Какво точно е тежката вода? Ако сте чували за този термин, но не сте сигурни за същността му, тази статия е за вас. Има някои разлики с обикновената вода (известна като лека вода) както в характеристиките, така и в употребата.
Затова в тази статия ще ви разкажем всичко, което трябва да знаете за тежка вода, нейните характеристики, приложения и много други.
Какво е тежка или твърда вода?
Химическите елементи обикновено имат няколко изотопа, което показва, че един елемент може да съществува в множество форми в зависимост от вътрешната му структура. Това явление се илюстрира от водорода, открит в тежката вода.
Когато разглеждаме структурата на водата, представена като H2O, ние имаме предвид, независимо дали го осъзнаваме или не, леката вода. Напротив, има молекула със същия състав, в която водородът не е заменен от най-разпространения си изотоп, известен като протий, а от по-тежък изотоп на елемента, наречен деутерий.
Какви разлики произтичат от промяната на водородните изотопи при сравнение на лека вода и тежка вода?
Разлики между тежка и лека вода
Всяка промяна, която се случва на молекулярно ниво в дадено вещество, включително вода, води до промени в неговите свойства и характеристики. следователно Включването на деутерий в H2O на тежката вода я отличава от леката вода.
Разликата, наблюдавана на молекулярно ниво, показва, че леката вода съдържа протон и няма неутрони в ядрото си, докато тежката вода се състои от протон и допълнителен неутрон. Тази вариация между двата изотопа на водорода е основата за класифицирането на деутерия като тежък изотоп.
Тежката вода има по-високо молекулно тегло в сравнение с леката вода. Освен това има по-голяма плътност от леката вода. Тежката вода също има по-високо ниво на киселинност в сравнение с леката вода.
Освен гореспоменатите разлики в съдържанието и свойствата, не трябва да се пренебрегват различията между консумацията на тежка вода и тази на лека или нормална вода. Всъщност поглъщането на значителни количества тежка вода може да причини забележими биохимични промени в тялото.
Възможно ли е да се консумира тежка вода?
Въпросът за консумацията на тежка вода възниква от наличието й в минимални количества в чешмяната вода, която обикновено използваме.
Въпреки че малко количество може да не представлява значителен риск, поглъщането на големи количества тежка вода може да причини клетъчни промени, се дължи на различната маса на водородните атоми в сравнение с леката вода.
Една от последиците от прекомерния прием на тежка вода е замаяност, която възниква от промените в плътността, които индуцира в течността на вътрешното ухо, областта, в която се намира органът за равновесие.
Поради това се препоръчва, въпреки че малките количества обикновено не създават проблеми, предпочитаният вариант е да се консумира лека вода вместо тежка вода, търси вода с максимална чистота. Какви стъпки обаче могат да бъдат предприети, за да се гарантира, че чешмяната вода, доставяна в жилищата ни, е без примеси? Какви методи могат да се използват за отстраняване на примеси и тежки метали от водата?
Въпреки че е доказано, че е необходима значителна консумация на тежка вода, за да се проявят вредните ефекти, остава повтарящият се въпрос: как мога да гарантирам, че нивата на тежка вода в дома ми са в приемливи граници?
При консумация на чешмяна вода, Ние по своята същност приемаме всякакви възможни примеси или вредни вещества, които могат да присъстват в неговия състав. Следователно, най-ефективният метод за осигуряване на консумация на чешмяна вода с най-високо качество и чистота е инсталирането на система за обратна осмоза.
Тези системи за пречистване използват филтри, предназначени да отстраняват замърсители като варовик и тежки метали, които, въпреки че не са характерни за висококачествена вода, понякога могат да присъстват в чешмяната вода.
Използване на тежка вода
Вече видяхме, че тежката вода не може да се консумира в големи количества. Въпреки това, той има голям брой приложения в индустриалната област. Нека видим някои забележителни употреби на тежка вода:
- Ядрените реактори използват тежка вода предимно като модератор и охладител.. Значително предимство на тежководните реактори е способността им да използват естествен уран като гориво, като по този начин се избягва скъпият процес на обогатяване на уран.
- Експерименти с разсейване на неутрони: В областта на физиката и биологията тежката вода играе важна роля в експериментите с разсейване на неутрони. Чрез заместване на нормалните водородни атоми в едно съединение с деутерий, изследователите могат да определят структурата и динамиката на това съединение.
- Изотопното маркиране на деутерий често се използва в биологични експерименти за проследяване на абсорбцията и метаболитните пътища на веществата в клетките или организмите. В областта на химията забележителното разграничение между водород и деутерий позволява прилагането на тежка вода в ЯМР (ядрено-магнитен резонанс).
- Спектроскопия и FTIR (инфрачервена спектроскопия с трансформация на Фурие), която улеснява анализа и интерпретацията на спектрални данни.
- Производство на деутерий: Основният източник на деутерий е тежката вода, която намира приложения във военен контекст (като компонент на ядрени оръжия), промишлени сектори (служещи като маркиращ агент във фармацевтичната област) и научни изследвания (особено в изследвания, свързани с изотопния ефект ).
Вредна ли е тежката вода за вашето здраве?
Малко се знае за вредните ефекти на тежката вода върху здравето. Като се има предвид, че един на всеки 7.000 водородни атома е деутерий и че човешкото тяло е съставено от 75% вода, най-вероятно е вече имате между 6 и 8 грама тежка вода във вените си.
В тези количества не би трябвало да е опасно, защото тогава всички ще умрем. Това, което знаем е, че връзката, образувана между деутерий и кислород в D2O, е малко по-силна от връзката в H2O.
Знаем също, че много от химичните процеси, които ни поддържат живи, изискват разделянето на водата на водород и кислород. Тъй като е необходима повече енергия за разграждането на D2O молекулите, тези процеси могат да се забавят или да спрат напълно, като по някакъв начин ни убият.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това какво е тежка вода и нейната употреба.