Co je to vlastně těžká voda? Pokud jste o tomto termínu slyšeli, ale nejste si jisti jeho povahou, je tento článek určen právě vám. Existují určité rozdíly oproti běžné vodě (známé jako lehká voda) jak ve vlastnostech, tak v použití.
Proto vám v tomto článku řekneme vše, co potřebujete vědět o těžká voda, její vlastnosti, použití a mnoho dalšího.
Co je těžká voda nebo tvrdá voda?
Chemické prvky mají obvykle několik izotopů, což naznačuje, že jeden prvek může existovat ve více formách v závislosti na jeho vnitřní struktuře. Tento jev je příkladem vodíku, který se nachází v těžké vodě.
Když vezmeme v úvahu strukturu vody, reprezentované jako H2O, máme na mysli, ať si to uvědomujeme nebo ne, lehkou vodu. Naopak existuje molekula stejného složení, ve které není vodík nahrazen svým nejběžnějším izotopem, známým jako protium, ale těžším izotopem prvku, zvaným deuterium.
Jaké rozdíly vyplývají ze změny izotopů vodíku ve srovnání lehké a těžké vody?
Rozdíly mezi těžkou a lehkou vodou
Jakákoli změna, ke které dojde na molekulární úrovni v látce, včetně vody, vyvolává změny jejích vlastností a charakteristik. Proto, Zahrnutí deuteria do H2O těžké vody ji odlišuje od lehké vody.
Rozdíl pozorovaný na molekulární úrovni ukazuje, že lehká voda obsahuje proton a ve svém jádru postrádá neutrony, zatímco těžká voda se skládá z protonu a dalšího neutronu. Tato variace mezi dvěma izotopy vodíku je základem pro klasifikaci deuteria jako těžkého izotopu.
Těžká voda má vyšší molekulovou hmotnost ve srovnání s lehkou vodou. Navíc má větší hustotu než lehká voda. Těžká voda má také vyšší úroveň kyselosti ve srovnání s lehkou vodou.
Kromě výše uvedených rozdílů v podstatě a vlastnostech by neměly být přehlíženy rozdíly mezi spotřebou těžké vody a spotřebou lehké nebo normální vody. Ve skutečnosti může požití značného množství těžké vody způsobit významné biochemické změny v těle.
Je možné konzumovat těžkou vodu?
Otázka ohledně spotřeby těžké vody vyvstává z její přítomnosti v minimálním množství ve vodě z vodovodu, kterou běžně používáme.
Přestože malé množství nemusí představovat významné riziko, požití velkého množství těžké vody může způsobit buněčné změny, přisuzováno jiné hmotnosti atomů vodíku ve srovnání s lehkou vodou.
Jedním z důsledků nadměrného příjmu těžké vody jsou závratě, které vznikají v důsledku změn hustoty, které vyvolává v tekutině vnitřního ucha, v oblasti, kde se nachází orgán rovnováhy.
Proto se doporučuje, i když malá množství obvykle nepředstavují problémy, preferovanou možností je konzumace lehké vody místo těžké vody, hledá vodu s maximální čistotou. Jaké kroky však lze učinit, aby voda z vodovodu dodávaná do našich rezidencí byla bez nečistot? Jaké metody lze použít k odstranění nečistot a těžkých kovů z vody?
I když se ukázalo, že k tomu, aby se projevily škodlivé účinky, je nutná značná spotřeba těžké vody, stále se opakuje otázka: jak mohu zajistit, aby úrovně těžké vody přítomné v mém domě byly v přijatelných mezích?
Při konzumaci vody z vodovodu, Přijímáme všechny možné nečistoty nebo škodlivé látky, které mohou být přítomny v jeho složení. V důsledku toho je nejúčinnějším způsobem, jak zajistit spotřebu vody z vodovodu vynikající kvality a čistoty, instalace systému reverzní osmózy.
Tyto čisticí systémy používají filtry určené k odstranění kontaminantů, jako je vápno a těžké kovy, které, i když nejsou charakteristické pro vysoce kvalitní vodu, mohou být příležitostně přítomny ve vodě z vodovodu.
Použití těžké vody
Již jsme viděli, že těžkou vodu nelze konzumovat ve velkém množství. Má však velké množství využití v průmyslové oblasti. Podívejme se na některá pozoruhodná použití těžké vody:
- Jaderné reaktory využívají těžkou vodu především jako moderátor a chladivo.. Významnou výhodou těžkovodních reaktorů je jejich schopnost využívat přírodní uran jako palivo, a tím se vyhnout nákladnému procesu obohacování uranu.
- Experimenty s rozptylem neutronů: V oblasti fyziky a biologie hraje těžká voda důležitou roli při experimentech s rozptylem neutronů. Nahrazením normálních atomů vodíku ve sloučenině deuteriem mohou výzkumníci určit strukturu a dynamiku této sloučeniny.
- Často se používá izotopové značení deuteria biologické experimenty ke sledování absorpce a metabolických drah látek v buňkách nebo organismech. V oblasti chemie umožňuje významný rozdíl mezi vodíkem a deuteriem použití těžké vody při NMR (nukleární magnetické rezonanci).
- Spektroskopie a FTIR (Infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací), která usnadňuje analýzu a interpretaci spektrálních dat.
- Výroba deuteria: Hlavním zdrojem deuteria je těžká voda, která nachází uplatnění ve vojenském kontextu (jako součást jaderných zbraní), v průmyslových odvětvích (slouží jako značkovací činidlo ve farmaceutické oblasti) a ve vědeckém výzkumu (zejména ve výzkumu souvisejícím s izotopovým efektem ).
Škodí těžká voda vašemu zdraví?
O škodlivých účincích těžké vody na zdraví se ví jen málo. Vezmeme-li v úvahu, že jeden ze 7.000 75 atomů vodíku je deuterium a že lidské tělo je tvořeno ze XNUMX % vodou, je velmi pravděpodobné, že již mít v žilách 6 až 8 gramů těžké vody.
V těchto množstvích by to nemělo být nebezpečné, protože pak bychom všichni zemřeli. Co víme, je, že vazba vytvořená mezi deuteriem a kyslíkem v D2O je poněkud silnější než vazba v H2O.
Víme také, že mnoho chemických procesů, které nás udržují při životě, vyžaduje štěpení vody na vodík a kyslík. Vzhledem k tomu, že k rozkladu molekul D2O je zapotřebí více energie, mohou se tyto procesy zpomalit nebo úplně zastavit a nějakým způsobem nás zabít.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o tom, co je to těžká voda a jaké má využití.