ההבדל העיקרי בין מים כבדים למים קלים הוא שלמים כבדים יש איזוטופ דאוטריום ואילו למים קלים יש איזוטופ פרוטיום.
מים הם דו-מימן חד-חמצני (H2O). זהו נוזל נפוץ מאוד מכיוון שכולנו צריכים לשתות מים לתפקוד תקין של הגוף שלנו. מים הם באמת מולקולת פלא. זוהי התרכובת האנאורגנית הנפוצה ביותר בחומר חי. יותר מ-75% מהגוף שלנו מורכב מהתרכובת האנאורגנית הזו. זהו מרכיב של תאים, ופועל כממס ומגיב. במאמר זה נדון בשני סוגי מים: מים כבדים וקלים. ההבדל בין מים כבדים למים קלים הוא בהרכב הכימי שלהם שכן לצורות אלה של מים יש איזוטופים של מימן ולא של אטומי מימן.
מה זה מים כבדים?
למים כבדים שני אטומי המימן של H2O מוחלפים באטומי דאוטריום. זה אומר; יש לו שני אטומי דאוטריום ולא אטומי מימן. זה מקביל למים. דאוטריום הוא אחד האיזוטופים של המימן. לגרעין של דאוטריום יש פרוטון ונויטרון. לכן, מספר המסה שלו הוא שניים, והמספר האטומי הוא אחד. כמו כן, דאוטריום ניתן כ-2H ומכונה מימן כבד. אבל, לרוב הוא מיוצג עם D. לכן, למים כבדים יש את הנוסחה המולקולרית של D2O.
איור 01: מים כבדים לכורים גרעיניים
מים כבדים הם שקופים וצבעם כחול בהיר. זה יכול להפגין תכונות כימיות ופיזיקליות שונות מאשר אנלוגי המימן שלו.המסה המולרית של מים כבדים היא 20.0276 גרם מול−1 יתר על כן, צורה זו של מים שימושית בכורים גרעיניים ובמחקרים של תהליכים כימיים וביוכימיים (המשמשים כעקב איזוטרופי).
מה זה מים קלים?
מים קלים מתייחסים למים, H2O, המוכרים לכל. מים זה משהו שבלעדיו לא נוכל לחיות. שני מימנים נקשרים באופן קוולנטי לאטום חמצן ליצירת מולקולות מים. המולקולה מקבלת צורה כפופה כדי למזער את דחיית קשרי צמד האלקטרונים הבודדים, וזווית H-O-H היא 104o
איור 02: מים קלים הם מי שתייה רגילים
מים הם נוזל צלול, חסר צבע, חסר טעם וריח, והוא מופיע בצורות שונות כמו ערפל, טל, שלג, קרח, אדים וכו'. אבל, הם עוברים לשלב הגז כאשר אנו מחממים אותם מעל 100 מעלות צלזיוס בלחץ אטמוספרי רגיל.בטמפרטורת החדר, זהו נוזל למרות שיש לו משקל מולקולרי נמוך של 18 גרם-1
היכולת של מים ליצור קשרי מימן היא אחד המאפיינים הייחודיים ביותר שלהם. מולקולת מים אחת יכולה ליצור ארבעה קשרי מימן. יתר על כן, חמצן הוא אלקטרונילי יותר ממימן, ובכך הופך את קשרי O-H במולקולת המים לקוטביים. בגלל הקוטביות שלהם והיכולת ליצור קשרי מימן, מים הם ממס רב עוצמה. הוא ידוע כממס אוניברסלי בשל יכולתו להמיס מספר רב של חומרים.
יתר על כן, למים יש מתח פנים גבוה, וכוחות הדבקה ולכידות גבוהים. לפיכך, הוא יכול לעמוד בשינויי טמפרטורה מבלי ללכת לגז או לצורה מוצקה. וזה ידוע כבעל יכולת חום גבוהה, שחשובה להישרדותם של אורגניזמים חיים.
מה ההבדל בין מים כבדים למים קלים?
מים כבדים הם צורה של מים ששני אטומי המימן של H2O מוחלפים באטומי דאוטריום.מים רכים הם מים רגילים שיש להם שני אטומי מימן ואטום חמצן במולקולה. לכן, ההבדל העיקרי בין מים כבדים למים קלים הוא שלמים כבדים יש איזוטופים דאוטריום ואילו למים קלים יש איזוטופים של פרוטיום.
יתר על כן, גם המסות הטוחנות של מים כבדים וקלים שונים זה מזה. המסה המולרית של מים כבדים היא 20.0276 גרם/מול והמסה המולרית של מים קלים היא 18 גרם/מול. כמו כן, הבדל נוסף בין מים כבדים למים קלים הוא הנוסחאות הכימיות שלהם; עבור מים כבדים, זה D2O ואילו עבור מים קלים זה H2O.
סיכום – מים כבדים לעומת מים קלים
מים חיוניים לכולנו ועלינו לשתות כמות מספקת של מים מדי יום.ישנן שתי צורות של מים כמו מים כבדים ומים קלים. ההבדל העיקרי בין מים כבדים למים קלים הוא שלמים כבדים יש איזוטופ דאוטריום ואילו למים קלים יש איזוטופ פרוטיום.
