Nước vs Nước nặng: Sự khác biệt và So sánh

Đồng vị đề cập đến những thành viên trong cùng một gia đình có cùng số nguyên tử và khác nhau một chút về khối lượng nguyên tử. Các đồng vị của cùng một nguyên tố sẽ tạo thành các hợp chất khác nhau khi kết hợp với một nguyên tố khác.

Hợp chất thu được thay đổi một chút so với hợp chất được hình thành do sự kết hợp của đồng vị. Những thay đổi nhỏ này cũng có thể được nhận thấy trong nước và nước nặng.

Chìa khóa chính

1. Nước (H2O) bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy, trong khi nước nặng (D2O) chứa hai nguyên tử deuterium (một đồng vị hydro) và một nguyên tử oxy.
2. Nước nặng đặc hơn nước thông thường do có thêm neutron trong mỗi nguyên tử đơteri.
3. Nước nặng được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân với vai trò là chất làm mát và chất điều hòa neutron, trong khi nước thông thường có nhiều ứng dụng hàng ngày.

Nước vs Nước nặng

Nước nặng chứa tỷ lệ đồng vị deuterium cao hơn, thay vì các nguyên tử hydro thông thường, khiến nó trở nên “nặng hơn”. Nước (Nước thông thường) an toàn cho con người tiêu thụ và sử dụng, nước nặng không dùng để uống hoặc sử dụng thường xuyên do đặc tính của nó.

Đối với tất cả các sinh vật sống, nước là nguồn sống. Hydro và oxy tham gia dưới dạng liên kết cộng hóa trị theo một tỷ lệ cố định để tạo thành nước. Cấu trúc của phân tử bị uốn cong, tạo thành một góc 104.5°.

Do bản chất độ âm điện cao của các nguyên tử oxy, các nguyên tử oxy có điện tích âm một phần dẫn đến sự phân cực của liên kết OH. Hơn nữa, các phân tử nước dường như tập hợp lại trên bề mặt theo thứ tự ngắn hạn.

Như tên cho thấy, Nước nặng chứa các đồng vị hydro nặng hơn và cao hơn. Tại STP, nước nặng không có màu. Nó biến thành chất lỏng không màu và không mùi ở nhiệt độ phòng.

Hỗn hợp nước thường và nước nặng dẫn đến sự hình thành một không đồng nhất hỗn hợp. Quá trình điện phân bắt đầu với một bình thép làm cực âm, một tấm niken làm cực dương và nước và NaOH làm chất điện phân. Nó được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1932.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Nước	Nước nặng
Công thức hóa học	H2O là công thức hóa học của nước.	Nước có độ dày 997 kg / mét khối.
Khối lượng phân tử	Theo thực tế, nó có khối lượng mol là 18g/mol.	Nước nặng có khối lượng phân tử là 20g/mol.
Điểm sôi	Như thực tế đã nói, nó có nhiệt độ sôi là 100 độ C.	Nước nặng có nhiệt độ sôi là 101.4 độ C.
Điểm đóng băng	Nước đóng băng ở 0 độ C.	Nhưng nước nặng có nhiệt độ đóng băng là 3.8 độ C.
Tỉ trọng	Nước nặng có khối lượng riêng là 1.11 gam/cmXNUMX.	Nước nặng có khối lượng riêng là 1.11 gam/cmXNUMX.

Nước là gì?

Nước, bao phủ một phần đáng kể trên trái đất của chúng ta, là một hợp chất hóa học bao gồm hydro và oxy tham gia vào liên kết cộng hóa trị. Hành vi của nước là do tính chất của nó, tức là sức căng bề mặt và độ nhớt. Các phân tử nước cũng hình thành liên kết hydro.

Người ta có thể tìm thấy nước ở ba trạng thái. Nước đá là trạng thái rắn được hình thành do nước đóng băng ở 0°C. Nước là dạng lỏng bao phủ khoảng 71% bề mặt trái đất. Hơi nước là trạng thái khí được hình thành khi nước sôi ở 100°C. 

