تفاوت بین آب سخت و آب سنگین

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تفاوت کلیدی – آب سخت در مقابل آب سنگین

تفاوت اصلی بین آب سخت و آب سنگین در ترکیب آنها است زیرا هر دو نوع "آب سخت" و "آب سنگین" به آبی با دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن در مولکول آب اشاره دارد. هنگامی که ترکیب مولکولی آب سنگین را در نظر می گیریم، حاوی اتم های دوتریوم بیشتری نسبت به اتم های هیدروژن است. ترکیب مولکولی آب سخت مانند آب معمولی است، اما ترکیب معدنی آن (منیزیم - منیزیم و کلسیم - کلسیم) نسبتاً بالاتر از آب نرم است.

Havy Water چیست؟

یک مولکول آب حاوی دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است.هیدروژن دارای سه ایزوتوپ است. پروتیوم (99.98٪)، دوتریوم و تریتیوم. پروتیوم یک الکترون و یک نوترون دارد. دوتریوم علاوه بر الکترون و پروتون دارای یک نوترون در هسته است. دوتریوم دو برابر سنگین‌تر از فراوان‌ترین اتم هیدروژن است.

آب سنگین دارای نسبت زیادی اتم دوتریوم نسبت به اتم معمولی هیدروژن است. بنابراین وزن مولکولی و چگالی آن بیشتر از آب معمولی است. گفته می شود که چگالی آب سنگین 11 برابر بیشتر از آب معمولی است.

نمونه ای تاریخی از "آب سنگین"، بسته بندی شده در یک کپسول مهر و موم شده.

آب سخت چیست؟

به طور کلی، آب حاوی مقداری مواد معدنی مانند منیزیم، کلسیم و پتاسیم است. اما آب سخت حاوی مواد معدنی بیشتری به خصوص منیزیم (Mg) و کلسیم (Ca) نسبت به آب معمولی (آب نرم) است.با توجه به این واقعیت، سختی آب سخت از سختی آب معمولی بیشتر است. این زمانی اتفاق می افتد که آب سطحی از طریق خاک به لایه آب زیرزمینی با حل کردن مواد معدنی در آب آزاد جریان می یابد.

آب سخت هیچ اثر مضری بر سلامت انسان نمی گذارد، اما باعث ایجاد مشکلات اضافی مانند باقی ماندن رسوبات سفید رنگ در تجهیزات پخت و پز یا جوشاندن، کف حمام و لوله های آب می شود.

تفاوت بین آب سخت و آب سنگین چیست؟

تعریف آب سخت و آب سنگین

آب سنگین: آب سنگین آبی حاوی نسبت قابل توجهی از اتم های دوتریوم است که در راکتورهای هسته ای استفاده می شود

Hard Water: آب سخت آبی است که حاوی مقدار قابل توجهی نمک های محلول کلسیم و منیزیم است.

خواص آب سخت و آب سنگین

ترکیب

آب سنگین: آب سنگین دارای نسبت زیادی از اتم های دوتریوم (حاوی یک نوترون اضافی در هسته) نسبت به آب معمولی است. این شامل اتم های هیدروژن و اتم های دوتریوم است که مولکول های آب را با فرمول مولکولی D_{2O (اکسید دوتریوم) و HDO (اکسید هیدروژن-دوتریوم) تشکیل می دهند.}

آب سخت: در سطح مولکولی، ترکیب آب سخت شبیه به آب معمولی است (H_{2O). اما حاوی مواد معدنی بیشتری است. منیزیم و کلسیم نسبت به آب آشامیدنی معمولی.}

خواص فیزیکی و شیمیایی

آب سنگین: خواص فیزیکی و شیمیایی آب سنگین مشابه آب معمولی است، اما دارای چگالی بالایی است. وزن مولکولی آب سنگین تغییر قابل توجهی را نشان نمی دهد زیرا تک اتم اکسیژن در حدود 89 درصد وزن مولکولی را تشکیل می دهد.خواص بیولوژیکی آب سنگین با آب معمولی متفاوت است.

Hard Water: سختی ویژگی اصلی است که تفاوت قابل توجهی با آب معمولی دارد.

طبقه بندی USGS سختی آب

سختی / میلی گرم در لیتر-1	طبیعت آب
0-60	آب نرم
61- 120	آب نسبتاً سخت
121- 180	آب سخت
< 180	آب بسیار سخت

حد توصیه شده سختی در آب آشامیدنی 80-100 میلی گرم در لیتر است^-1

اثر سلامت

آب سنگین: مقداری دوتریوم در بدن انسان وجود دارد، اما مقدار زیادی از دوتریوم اثرات مضری بر سلامت بدن انسان دارد، حتی می تواند باعث مرگ شود.

آب سخت: آب سخت هیچ اثری برای سلامتی بدن انسان ایجاد نمی کند، اما باعث ایجاد برخی مشکلات دیگر مانند مسدود شدن لوله های آب و باقی ماندن رسوبات معدنی روی بخاری ها، تجهیزات پخت و پز و کف حمام می شود. برای غلبه بر این مشکلات ناشی از آب سخت، مواد معدنی حذف می شوند. به این می گویند نرم شدن. متداول‌ترین روش مؤثر، رزین‌های تبادل یونی به عنوان نرم‌کننده است.

تصویر: "شیر آب چکه 1" توسط کاربر:Dschwen - کار شخصی. (CC BY-SA 2.5) از طریق Wikimedia Commons "Deuterium oxide Norsk" توسط Alchemist-hp (گفتگو) (www.pse-mendelejew.de) - کار شخصی. (FAL) از طریق Commons