הבדל מפתח - מים קשים לעומת מים כבדים
ההבדל העיקרי בין מים קשים למים כבדים הוא הרכבם שכן שני הסוגים, "מים קשים" ו"מים כבדים" מתייחסים למים עם שני אטומי מימן ואטום חמצן אחד במולקולת המים. כאשר אנו רואים את ההרכב המולקולרי של מים כבדים, הם מכילים יותר אטומי דאוטריום מאשר אטומי מימן. ההרכב המולקולרי של המים הקשים זהה למים הרגילים, אך הרכב המינרלים שלהם (מגנזיום-מג וסידן - Ca) גבוה יחסית למים הרכים.
מה זה מים כבדים?
מולקולת מים מכילה שני אטומי מימן ואטום חמצן.למימן שלושה איזוטופים; פרוטיום (99.98%), דאוטריום וטריטיום. לפרוטיום יש אלקטרון אחד ונייטרון אחד. לדוטריום יש נויטרון בגרעין בנוסף לאלקטרון ולפרוטון. דאוטריום כבד פי שניים מאטום המימן הנפוץ ביותר.
מים כבדים מכילים חלק גדול של אטומי דאוטריום מאשר אטום המימן הרגיל. לכן, משקלו המולקולרי והצפיפות גבוהים מהמים הרגילים. אומרים שהצפיפות של מים כבדים גדולה פי 11 מזו של מים רגילים.
דוגמה היסטורית של "מים כבדים", ארוז בקפסולה אטומה.
מה זה מים קשים?
באופן כללי, מים מכילים כמות מסוימת של מינרלים כמו מגנזיום, סידן ואשלגן. אבל, מים קשים מכילים יותר מינרלים, במיוחד מגנזיום (Mg) וסידן (Ca) מאשר מים רגילים (מים רכים).בשל עובדה זו, קשיות המים הקשים גדולה יותר מהקשיות של המים הרגילים. זה קורה כאשר המים העיליים זורמים דרך הקרקע לתוך שכבת מי התהום על ידי המסת המינרלים במים הזורמים בחופשיות.
מים קשים אינם גורמים לכל השפעה מזיקה על בריאות האדם, אבל הם גורמים לכל כך הרבה בעיות נוספות כמו השארת משקעים בצבע לבן בציוד בישול או הרתחה, רצפות חדר אמבטיה ובצנרת מים.
מה ההבדל בין מים קשים למים כבדים?
הגדרה של מים קשים ומים כבדים
מים כבדים: מים כבדים הם מים המכילים חלק ניכר של אטומי דאוטריום, המשמשים בכורים גרעיניים
מים קשים: מים קשים הם מים המכילים כמות ניכרת של מלחים מומסים של סידן ומגנזיום.
מאפיינים של מים קשים ומים כבדים
Composition
מים כבדים: מים כבדים מכילים חלק גדול של אטומי דאוטריום (מכילים נויטרון נוסף בגרעין) מאשר המים הרגילים. הוא מכיל גם אטומי מימן וגם אטומי דאוטריום היוצרים את מולקולות המים בעלות הנוסחה המולקולרית D2O (תחמוצת דאוטריום) ו-HDO (תחמוצת מימן-דוטריום).
מים קשים: ברמה המולקולרית, הרכב המים הקשים דומה לזה של מים רגילים (H2O). אבל, הוא מכיל יותר מינרלים; מגנזיום וסידן מאשר מי השתייה הרגילים.
מאפיינים פיזיים וכימיים
מים כבדים: תכונות פיזיקליות וכימיות של מים כבדים דומות למים הרגילים, אך יש להם ערך צפיפות גבוהה. המשקל המולקולרי של המים הכבדים אינו מראה שינוי משמעותי מכיוון שאטום החמצן היחיד תורם כ-89% למשקל המולקולרי.תכונות ביולוגיות של מים כבדים שונות מהמים הרגילים.
מים קשים: קשיות היא המאפיין העיקרי ששונה באופן משמעותי ממים רגילים.
USGS סיווג של קשיות המים
| Hardness / mgl-1 | טבע המים |
| 0-60 | מים רכים |
| 61- 120 | מים קשים בינוני |
| 121- 180 | מים קשים |
| < 180 | מים קשים מאוד |
המגבלה המומלצת של קשיות במי שתייה היא 80-100 mgl-1
אפקט בריאות
מים כבדים: כמות מסוימת של דאוטריום קיימת בגוף האדם, אבל כמות גדולה של דאוטריום גורמת להשפעות בריאותיות מזיקות בגוף האדם, היא יכולה אפילו לגרום למוות.
מים קשים: מים קשים אינם גורמים להשפעות בריאותיות בגוף האדם, אך הם גורמים לבעיות אחרות כמו חסימת צינורות מים והשארת משקעי מינרלים על תנורי חימום, ציוד בישול ורצפות חדרי אמבטיה. כדי להתגבר על בעיות אלו שנגרמות מהמים הקשים, מסירים את המינרלים. זה נקרא ריכוך. השיטה היעילה הנפוצה ביותר בשימוש היא שרפי חילופי יונים כמרכך.
תמונה באדיבות: "ברז מטפטף 1" מאת משתמש:Dschwen - עבודה משלו. (CC BY-SA 2.5) דרך Wikimedia Commons "Deuterium oxide Norsk" מאת Alchemist-hp (שיחה) (www.pse-mendelejew.de) - עבודה משלו. (FAL) דרך Commons
