Co to jest ciężka woda i do czego służy?

Co to jest ciężka woda i do czego służy?

Czym właściwie jest ciężka woda? Jeśli słyszałeś o tym określeniu, ale nie jesteś pewien jego natury, ten artykuł jest dla Ciebie. Istnieją pewne różnice w stosunku do zwykłej wody (znanej jako woda lekka), zarówno pod względem właściwości, jak i zastosowań.

Dlatego w tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o ciężka woda, jej właściwości, zastosowania i wiele więcej.

Co to jest ciężka woda lub twarda woda?

ciężka woda

Pierwiastki chemiczne mają zwykle kilka izotopów, co wskazuje, że pojedynczy pierwiastek może występować w wielu postaciach, w zależności od jego wewnętrznej struktury. Przykładem tego zjawiska jest wodór znajdujący się w ciężkiej wodzie.

Rozważając budowę wody, reprezentowana jako H2O, czy zdajemy sobie z tego sprawę, czy nie, mamy na myśli wodę lekką. Wręcz przeciwnie, istnieje cząsteczka o tym samym składzie, w której wodór nie jest zastępowany przez jego najpopularniejszy izotop, znany jako prot, ale przez cięższy izotop pierwiastka, zwany deuterem.

Jakie różnice wynikają ze zmiany izotopów wodoru przy porównaniu wody lekkiej i ciężkiej?

Różnice między ciężką wodą a lekką wodą

użycie ciężkiej wody

Każda zmiana zachodząca na poziomie molekularnym w substancji, w tym w wodzie, powoduje zmiany jej właściwości i właściwości. Dlatego, Włączenie deuteru do H2O ciężkiej wody odróżnia go od wody lekkiej.

Rozróżnienie zaobserwowane na poziomie molekularnym wskazuje, że lekka woda zawiera proton i nie ma w jądrze neutronów, podczas gdy ciężka woda składa się z protonu i dodatkowego neutronu. Ta różnica między dwoma izotopami wodoru jest podstawą do zaklasyfikowania deuteru jako ciężkiego izotopu.

Ciężka woda ma wyższą masę cząsteczkową w porównaniu do lekkiej wody. Ponadto ma większą gęstość niż lekka woda. Ciężka woda ma również wyższy poziom kwasowości w porównaniu do lekkiej wody.

Poza wyżej wymienionymi różnicami w substancji i właściwościach, nie należy zapominać o różnicach pomiędzy zużyciem ciężkiej wody a zużyciem wody lekkiej lub normalnej. W rzeczywistości spożycie znacznych ilości ciężkiej wody może spowodować zauważalne zmiany biochemiczne w organizmie.

Czy można pić ciężką wodę?

dwutlenek deuteru

Pytanie o zużycie ciężkiej wody wynika z jej obecności w minimalnych ilościach w wodzie kranowej, z której na co dzień korzystamy.

Chociaż niewielka ilość może nie stwarzać znaczącego ryzyka, spożycie dużych ilości ciężkiej wody może spowodować zmiany komórkowe, przypisuje się inną masę atomów wodoru w porównaniu do lekkiej wody.

Jedną z konsekwencji nadmiernego spożycia ciężkiej wody są zawroty głowy, które wynikają ze zmian gęstości, jakie wywołuje w płynie ucha wewnętrznego, czyli obszarze, w którym mieści się narząd równowagi.

Dlatego też zaleca się, aby choć małe ilości zwykle nie stwarzały problemów, preferowaną opcją było spożywanie wody lekkiej zamiast ciężkiej, poszukując wody o maksymalnej czystości. Jakie jednak kroki można podjąć, aby woda wodociągowa dostarczana do naszych domów była wolna od zanieczyszczeń? Jakimi metodami można usunąć z wody zanieczyszczenia i metale ciężkie?

Chociaż wykazano, że do ujawnienia się szkodliwych skutków konieczne jest znaczne zużycie ciężkiej wody, powracające pytanie pozostaje: w jaki sposób mogę zapewnić, że poziom ciężkiej wody w moim domu mieści się w dopuszczalnych granicach?

