عوامل موثر بر حلالیت اکسیژن در آب

مقدار هر گاز محلول در آب با فشار گاز دربالای آب مربوط است. در سطح دریا ، فشار هوا اتمسفر است. هوا ترکیبی از78% نیتروژن و 21% اکسیژن است. بیشترین فشار اکسیژن در بالای تودۀ آب فقط21% اتمسفر است.

اکسیژن به مقدار کمی در آب حل می شود. وقتیکه یک محلول مایع در فشار 1 اتمسفر و ئرجۀ حرارت cº25 با هوا اشباع می شود، مقدار اکسیژن موجود در محلول حدود 32/8 میلی گرم در لیتر است.

اکسیژن فقط به میزان کمی در آب حل می شود.

برای اینکه حیات موجودات در میزان معینی حفظشود ، باید مقدار اکسیژن محلول در آب زیاد شود . بیشتر ماهیان برای بقایخود حداقل به 6-5 میلی گرم در لیتر اکسیژن نیاز دارنئ. مقدار اکسیژن محلولدر آب به دو طریق محدود می شود : 1- از طریق حلالیت فیزیکی ذاتی مقداراکسیژن محلول در آب ،2- اکثر آب ها نمی توانند به درجۀ اشباع بالا ( فوقاشباع) برسند.

سه عامل در حلالیت ذاتی اکسیژن در آب تأثیر دارد :

1- درجه حرارت:

با افزایش درجۀ حرارت ، مقدار اکسیژن ( یاهر گاز دیگر ) محلول در آب کاهش می یابد. احتمالاً می دانید که چگونه یکنوشیدنی شیرین داغ گاز خود را نسبت به نوع سرد آن سریعاً از دست می دهد (به علت حل شدن گاز ). اگر آب را روی اجاق گرم کنید، حباب های هوا قبل ازجوشیدن در بالای سطح آب ظاهرشده و گازهای حل شده ناپدید می شوند.

همبستگی معکوس بین حلالیت اکسیژن با درجۀحرارت آب باعث افزایش آلودگی حرارتی در محیط آب می شود. بسیاری از صنایعدر فرآیندهای کار خود از آب به عنوان یک وسیلۀ خنک کننده استفاده می کنند، که این عمل باعث تولید گرما در آب می شود. نیروگاه های تولید حرارتالکتریکی سهم عمده ای در ایجاد این مشکلات دارند ، به طوری که میلیون هامتر مکعب آب گرم سالیانه توسط صنایع تولید نیرو در رودخانه ها و جویبارهاوارد می شود. مناطق شهری نیز در ایجاد آلودگی حرارتی سهیم هستند ، درهنگام بارندگی هرز آب هایی که برسطح زمین پخش می شوند در اثر تابش نورخورشید گرم می شوند. مشابه چنین گرمایشی در رودخانه یا جویبارهای کانالکشی شده نیز اتفاق می افتد. به خصوص رودخانه ها یا جویبارها ی که سنگفرششده ،ل سبب انتقال گرما به آب هستند.

اکسیژن فقط به میزان کمی در آب حل می شود.

سه عامل در حلالیت ذاتی اکسیژن در آب تأثیر دارد :

1- درجه حرارت:

درجۀ حرارت زیاد آب باعث کاهش مقدار اکسیژن محلول در آب می شود.

2- فشار جزئی اکسیژن در تماس با آب:

غلظت اکسیژن در آب بستگی مستقیم با فشار جزئی اکسیژن در هوادارد که خود نیز در تماس با آب است. فشار جزئی یک گاز عبارت است از فشاریک جزء گاز ( به عنوان مثال اکسیژن) موجود در ترکیب آن گاز (مثلاً ترکیبگاز در اتمسفر ). اگر چه این مقدار در سطح دریا نسبتاً ثابت است. امامقدار اکسیژن محلول ، در ارتفاع زیاد تغییر می کند ، این امر سبب کاهشقابل ملاحظه ای در مقدار اکسیژن محلول موجود در ارتفاعات می شود.

در ارتفاعات زیاد ، اکسیژن کمتری در آب حل می شود ، چون فشار جزئی اکسیژن در اتمسفر پایین است.

با افزایش ارتفاع ، فشار اتمسفر بر قسمت های سطحی تودۀ آبکاهش می یابد ، چون مولکولهای گازی کمتری در آنجا مشاهده می شوند و درنتیجه برخورد مولکولهای گازی با سطح دریاچه یا جویبارکمتر می شود. فشاراتمسفر پیوسته با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. تغییر فشار با استفاده ازرابطۀ تجربی زیر محاسبه می شود :

P فشار اتمسفری ( برحسب واحد اتمسفر) در ارتفاع H ( برحسبمتر) و P0 فشار اتمسفری در سطح دریا ( برحسب اتمسفر ) است. بنابراینپیداست که در ارتفاع زیاد ، میزان اکسیژن محلول کمتر است.

3- شوری آب:

غلظت نمک در آب ، که شوری نامیده می شود ، بر مقدار گازمحلول در آب تأثیر می گذارد. به طور کلی حلالیت گازها ( ) با افزایش شوریکاهش مییابد. این پدیده نقش مهمی را در تنظیم میزان و که از طریق انتشاروارد اقیانوس می شود بازی می کند.

سه عامل یاد شده به مقدار حلالیت فیزیکی گازها در آب بستگیدارد. با توجه به این نکته حتی در آب سرد دریا نیز این احتمال وجود داردکه میزان غلظت اکسیژن به حداکثر مقدار خود نرسد.

برچسب: نویسنده: امیرحسین ستوده بیدختی تاريخ: يکشنبه 15 13 ساعت: 2:32

درباره سایت

آخرین مطالب

امکانات وب

عوامل موثر بر حلالیت اکسیژن در آب

صفحه بندی

آرشیو مطالب

پيوندهای روزانه

لینک دوستان

خبرنامه