Què és exactament laigua pesada? Si heu sentit a parlar d'aquest terme però no estàs segur de la seva naturalesa, aquest article és per a tu. Hi ha algunes diferències amb l'aigua comuna (coneguda com a aigua lleugera) tant en característiques com usos.
Per això, explicarem en aquest article tot el que has de saber sobre el aigua pesada, les seves característiques, usos i molt més.
Què és laigua pesada o laigua dura?
Els elements químics solen posseir diversos isòtops, cosa que indica que un sol element pot existir en múltiples formes segons la seva estructura interna. Aquest fenomen s'exemplifica amb l'hidrogen que es troba a l'aigua pesada.
En considerar l'estructura de l'aigua, representada com a H2O, ens estem referint, ens adonem o no, a l'aigua lleugera. Per contra, hi ha una molècula amb la mateixa composició en què l'hidrogen no està substituït pel seu isòtop més freqüent, conegut com a protio, sinó per un isòtop més pesat de l'element, anomenat deuteri.
Quines distincions sorgeixen de l'alteració dels isòtops de l'hidrogen a la comparació de l'aigua lleugera i l'aigua pesada?
Diferències entre aigua pesada i aigua lleugera
Qualsevol alteració que es produeixi a nivell molecular en una substància, inclosa l'aigua, produeix canvis a les seves propietats i característiques. Per tant, la inclusió de deuteri a l'H2O de l'aigua pesada la distingeix de l'aigua lleugera.
La distinció observada a nivell molecular indica que l'aigua lleugera conté un protó i manca de neutrons al nucli, mentre que l'aigua pesada està formada per un protó i un neutró addicional. Aquesta variació entre els dos isòtops de l'hidrogen és la base per classificar el deuteri com a isòtop pesat.
L'aigua pesada té un pes molecular més gran en comparació amb l'aigua lleugera. L'aigua pesada també presenta un nivell d'acidesa més gran en comparació amb l'aigua lleugera.
Més enllà de les distincions esmentades quant a substància i propietats, no shan de passar per alt les disparitats entre el consum daigua pesada i el daigua lleugera o normal. De fet, la ingesta de quantitats importants d'aigua pesada pot provocar alteracions bioquímiques notables a l'organisme.
¿ És possible consumir aigua pesada?
La pregunta sobre el consum d'aigua pesada sorgeix arran de la seva presència en quantitats mínimes a l'aigua de l'aixeta que fem servir habitualment.
Tot i que una petita quantitat pot no suposar riscos importants, la ingesta de grans quantitats d'aigua pesada pot provocar canvis cel·lulars, atribuïts a la massa diferent dels àtoms d'hidrogen en comparació amb l'aigua lleugera.
Una de les conseqüències de la ingesta excessiva d'aigua pesada és el mareig, que sorgeix dels canvis de densitat que indueix al líquid de l'orella interna, la regió que acull l'òrgan de l'equilibri.
Per això, s'aconsella que encara que petites quantitats no solen presentar problemes, l'opció preferida és consumir aigua lleugera en lloc d'aigua pesada, buscant una aigua amb la màxima puresa. Tot i això, quines mesures es poden prendre per garantir que l'aigua de l'aixeta que se subministra a les nostres residències estigui lliure d'impureses? Quins mètodes es poden utilitzar per eliminar les impureses i els metalls pesants de l'aigua?
Tot i que s'ha demostrat que es requereix un consum significatiu d'aigua pesada perquè es manifestin els efectes perjudicials, la pregunta recurrent continua sent: com em puc assegurar que els nivells d'aigua pesada presents a casa meva es troben dins dels límits acceptables?
En consumir aigua de l'aixeta, acceptem inherentment les possibles impureses o substàncies nocives que poden estar presents a la seva composició. En conseqüència, el mètode més eficaç per garantir el consum d‟aigua de l‟aixeta de qualitat i puresa superiors és la instal·lació d‟un sistema d‟osmosi inversa.
Aquests sistemes de purificació utilitzen filtres dissenyats per eliminar contaminants com la calç i els metalls pesants, que, si bé no són característics de l'aigua d'alta qualitat, poden ser ocasionalment presents a l'aigua de l'aixeta.
Usos de l'aigua pesada
Ja hem vist que l'aigua feixuga no es pot consumir en grans quantitats. Tot i així, té gran quantitat d'usos en l'àmbit industrial. Vegem alguns usos destacats de l'aigua pesada:
- Els reactors nuclears utilitzen aigua pesada principalment com a moderador i refrigerant. Un benefici significatiu dels reactors d'aigua pesada és la seva capacitat per emprar urani natural com a combustible, evitant així el costós procés d'enriquiment d'urani.
- Experiments de dispersió de neutrons: Als camps de la física i la biologia, l'aigua pesada compleix un paper important en els experiments de dispersió de neutrons. En substituir el deuteri per àtoms d'hidrogen normals dins d'un compost, els investigadors poden determinar-ne l'estructura i la dinàmica.
- El marcatge isotòpic amb deuteri s'utilitza sovint en experiments biològics per rastrejar l'absorció i les vies metabòliques de substàncies dins de les cèl·lules o organismes. En l'àmbit de la química, la distinció notable entre hidrogen i deuteri permet l'aplicació d'aigua pesada en RMN (ressonància magnètica nuclear).
- Espectroscòpia i FTIR (espectroscòpia infraroja per transformada de Fourier), cosa que facilita l'anàlisi i la interpretació de les dades espectrals.
- Producció de deuteri: La font principal de deuteri és l'aigua pesada, que troba aplicacions en contextos militars (com a component d'armaments nuclears), sectors industrials (servint com a agent de marcat al camp farmacèutic) i la investigació científica (en particular en investigacions relacionades amb el efecte isotòpic).
És dolenta l'aigua pesada per a la salut?
Se sap poc sobre els efectes nocius per a la salut de laigua pesada. Tenint en compte que un de cada 7.000 àtoms d'hidrogen és deuteri i que el cos humà està compost en un 75% per aigua, el més probable és que ja tinguis entre 6 i 8 grams d'aigua pesada a les venes.
En aquestes quantitats no hauria de ser perillós, perquè aleshores moriríem tots. El que sí que sabem és que l'enllaç format entre el deuteri i l'oxigen al D2O és una mica més fort que l'enllaç a l'H2O.
També sabem que molts processos químics que ens mantenen vius requereixen la divisió de l'aigua en hidrogen i oxigen. Atès que es requereix més energia per descompondre les molècules de D2O, aquests processos es poden alentir o aturar completament, matant-nos d'alguna manera.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre què és l'aigua pesada i els seus usos.