ความแตกต่างระหว่างน้ำกระด้างและน้ำกระด้าง

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญ – น้ำกระด้างกับน้ำหนัก

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างน้ำกระด้างและน้ำกระด้างคือองค์ประกอบของน้ำทั้งสองประเภท "น้ำกระด้าง" และ "น้ำหนัก" หมายถึงน้ำที่มีไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอมในโมเลกุลของน้ำ เมื่อเราพิจารณาองค์ประกอบโมเลกุลของน้ำที่มีน้ำหนักมาก มันมีอะตอมของดิวเทอเรียมมากกว่าอะตอมของไฮโดรเจน องค์ประกอบโมเลกุลของน้ำกระด้างเหมือนกับน้ำปกติ แต่องค์ประกอบแร่ธาตุ (แมกนีเซียม-Mg และแคลเซียม – Ca) ค่อนข้างสูงกว่าน้ำอ่อน

น้ำหนักตัวคืออะไร

โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอมและออกซิเจน 1 อะตอมไฮโดรเจนมีสามไอโซโทป โพรเทียม (99.98%) ดิวเทอเรียม และทริเทียม Protium มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวและนิวตรอนหนึ่งตัว ดิวเทอเรียมมีนิวตรอนในนิวเคลียสนอกเหนือจากอิเล็กตรอนและโปรตอน ดิวเทอเรียมหนักเป็นสองเท่าของอะตอมไฮโดรเจนที่มีอยู่มากที่สุด

น้ำที่หนักนั้นมีอะตอมดิวเทอเรียมในสัดส่วนที่มากกว่าอะตอมไฮโดรเจนทั่วไป ดังนั้นน้ำหนักโมเลกุลและความหนาแน่นจึงสูงกว่าน้ำปกติ ว่ากันว่าความหนาแน่นของน้ำที่หนักกว่าน้ำทั่วไปถึง 11 เท่า

ตัวอย่างประวัติศาสตร์ของ “น้ำทะเลใส” ที่บรรจุในแคปซูลที่ปิดสนิท

น้ำกระด้างคืออะไร

โดยทั่วไป น้ำมีแร่ธาตุอยู่บ้าง เช่น แมกนีเซียม แคลเซียม และโพแทสเซียม แต่น้ำกระด้างมีแร่ธาตุมากกว่า โดยเฉพาะแมกนีเซียม (Mg) และแคลเซียม (Ca) มากกว่าน้ำปกติ (น้ำอ่อน)ด้วยเหตุนี้ความกระด้างของน้ำกระด้างจึงมากกว่าความกระด้างของน้ำปกติ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อน้ำผิวดินไหลผ่านดินสู่ชั้นน้ำบาดาลโดยละลายแร่ธาตุในน้ำที่ไหลอย่างอิสระ

น้ำกระด้างไม่ได้ส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์ แต่มันทำให้เกิดปัญหาเพิ่มเติมมากมาย เช่น ทิ้งคราบสีขาวไว้ในอุปกรณ์ทำอาหารหรือต้ม พื้นห้องน้ำ และในท่อน้ำ

น้ำกระด้างกับน้ำกระด้างต่างกันอย่างไร

นิยามของน้ำกระด้างและน้ำกระด้าง

น้ำหนัก: น้ำที่หนักคือน้ำที่มีอะตอมดิวเทอเรียมเป็นสัดส่วนมาก ซึ่งใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

น้ำกระด้าง: น้ำกระด้างคือน้ำที่มีแคลเซียมและแมกนีเซียมที่ละลายในเกลือในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน

คุณสมบัติของน้ำกระด้างและน้ำกระด้าง

องค์ประกอบ

น้ำที่หนักมาก: น้ำที่มีน้ำหนักมากประกอบด้วยอะตอมดิวเทอเรียม (ประกอบด้วยนิวตรอนเสริมในนิวเคลียส) เป็นจำนวนมากกว่าน้ำปกติ ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนและอะตอมดิวเทอเรียมที่สร้างโมเลกุลของน้ำที่มีสูตรโมเลกุลเป็น D_{2O (ดิวเทอเรียมออกไซด์) และ HDO (ไฮโดรเจน-ดิวเทอเรียมออกไซด์)}

น้ำกระด้าง: ในระดับโมเลกุล องค์ประกอบของน้ำกระด้างจะคล้ายกับน้ำธรรมดา (H_{2O) แต่มีแร่ธาตุมากกว่า แมกนีเซียมและแคลเซียมมากกว่าน้ำดื่มทั่วไป}

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

Heavy Water: คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของน้ำหนักนั้นคล้ายกับน้ำปกติ แต่มีค่าความหนาแน่นสูง น้ำหนักโมเลกุลของน้ำหนักโมเลกุลไม่ได้แสดงการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญ เนื่องจากออกซิเจนอะตอมเดียวมีส่วนทำให้น้ำหนักโมเลกุลประมาณ 89%คุณสมบัติทางชีวภาพของน้ำหนักแตกต่างจากน้ำทั่วไป

น้ำกระด้าง: ความกระด้างเป็นคุณสมบัติหลักที่แตกต่างจากน้ำทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ

USGS จำแนกความกระด้างของน้ำ

ความแข็ง / mgl-1	ธรรมชาติของน้ำ
0-60	น้ำอ่อน
61- 120	น้ำกระด้างปานกลาง
121- 180	น้ำกระด้าง
< 180	น้ำกระด้างมาก

ความกระด้างในน้ำดื่มที่แนะนำคือ 80-100 mgl^-1

ผลกระทบต่อสุขภาพ

ฝนตกหนัก: ดิวเทอเรียมจำนวนหนึ่งมีอยู่ในร่างกายมนุษย์ แต่ดิวเทอเรียมจำนวนมากทำให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพในร่างกายมนุษย์ และอาจถึงขั้นเสียชีวิตได้

น้ำกระด้าง: น้ำกระด้างไม่มีผลกระทบต่อร่างกายของมนุษย์ แต่มันทำให้เกิดปัญหาอื่นๆ เช่น การปิดกั้นท่อน้ำและทิ้งคราบแร่ไว้บนเครื่องทำความร้อน อุปกรณ์ทำอาหาร และพื้นห้องน้ำ เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ที่เกิดจากน้ำกระด้าง แร่ธาตุจะถูกลบออก นี้เรียกว่าอ่อนตัว วิธีที่มีประสิทธิภาพที่ใช้กันมากที่สุดคือเรซินแลกเปลี่ยนไอออนในฐานะน้ำยาปรับผ้านุ่ม

เอื้อเฟื้อภาพ: “Dripping faucet 1” โดยผู้ใช้:Dschwen – งานของตัวเอง (CC BY-SA 2.5) ผ่าน Wikimedia Commons “Deuterium oxide Norsk” โดย Alchemist-hp (พูดคุย) (www.pse-mendelejew.de) - งานของตัวเอง (FAL) ผ่านคอมมอนส์