ir vieną neutroną. Be elektrono ir protono, deuterio branduolyje yra neutronas. Deuteris yra dvigubai sunkesnis nei gausiausias vandenilio atomas.

Sunkiajame vandenyje yra daug deuterio atomų nei įprastame vandenilio atome. Todėl jo molekulinė masė ir tankis yra didesni nei įprasto vandens. Sakoma, kad sunkiojo vandens tankis yra 11 kartų didesnis nei įprasto vandens.

Istorinis „sunkiojo vandens“ pavyzdys, supakuotas į uždarą kapsulę.

Kas yra kietas vanduo?

Apskritai, vandenyje yra tam tikras mineralų, tokių kaip magnis, kalcis ir kalis, kiekis. Bet kietajame vandenyje yra daugiau mineralų, ypač magnio (Mg) ir kalcio (Ca), nei įprastame vandenyje (minkštas vanduo). Dėl šio fakto kieto vandens kietumas yra didesnis nei įprasto vandens kietumas. Tai atsitinka, kai paviršinis vanduo teka per dirvožemį į požeminio vandens sluoksnį, ištirpdamas mineralus laisvai tekančiame vandenyje.

Kietas vanduo nedaro jokio kenksmingo poveikio žmonių sveikatai, tačiau sukelia tiek daug papildomų problemų, kaip baltų spalvų nuosėdų palikimas virimo ar virimo įrenginiuose, vonios grindyse ir vandens vamzdžiuose.  

Kuo skiriasi kietas ir sunkus vanduo?

Kieto ir sunkaus vandens apibrėžimas

Sunkusis vanduo: Sunkusis vanduo yra vanduo, turintis didelę dalį deuterio atomų, naudojamas branduoliniuose reaktoriuose

Sunkus vanduo: Kietasis vanduo yra vanduo, kuriame yra nemažas kiekis ištirpusių kalcio ir magnio druskų.

Kietojo ir sunkiojo vandens savybės

Sudėtis

Sunkusis vanduo: Sunkiame vandenyje yra didelė dalis deuterio (turinčio papildomą neutroną branduolyje) atomų nei įprastame vandenyje. Jame yra ir vandenilio, ir deuterio atomų, sudarančių vandens molekules, kurių molekulinė formulė yra D₂O (deuterio oksidas) ir HDO (vandenilio ir deuterio oksidas).

Sunkus vanduo: Molekuliniame lygmenyje kieto vandens sudėtis yra panaši į įprasto vandens (H₂O). Tačiau jame yra daugiau mineralų; Magnis ir kalcis nei įprastas geriamasis vanduo.

Fizinės ir cheminės savybės

Sunkusis vanduo: Sunkiojo vandens fizinės ir cheminės savybės yra panašios į įprastą, tačiau jo tankis yra didelis. Sunkiojo vandens molekulinė masė reikšmingų pokyčių neparodo, nes vienas deguonies atomas sudaro apie 89% molekulinės masės. Sunkiojo vandens biologinės savybės skiriasi nuo įprasto vandens.

Sunkus vanduo: Kietumas yra pagrindinė savybė, kuri žymiai skiriasi nuo įprasto vandens.

USGS vandens kietumo klasifikacija

Kietumas / mgl-1	Vandens pobūdis
0–60	Minkštas vanduo
61–120	Vidutiniškai kietas vanduo
121–180	Sunkus vanduo
< 180	Labai kietas vanduo

Rekomenduojama geriamojo vandens kietumo riba yra 80–100 mg^-1

 Poveikis sveikatai

Sunkusis vanduo: Žmogaus kūne yra šiek tiek deuterio, tačiau didelis deuterio kiekis sukelia kenksmingą poveikį žmogaus organizmui, jis netgi gali sukelti mirtį.

Sunkus vanduo: Kietas vanduo neturi jokio poveikio žmogaus organizmui sveikatai, tačiau jis sukelia kai kurias kitas problemas, tokias kaip vandens vamzdžių užkimšimas ir mineralų nuosėdų palikimas šildytuvuose, maisto ruošimo įrangoje ir vonios grindyse. Kad būtų išvengta šių kieto vandens sukeltų problemų, mineralai pašalinami. Tai vadinama minkštinimu. Dažniausiai naudojamas efektyvus metodas yra jonų mainų dervos kaip minkštiklis.

Vaizdo mandagumas: Vartotojo „Dripch maišytuvas 1“: Dschwen - Nuosavas darbas. (CC BY-SA 2.5) per „Wikimedia Commons“  Alchemist-hp „Deuterium oxide Norsk“ (aptarimas) (www.pse-mendelejew.de) - Savas darbas. (FAL) per „Commons“