Starpība starp cieto un smago ūdeni

Galvenā atšķirība - cietais ūdens pret smago ūdeni
 

Galvenā atšķirība starp cieto un smago ūdeni ir to sastāvs, jo abi veidi: “cietais ūdens” un “smagais ūdens” attiecas uz ūdeni ar diviem ūdeņraža atomiem un vienu skābekļa atomu ūdens molekulā. Apsverot smagā ūdens molekulārais sastāvs, tā satur vairāk deitērija atomu nekā ūdeņraža atomi. Molekulārais sastāvs ciets ūdens ir tāds pats kā parastais ūdens, bet tā ir minerālu sastāvs (Magnijs-Mg un kalcijs - Ca) ir salīdzinoši augstāks nekā mīkstais ūdens.

Kas ir smagais ūdens?

Ūdens molekulā ir divi ūdeņraža atomi un skābekļa atoms. Ūdeņradim ir trīs izotopi; protium (99,98%), deitērijs un tritijs. Protium ir viens elektrons un viens neitrons. Deitērija kodolā papildus elektronam un protonam ir neitrons. Deitērijs ir divreiz smagāks par visbiežāko ūdeņraža atomu.

Smagais ūdens satur lielu daļu deitērija atomu nekā parastais ūdeņraža atoms. Tāpēc tā molekulmasa un blīvums ir lielāks par parasto ūdeni. Mēdz teikt, ka smagā ūdens blīvums ir 11 reizes lielāks nekā parastā ūdens blīvums.

Vēsturisks “smagā ūdens” paraugs, iepakots aizzīmogotā kapsulā.

Kas ir cietais ūdens?

Parasti ūdens satur zināmu daudzumu minerālvielu, piemēram, magniju, kalciju un kāliju. Bet cietais ūdens satur vairāk minerālu, it īpaši magniju (Mg) un kalciju (Ca) nekā parasts ūdens (mīksts ūdens). Sakarā ar šo faktu cietā ūdens cietība ir lielāka par normāla ūdens cietību. Tas notiek, kad virszemes ūdens caur augsni plūst gruntsūdens slānī, izšķīdinot minerālus brīvi plūstošā ūdenī.

Cietais ūdens nerada kaitīgu ietekmi uz cilvēku veselību, bet tas rada tik daudz papildu problēmu kā baltas krāsas nogulšņu atstāšana ēdiena gatavošanas vai vārīšanas aprīkojumā, vannas istabas grīdās un ūdensvados.  

Kāda ir atšķirība starp cieto un smago ūdeni?

Cietā un smagā ūdens definīcija

Smagais ūdens: Smagais ūdens ir ūdens, kas satur ievērojamu daļu deitērija atomu un ko izmanto kodolreaktoros

Cietais ūdens: Cietais ūdens ir ūdens, kas satur ievērojamu daudzumu izšķīdušu kalcija un magnija sāļu.

Cietā un smagā ūdens īpašības

Sastāvs

Smagais ūdens: Smagais ūdens satur lielu daļu deitērija (satur papildu neitronu kodolā) atomu nekā parastais ūdens. Tas satur gan ūdeņraža, gan deitērija atomus, veidojot ūdens molekulas, kuru molekulārā formula ir D₂O (deitērija oksīds) un HDO (ūdeņraža-deitērija oksīds).

Cietais ūdens: Molekulārajā līmenī cietā ūdens sastāvs ir līdzīgs normāla ūdens sastāvam (H₂O). Bet tas satur vairāk minerālu; Magnijs un kalcijs nekā parastais dzeramais ūdens.

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Smagais ūdens: Smagā ūdens fizikālās un ķīmiskās īpašības ir līdzīgas parastajam ūdenim, taču tam ir augsta blīvuma vērtība. Smagā ūdens molekulmasa neuzrāda būtiskas izmaiņas, jo viens skābekļa atoms veido aptuveni 89% no molekulmasas. Smagā ūdens bioloģiskās īpašības atšķiras no parastā ūdens.

Cietais ūdens: Cietība ir galvenā īpašība, kas ievērojami atšķiras no parastā ūdens.

Ūdens cietības USGS klasifikācija

Cietība / mgl-1	Ūdens raksturs
0–60	Mīksts ūdens
61.-120	Mēreni ciets ūdens
121.-180	Ciets ūdens
< 180	Ļoti ciets ūdens

Ieteicamā cietības robeža dzeramajā ūdenī ir 80–100 mg^-1

 Ietekme uz veselību

Smagais ūdens: Cilvēka ķermenī ir neliels daudzums deitērija, bet liels deitērija daudzums cilvēka ķermenī rada kaitīgu ietekmi uz veselību, tas var izraisīt pat nāvi.

Cietais ūdens: Cietais ūdens cilvēka ķermenim neietekmē veselību, bet tas rada dažas citas problēmas, piemēram, aizsprostojot ūdensvadus un atstājot minerālu nogulsnes sildītājiem, ēdiena gatavošanas aprīkojumam un vannas istabas grīdām. Lai novērstu šīs cietā ūdens radītās problēmas, minerāli tiek noņemti. To sauc par mīkstināšanu. Visbiežāk izmantotā efektīvā metode ir jonu apmaiņas sveķi kā mīkstinātāji.

Attēla pieklājība: Lietotājs: "Pilošais jaucējkrāns 1": Dšvenens - paša darbs. (CC BY-SA 2.5), izmantojot Wikimedia Commons  Alchemist-hp “deitērija oksīds Norsk” (saruna) (www.pse-mendelejew.de) - pašu darbs. (FAL), izmantojot Commons