Pagrindinis skirtumas – kietas vanduo ir sunkus vanduo
Pagrindinis skirtumas tarp kieto ir sunkaus vandens yra jų sudėtis, nes abu tipai „kietas vanduo“ir „sunkusis vanduo“reiškia vandenį, kurio vandens molekulėje yra du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas. Kai atsižvelgsime į sunkiojo vandens molekulinę sudėtį, jame yra daugiau deuterio atomų nei vandenilio atomų. Kieto vandens molekulinė sudėtis yra tokia pati kaip ir įprasto vandens, tačiau mineralinė jo sudėtis (magnio-Mg ir kalcio – Ca) yra santykinai didesnė nei minkšto vandens.
Kas yra sunkusis vanduo?
Vandens molekulėje yra du vandenilio atomai ir deguonies atomas. Vandenilis turi tris izotopus; protium (99,98%), deuteris ir tritis. Protium turi vieną elektroną ir vieną neutroną. Deuterio branduolyje, be elektrono ir protono, yra neutronas. Deuteris yra dvigubai sunkesnis už gausiausią vandenilio atomą.
Sunkiame 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 sandarioje kapsulėje.
Kas yra kietas vanduo?
Apskritai vandenyje yra tam tikras kiekis mineralų, tokių kaip magnis, kalcis ir kalis. Tačiau kietame vandenyje yra daugiau mineralų, ypač magnio (Mg) ir kalcio (Ca), nei įprastame vandenyje (minkštame vandenyje). Dėl šios priežasties kieto vandens kietumas yra didesnis nei įprasto vandens kietumas. Taip atsitinka, kai paviršinis vanduo teka per dirvą į požeminio vandens sluoksnį, ištirpindamas mineralus laisvai tekančiame vandenyje.
Kietas vanduo nedaro jokio žalingo poveikio žmonių sveikatai, tačiau sukelia tiek daug papildomų problemų, pavyzdžiui, palieka b altų nuosėdų virimo ar virimo įrenginiuose, vonios kambario grindyse ir vandens vamzdžiuose.
Kuo skiriasi kietas vanduo nuo sunkaus vandens?
Kieto ir sunkaus vandens apibrėžimas
Sunkusis vanduo: sunkusis vanduo yra vanduo, kuriame yra didelė dalis deuterio atomų, naudojamas branduoliniuose reaktoriuose
Kietas vanduo: kietas vanduo yra vanduo, kuriame yra daug ištirpusių kalcio ir magnio druskų.
Kieto ir sunkaus vandens savybės
Sudėtis
Sunkusis vanduo: sunkiajame vandenyje yra daug deuterio (branduoliniame branduolyje yra papildomo neutrono) atomų nei įprastame vandenyje. Jame yra ir vandenilio atomų, ir deuterio atomų, sudarančių vandens molekules, kurių molekulinė formulė yra D2O (deuterio oksidas) ir HDO (vandenilio-deuterio oksidas).
Kietas vanduo: molekuliniu lygmeniu kieto vandens sudėtis yra panaši į įprasto vandens sudėtį (H2O). Tačiau jame yra daugiau mineralų; Magnio ir kalcio nei įprastame geriamajame vandenyje.
Fizikinės ir cheminės savybės
Sunkusis vanduo: Sunkiojo vandens fizinės ir cheminės savybės yra panašios į įprasto vandens, tačiau jis turi didelį tankį. Sunkiojo vandens molekulinė masė reikšmingai nesikeičia, nes vienas deguonies atomas sudaro apie 89% molekulinės masės. Sunkiojo vandens biologinės savybės skiriasi nuo įprasto vandens.
Kietas vanduo: kietumas yra pagrindinė savybė, kuri labai skiriasi nuo įprasto vandens.
USGS vandens kietumo klasifikacija
| Kietumas / mgl-1 | Vandens gamta |
| 0-60 | Minkštas vanduo |
| 61- 120 | Vidutiniškai kietas vanduo |
| 121–180 | Kietas vanduo |
| < 180 | Labai kietas vanduo |
Rekomenduojama geriamojo vandens kietumo riba yra 80–100 mgl-1
Poveikis sveikatai
Sunkusis vanduo: Žmogaus organizme yra šiek tiek deuterio, tačiau didelis kiekis deuterio sukelia žalingą poveikį žmogaus organizmo sveikatai, netgi gali sukelti mirtį.
Kietas vanduo: kietas vanduo nedaro jokio poveikio žmogaus organizmui, tačiau sukelia kai kurių kitų problemų, pvz., blokuoja vandens vamzdžius ir palieka mineralų nuosėdas ant šildytuvų, maisto ruošimo įrangos ir vonios grindų. Norint įveikti šias kieto vandens sukeltas problemas, pašalinamos mineralinės medžiagos. Tai vadinama minkštinimu. Dažniausiai naudojamas veiksmingas metodas yra jonų mainų dervos kaip minkštiklis.
Paveikslėlis: „Varvantis maišytuvas 1“, autorius: Naudotojas: Dschwen – Nuosavas darbas. (CC BY-SA 2.5) per Wikimedia Commons „Deuterium oxide Norsk“, autorius Alchemist-hp (kalbėti) (www.pse-mendelejew.de) – Nuosavas darbas. (FAL) per Commons
