أشكال الماء واستخداماتها
م منوعات

أشكال الماء واستخداماتها

sahar Issi سبتمبر 11, 2023

الماء هو السائل الذي تقوم عليه عماد الحياة في الأرض، ويتركب من اتحاد الأكسجين والهيدروجين بنسبة حجم من الأول وحجمين من الثاني، وهو في نقائه شفاف لا لون له ولا طعم ولا رائحة.

يعد الماء مكوناً مهماً من المكونات الهيكلية للجلد، والغضاريف، والأنسجة، والأعضاء، ويعتمد كل عضو من أعضاء جسم الإنسان على الماء.

 

الماء

 

ويعرف  أنّه أحد الموارد الطبيعيّة المتجدّدة في هذا الكوكب، وهو من العناصر الأساسيّة على الأرض، ويشكل 71% من مساحة كوكب الأرض.

من أهم أشكال الماء

الماء الثقيل (D2O)، ويسمى أيضًا أكسيد الديوتيريوم،  المكون من الديوتيريوم ونظير الهدروجين بكتلة ضعف كتلة الهيدروجين العادي والأوكسجين. ( العادي له تركيبة يمثلها H2O.)

كما يمكن تعريفه على أنه

ماء له كثافة أعلى من المياه العادية بسبب ان ذرات الأكسجين التي فيه ترتبط مع ذرتين من النظير الثاني للهدروجين المسمى بالديتريوم الذي تحتوي نواته على بروتون ونيوترون على خلاف ذرات الهيدرجين الاكثر انتشارا والتي تحتوي على بروتون واحد ولا تحتوي على نيوترونات،
وبالتالي فان كتلة الجزيء الواحد منه  اكبر بمقدار وحدتي قياس ذريتين من كتلة جزيء المياه العادية.

يرمز له بـ D2O او 2H2O ،

وله الخصائص الكيميائية ذاتها التي للمياه العادية. ويستخدم على نطاق واسع في مجالات العلوم النووية والدون ذرية. أهم استعمالاته معدِّلاً moderator في بعض أنماط المفاعلات النووية.

له وزن جزيئي يبلغ حوالي 20 (مجموع ضعف الوزن الذري للديوتيريوم وهو 2، بالإضافة إلى الوزن الذري للأكسجين، وهو 16)، بينما يبلغ الوزن الجزيئي للمياه العادية حوالي 18 (ضعف الوزن الذري للهيدروجين العادي، وهو 1 بالإضافة إلى الأكسجين، وهو 16).

خصائصه الفيزيائية

له مظهر عديم اللون في STP. في درجة حرارة الغرفة، يوجد كسائل عديم الرائحة، ونظرًا لأنّ كثافة D2O أكبر بنسبة 11٪ تقريبًا من كثافة H2O، فإنّ مكعب ثلج مصنوع من أكسيد الديوتيريوم سيغرق في المياه العادية. يشكل خليطًا متجانسًا عند مزجه بالماء العادي.

 

أشكال الماء واستخداماتها
الماء الثقيل

 

استخدامات الماء الثقيل:

يعد أكسيد الديوتيريوم جزءًا لا يتجزأ من المفاعلات النووية التي تعمل بالماء الثقيل، حيث يتم استخدامه كمبرد وكوسيط نيوتروني. بعض التطبيقات الهامة الأخرى له

يستخدم  لتحضير الديوتيريوم. كمتتبع لدراسة آلية التنفس.

التمثيل الضوئي: يستخدم D2O في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR) والذي يستخدم لمراقبة المجالات المغناطيسية حول نوى الذرات. يتم تحضير النظائر المشعة للعديد من المركبات العضوية بمساعدة أكسيد الديوتيريوم.

غالبًا ما يستخدم  بدلاً من الماء العادي في التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. كوسيط في المفاعل النووي لإبطاء النيوترونات. لأنّه يمكن أن يبطئ النيوترونات سريعة الحركة بحيث يمكنها التفاعل مع نظير 235U بدلاً من نظير 238U.

يتم اختبار معدل التمثيل الغذائي لدى البشر والحيوانات بمساعدة خليط من D2O وال ماء الذي يحتوي على أكسجين ثقيل.

يتشكل التريتيوم وهو المادة الفعالة المستخدمة في تفاعلات الاندماج النووي الخاضعة للرقابة، عندما يلتقط الديوتيريوم الموجود في ال ماء الثقيل نيوترونًا.

يستخدم  في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي. يتم استخدامه كوسيط في أنواع معينة من االمفاعلات النووية كما يستخدم في المجال الطبي لاختبار معدل التمثيل الغذائي للإنسان.

نحن بحاجة إلى مياه عادية لنعيش، ولكن هل تساءلت يومًا إذا كان بإمكانك شرب ال ماء الثقيل أم لا؟ وهل هو آمن ؟

على الرغم من أن ال ماء الثقيل ليس مشعًا ، إلا أنه لا يجب شرب كمية كبيرة منه لأن الديوتيريوم من ال ماء لا يعمل تمامًا مثل البروتيوم (نظير هيدروجين عادي) في التفاعلات الكيميائية الحيوية.
فإذا تم تناول كمية من ال ماء الثقيل لتعويض 25٪ إلى 50٪ من الماء في جسم الإنسان، فقد يحدث تسمم بال ماء الثقيل.  حيث أن نسبة ال 25% تسبب العقم ونسبة ال 50% تسبب القتل
ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع معدل دوران ال ماء ، فإن شرب كمية صغيرة من المادة لا يسبب أي آثار ضارة.

 

 

 

والنوع الآخر للماء هو ال ماء شديد الثقل Super heavy water
يتم استبدال الهدروجين بنظيره المشع الأثقل التريتيوم ،واستخداماته تكمن في تطبيقات مثل اكتشاف نسبة الماء الكلي في الجسم TBW  وتطبيقات في عالم المفاعلات النووية.
يفترض الكثير من الناس أن الماء الثقيل مشع لأنه يحتوي على نظيرًا أثقل من الهيدروجين، وكذلك يستخدم لتخفيف التفاعلات النووية، ويستخدم في المفاعلات لتكوين التريتيوم Tritium (وهو مادة مشعة).
يعتبر الماء الثقيل النقي غير مشع. أما ال ماء الثقيل التجاري مثله مثل ماء الصنبور العادي، مشع قليلاً لأنه يحتوي على كميات ضئيلة من ال ماء المعالج بالترتيوم  وهذا لا يمثل أي نوع من مخاطر الإشعاع.
ويحتوي ال ماء الثقيل المستخدم كمبرد لمحطة الطاقة النووية على كمية أكبر بكثير من التريتيوم Tritium لأن القصف النيوتروني للديوتيريوم في ال ماء الثقيل يشكل أحيانًا التريتيوم.
والنوع الثالث وهو H2O والذي يعد الأهم بالنسبة لجسم الانسان كونه يشكل وسط تفاعل لجميع العمليات الحيوية التي تدث في جسم الانسان كما انه يشكل نسبة كبيرة من تركيب الدم.
وهكذا نكون تعرفنا على أشكال الماء واستخداماتها وأهميتها في حياتنا كونه الأكثر وجودا واستخداما على سطح الأرض.

شارك هذه المقالة

تم النسخ

https://alaanplus.com/أشكال-الماء-واستخداماتها

انسخ الرابط

SI Sahar Issi

المقال السابق

هل تفوق مسلسل كريستال على “عروس بيروت” و”الثمن”؟

المقال التالي

إلقاء القبض على مطربة في مصر ...ماذا فعلت لزوجها الخليجي؟

اقرأ ايضا