Nước không màu, không mùi và không vị. Gần như tất cả các loại khí, đường, muối và axit dễ dàng trộn lẫn và hòa tan trong nước, được biết đến như một dung môi phổ quát.

Khi kết hợp với các dung môi khác, nó dẫn đến sự hình thành các azeotrope. Sức căng bề mặt, nhiệt dung riêngvà độ dẫn nhiệt của nước cao hơn khi so sánh với các chất lỏng và chất lỏng khác. 

Hơn nữa, nước dẫn một lượng điện nhỏ. Tuy nhiên, việc bổ sung các chất ion dẫn đến sự hình thành các ion trong chất lỏng, làm tăng độ dẫn điện của nó.

Nước cần thiết cho mọi khoảnh khắc của cuộc sống. Trong khi 78% cơ thể chúng ta là nước, một người khỏe mạnh trung bình cần khoảng 7 lít nước.

Bên cạnh cơ thể con người, nước còn đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp, duy trì độ pH, tẩy rửa và duy trì cân bằng nước trên trái đất. 

Nước nặng là gì?

Deuterium oxide, còn được gọi là nước nặng, là một hợp chất hóa học bao gồm deuterium và oxy. Deuterium là một đồng vị nặng của H2, tức là hydro, và do đó có khối lượng nguyên tử cao hơn.

Do đó, khối lượng mol của nước nặng cao hơn nước bình thường. Do sự hiện diện của đơteri, tính chất của nước nặng (nghĩa là cả hóa học và vật lý) khác một chút so với nước thông thường.

Nước nặng có khối lượng phân tử là 20.02 gam/mol, mật độ 1.107 g/mL và mô men lưỡng cực là 1.87 D. Ngoài ra, điểm nóng chảy của nước nặng là 3.82°C và điểm sôi của nó là 101.4°C. 

Một chất kiềm dẫn đến sự hình thành nước nặng khi có điện phân nước. Hơn nữa, nước nặng một lần nữa được phân loại thành nước bán nặng, oxy nặng và triti hóa.

Nước bán nặng, còn được gọi là HDO, chứa thành phần hóa học của một deuterium, một protium và một nguyên tử oxy.

Sự hiện diện của các đồng vị oxy nặng hơn trong nước oxy nặng dẫn đến tên của nó. Nước tritiated hay còn gọi là T2O là nước siêu giàu và có tính phóng xạ do tritium (đồng vị nặng nhất của hydro).

Sự khác biệt chính giữa nước và nước nặng

1. Tiêu thụ hóa học của nước bao gồm hai nguyên tử hydro kết hợp với một chút oxy. Thành phần hóa học của nước nặng bao gồm hai nguyên tử deuterium kết hợp với một nguyên tử oxy. 
2. Nước có cấu trúc rộng hơn do các liên kết hydro của nó. Ngược lại, nước nặng là tứ diện do số lượng liên kết hydro cao hơn trên mỗi phân tử nước nặng.
3. Do mật độ thấp, khối băng làm bằng nước sẽ không chìm; thay vào đó, họ sẽ phao trên nước. Tuy nhiên, do mật độ cao, khối băng làm từ nước nặng sẽ chìm trong nước.
4. Nước có độ pH là 7, nghĩa là nó trung tính. Tuy nhiên, nước nặng có độ pH là 7.44, khiến nó trở thành một axit yếu hơn. 
5. Nước là sự sống của mọi sinh vật. Từ việc uống nước đến công việc hằng ngày, nước rất cần thiết cho mọi hoạt động của đời sống con người. Nước đồng nghĩa với sự sống còn. Tuy nhiên, việc sử dụng nước nặng được tìm thấy trong nước hạt nhân. Hơn nữa, tiêu thụ quá nhiều nước nặng có thể gây tử vong. 

dự án

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100862a028
2. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.101.065502

Cập nhật lần cuối: ngày 30 tháng 2023 năm XNUMX