Różnica między twardą i ciężką wodą

Kluczowa różnica - twarda woda kontra ciężka woda
 

Kluczową różnicą między twardą i ciężką wodą jest ich skład, ponieważ oba rodzaje, „twarda woda” i „ciężka woda” odnoszą się do wody z dwoma atomami wodoru i jednym atomem tlenu w cząsteczce wody. Kiedy rozważamy skład cząsteczkowy ciężkiej wody, to zawiera więcej atomów deuteru niż atomów wodoru. Skład molekularny Twarda woda jest taka sama jak normalna woda, ale jest skład mineralny (Magnez-Mg i Wapń - Ca) jest stosunkowo wyższy niż miękka woda.

Co to jest ciężka woda?

Cząsteczka wody zawiera dwa atomy wodoru i atom tlenu. Wodór ma trzy izotopy; prot (99,98%), deuter i tryt. Protium ma jeden elektron i jeden neutron. Deuter ma neutron w jądrze oprócz elektronu i protonu. Deuter jest dwa razy cięższy niż najliczniejszy atom wodoru.

Ciężka woda zawiera dużą część atomów deuteru niż zwykły atom wodoru. Dlatego jego masa cząsteczkowa i gęstość jest wyższa niż normalnej wody. Mówi się, że gęstość ciężkiej wody jest 11 razy większa niż zwykłej wody.

Historyczna próbka „ciężkiej wody”, zapakowana w szczelną kapsułkę.

Co to jest twarda woda?

Ogólnie woda zawiera pewną ilość minerałów, takich jak magnez, wapń i potas. Ale twarda woda zawiera więcej minerałów, zwłaszcza magnezu (Mg) i wapnia (Ca) niż normalna woda (miękka woda). Z tego powodu twardość twardej wody jest większa niż twardość zwykłej wody. Dzieje się tak, gdy woda powierzchniowa przepływa przez glebę do warstwy wody gruntowej poprzez rozpuszczenie minerałów w swobodnie płynącej wodzie.

Twarda woda nie wywiera szkodliwego wpływu na zdrowie ludzi, ale powoduje wiele dodatkowych problemów, takich jak pozostawienie białego koloru osadów w urządzeniach do gotowania lub gotowania, podłogach w łazience i rurach wodnych.  

Jaka jest różnica między twardą wodą a ciężką wodą?

Definicja twardej wody i ciężkiej wody

Ciężka woda: Ciężka woda to woda zawierająca znaczną część atomów deuteru, stosowana w reaktorach jądrowych

Twarda woda: Twarda woda to woda, która zawiera znaczną ilość rozpuszczonych soli wapnia i magnezu.

Właściwości wody twardej i ciężkiej

Kompozycja

Ciężka woda: Ciężka woda zawiera dużą część atomów deuteru (zawiera dodatkowy neutron w jądrze atomowym) niż zwykła woda. Zawiera zarówno atomy wodoru, jak i atomy deuteru, tworząc cząsteczki wody o wzorze cząsteczkowym D₂₎O (tlenek deuteru) i HDO (tlenek wodoru i deuteru).

Twarda woda: Na poziomie molekularnym skład twardej wody jest podobny do składu normalnej wody (H₂₎O). Ale zawiera więcej minerałów; Magnez i wapń niż normalna woda pitna.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Ciężka woda: Właściwości fizyczne i chemiczne ciężkiej wody są podobne do normalnej wody, ale ma ona wysoką gęstość. Masa cząsteczkowa ciężkiej wody nie wykazuje znaczącej zmiany, ponieważ pojedynczy atom tlenu stanowi około 89% masy cząsteczkowej. Właściwości biologiczne ciężkiej wody różnią się od normalnej wody.

Twarda woda: Twardość jest główną właściwością, która znacznie różni się od normalnej wody.

Klasyfikacja twardości wody według USGS

Twardość / mgl-1	Natura wody
0–60	Miękka woda
61–120	Umiarkowanie twarda woda
121–180	Twarda woda
< 180	Bardzo twarda woda

Zalecana granica twardości w wodzie pitnej wynosi 80-100 ml^-1

 Wpływ na zdrowie

Ciężka woda: Pewna ilość deuteru jest obecna w ludzkim ciele, ale duża ilość deuteru powoduje szkodliwe skutki zdrowotne w ludzkim ciele, może nawet spowodować śmierć.

Twarda woda: Twarda woda nie powoduje żadnych skutków zdrowotnych w ludzkim ciele, ale powoduje inne problemy, takie jak blokowanie rur wodociągowych i pozostawianie osadów mineralnych na grzejnikach, sprzęcie kuchennym i podłogach w łazience. Aby przezwyciężyć te problemy spowodowane przez twardą wodę, minerały są usuwane. Nazywa się to zmiękczaniem. Najczęściej stosowaną skuteczną metodą są żywice jonowymienne jako zmiękczacz.

Zdjęcie dzięki uprzejmości: „Dripping faucet 1” autor: Dschwen - Praca własna. (CC BY-SA 2.5) za pośrednictwem Wikimedia Commons  „Tlenek deuteru Norsk” Alchemist-hp (dyskusja) (www.pse-mendelejew.de) - Praca własna. (FAL) przez Commons