Pijąc wodę z kranu, Z natury akceptujemy wszelkie możliwe zanieczyszczenia lub szkodliwe substancje, które mogą znajdować się w jego składzie. W związku z tym najskuteczniejszą metodą zapewnienia zużycia wody kranowej o najwyższej jakości i czystości jest instalacja systemu odwróconej osmozy.

Te systemy oczyszczania wykorzystują filtry przeznaczone do usuwania zanieczyszczeń, takich jak wapno i metale ciężkie, które choć nie są charakterystyczne dla wody wysokiej jakości, mogą czasami występować w wodzie wodociągowej.

Zastosowanie ciężkiej wody

Widzieliśmy już, że ciężkiej wody nie można spożywać w dużych ilościach. Ma jednak wiele zastosowań w przemyśle. Zobaczmy kilka godnych uwagi zastosowań ciężkiej wody:

  • Reaktory jądrowe wykorzystują ciężką wodę przede wszystkim jako moderator i chłodziwo.. Istotną zaletą reaktorów ciężkowodnych jest możliwość wykorzystania naturalnego uranu jako paliwa, co pozwala uniknąć kosztownego procesu wzbogacania uranu.
  • Eksperymenty z rozpraszaniem neutronów: W fizyce i biologii ciężka woda odgrywa ważną rolę w eksperymentach z rozpraszaniem neutronów. Zastępując deuter normalnymi atomami wodoru w związku, badacze mogą określić strukturę i dynamikę tego związku.
  • Znakowanie izotopowe deuteru jest często stosowane w eksperymenty biologiczne mające na celu śledzenie szlaków wchłaniania i metabolizmu substancji w komórkach lub organizmach. W dziedzinie chemii godne uwagi rozróżnienie między wodorem i deuterem pozwala na zastosowanie ciężkiej wody w NMR (magnetyczny rezonans jądrowy).
  • Spektroskopia i FTIR (spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera), która ułatwia analizę i interpretację danych spektralnych.
  • Produkcja deuteru: Głównym źródłem deuteru jest ciężka woda, która znajduje zastosowanie w zastosowaniach wojskowych (jako składnik broni nuklearnej), sektorach przemysłowych (służąc jako środek znakujący w farmacji) oraz badaniach naukowych (szczególnie w badaniach związanych z efektem izotopowym ).

Czy ciężka woda jest szkodliwa dla zdrowia?

Niewiele wiadomo na temat szkodliwego wpływu ciężkiej wody na zdrowie. Biorąc pod uwagę, że jeden na 7.000 75 atomów wodoru to deuter i że organizm ludzki składa się w XNUMX% z wody, najprawdopodobniej już mieć w żyłach od 6 do 8 gramów ciężkiej wody.

W takich ilościach nie powinno to być niebezpieczne, bo wtedy wszyscy byśmy zginęli. Wiemy jednak, że wiązanie utworzone pomiędzy deuterem i tlenem w D2O jest nieco silniejsze niż wiązanie w H2O.

Wiemy również, że wiele procesów chemicznych, które utrzymują nas przy życiu, wymaga rozkładu wody na wodór i tlen. Ponieważ do rozbicia cząsteczek D2O potrzeba więcej energii, procesy te mogą spowolnić lub całkowicie się zatrzymać, w jakiś sposób nas zabijając.

Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiecie się więcej o tym, czym jest ciężka woda i jakie jest jej zastosowanie.


Zostaw swój komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

*

*

  1. Odpowiedzialny za dane: Miguel Ángel Gatón
  2. Cel danych: kontrola spamu, zarządzanie komentarzami.
  3. Legitymacja: Twoja zgoda
  4. Przekazywanie danych: Dane nie będą przekazywane stronom trzecim, z wyjątkiem obowiązku prawnego.
  5. Przechowywanie danych: baza danych hostowana przez Occentus Networks (UE)
  6. Prawa: w dowolnym momencie możesz ograniczyć, odzyskać i usunąć swoje dane.