ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างน้ำหนักและน้ำเบาคือ น้ำที่หนักมีไอโซโทปดิวเทอเรียมในขณะที่น้ำเบามีโพรเที่ยมไอโซโทป
น้ำคือไดไฮโดรเจนมอนอกไซด์ (H2O). เป็นของเหลวที่พบบ่อยมากเพราะเราทุกคนจำเป็นต้องดื่มน้ำเพื่อให้ร่างกายทำงานได้อย่างเหมาะสม น้ำเป็นโมเลกุลมหัศจรรย์อย่างแท้จริง เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในสิ่งมีชีวิต ร่างกายของเรามากกว่า 75% ประกอบด้วยสารประกอบอนินทรีย์นี้ เป็นส่วนประกอบของเซลล์และทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายและสารตั้งต้น ในบทความนี้ เราจะพูดถึงน้ำสองประเภท: น้ำหนักและน้ำเบา ความแตกต่างระหว่างน้ำหนักและน้ำเบาอยู่ในองค์ประกอบทางเคมี เนื่องจากน้ำรูปแบบนี้มีไอโซโทปของไฮโดรเจนมากกว่าอะตอมของไฮโดรเจน
น้ำหนักตัวคืออะไร
มวลน้ำมีไฮโดรเจนสองอะตอมของ H2O แทนที่ด้วยอะตอมดิวเทอเรียม นั่นหมายความว่า; มันมีอะตอมของดิวเทอเรียมสองอะตอมแทนที่จะเป็นอะตอมของไฮโดรเจน เปรียบได้กับน้ำ ดิวเทอเรียมเป็นหนึ่งในไอโซโทปของไฮโดรเจน นิวเคลียสของดิวเทอเรียมมีโปรตอนและนิวตรอน ดังนั้นเลขมวลของมันคือ 2 และเลขอะตอมคือหนึ่ง นอกจากนี้ ดิวเทอเรียมยังเป็น 2H และรู้จักกันในชื่อไฮโดรเจนหนัก แต่โดยทั่วไปจะแสดงด้วย D ดังนั้น น้ำหนักจึงมีสูตรโมเลกุลของ D2O.
รูปที่ 01: น้ําหนักสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
น้ำทะเลใสเป็นสีฟ้าอ่อนๆ มันสามารถแสดงคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่แตกต่างจากไฮโดรเจนแอนะล็อกมวลโมเลกุลของน้ำหนักเท่ากับ 20.0276 g mol−1 นอกจากนี้ รูปแบบของน้ำยังมีประโยชน์ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และการศึกษากระบวนการทางเคมีและชีวเคมี (ใช้เป็นไอโซโทรปิกเทรเซอร์)
น้ำเบาคืออะไร
น้ำเบาหมายถึงน้ำ H2O ซึ่งทุกคนรู้จัก น้ำเป็นสิ่งที่เราไม่สามารถอยู่ได้ ไฮโดรเจนสองชนิดจับกับอะตอมออกซิเจนอย่างโควาเลนต์เพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำ โมเลกุลจะมีรูปร่างโค้งงอเพื่อลดแรงผลักพันธะคู่ของอิเล็กตรอนโลนให้น้อยที่สุด และมุม H-O-H คือ 104o
รูปที่ 02: น้ำเปล่าเป็นน้ำดื่มธรรมดา
น้ำเป็นของเหลวใส ไม่มีสี ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น และเกิดขึ้นในรูปแบบต่างๆ เช่น หมอก น้ำค้าง หิมะ น้ำแข็ง ไอน้ำ เป็นต้น แต่เมื่อเราให้ความร้อนเหนือระดับก๊าซ 100°C ที่ความดันบรรยากาศปกติที่อุณหภูมิห้อง มันจะเป็นของเหลว แม้ว่าจะมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำถึง 18 gmol-1
ความสามารถของน้ำในการสร้างพันธะไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในลักษณะเฉพาะที่โดดเด่นที่สุด โมเลกุลของน้ำเพียงตัวเดียวสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้สี่พันธะ นอกจากนี้ ออกซิเจนยังมีอิเล็กโตรเนกาติตีมากกว่าไฮโดรเจน จึงทำให้พันธะ O-H ในโมเลกุลของน้ำมีขั้ว เนื่องจากความเป็นขั้วของมันและความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจน น้ำจึงเป็นตัวทำละลายที่ทรงพลัง เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นตัวทำละลายสากลเนื่องจากมีความสามารถในการละลายวัสดุจำนวนมาก
นอกจากนี้ น้ำยังมีแรงตึงผิวสูง มีแรงยึดเกาะสูงและมีแรงยึดเกาะสูง จึงสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้โดยไม่ต้องใช้แก๊สหรือของแข็ง และสิ่งนี้เรียกว่ามีความจุความร้อนสูงซึ่งมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต
น้ำที่หนักและเบาต่างกันอย่างไร
น้ำหนักเป็นน้ำที่มีไฮโดรเจน 2 อะตอมของ H2O แทนที่ด้วยอะตอมดิวเทอเรียมน้ำอ่อนเป็นน้ำธรรมดาที่มีไฮโดรเจนสองอะตอมและอะตอมออกซิเจนในโมเลกุล ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างน้ำหนักและน้ำเบาก็คือ น้ำที่มีน้ำหนักมากมีไอโซโทปดิวเทอเรียม ในขณะที่น้ำเบามีไอโซโทปโพรเที่ยม
นอกจากนี้มวลโมเลกุลของน้ำที่หนักและเบาก็แตกต่างกันเช่นกัน มวลโมลาร์ของมวลน้ำเท่ากับ 20.0276 ก./โมล และมวลโมลาร์ของน้ำมวลเบาคือ 18 ก./โมล นอกจากนี้ ความแตกต่างเพิ่มเติมระหว่างน้ำหนักและน้ำเบาคือสูตรทางเคมี สำหรับน้ำที่หนัก มันคือ D2O สำหรับน้ำเบา มันคือ H2O.
สรุป – น้ำแรงกับน้ำเบา
น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเราทุกคน และเราจำเป็นต้องดื่มน้ำในปริมาณที่เพียงพอทุกวันน้ำมีสองรูปแบบคือน้ำหนักและน้ำเบา ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างน้ำหนักและน้ำเบาคือ น้ำที่มีน้ำหนักมากมีไอโซโทปดิวเทอเรียมในขณะที่น้ำเบามีไอโซโทปโปรเที่ยม