кислород лучше растворим в горячей воде чем в холодной

Кислород в воде

Кислород вместе с другими газами, входящими в состав воздуха, легко растворяется в воде.

Сколько же воздуха может раствориться в воде? Говорить о растворимости воздуха в целом нельзя, нужно говорить о растворимости каждой составной части воздуха в отдельности.

Кислород, азот, аргон, двуокись углерода и другие газы обладают различной растворимостью. При одинаковых температуре и давлении чистого кислорода в воде растворится почти в 2 раза больше, чем азота, а углекислого газа — в 35 раз больше, чем кислорода.

Однако существуют общие закономерности для всех газов. Чем выше температура жидкости, тем меньше растворимость газов. В литре чистой воды при нормальном атмосферном давлении, равном 760 миллиметрам ртутного столба, и при температуре 0° растворяется около 50 кубических сантиметров чистого кислорода. А при температуре 30° — примерно в 2 раза меньше. Чистого азота при температуре 0° и нормальном атмосферном давлении растворится 24 кубических сантиметра, а при температуре 30° — 14 кубических сантиметров.

Чем выше давление газа над жидкостью, тем больше его растворимость.

Если в закрытом сосуде, наполненном на одну треть водой, создать давление в 2 атмосферы, то газа растворится вдвое больше, чем при 1 атмосфере. И, наоборот: при пониженном давлении газа растворится во столько же раз меньше, во сколько ниже давление.

Два равных объема различных газов, смешанных при давлении в 1 атмосферу, растворяясь в воде, будут вести себя как два самостоятельно существующих газа, находящихся под давлением в 1/2 атмосферы. Растворимость каждого из них будет в 2 раза меньше их растворимости при нормальном атмосферном давлении.

Воздух — это смесь газов. Так как в воздухе содержится 21 процент кислорода, то его парциальное давление, то есть та часть давления, которая падает только на кислород, будет в 5 раз меньше давления воздуха. Поэтому кислорода воздуха при нормальном атмосферном давлении растворится в воде в 5 раз меньше, чем чистого кислорода при том же давлении.

В самом деле, если при нормальном давлении и при температуре 0° насытить воду не чистым кислородом, а воздухом, то в литре воды растворится только 10 кубических сантиметров кислорода вместо 50, а азота из воздуха растворится 19 кубических сантиметров вместо 24.

В воде, содержащей различные соли, растворимость газов снижается. В речной воде кислорода растворяется меньше, чем в чистой (дистиллированной), а в морской меньше, чем в речной.

Чтобы растворить газ в воде, его нужно привести в соприкосновение или перемешать с водой; чтобы вытеснить газ из воды, воду нужно подогреть. Доведя температуру воды до 100°, можно почти полностью вытеснить из нее газ.

Вытеснение воздуха из воды кипячением: 1 — колба с водой; 2 — загнутая стеклянная трубка; 3 — стакан с водой; 4 — пробирка, в которую собирается вытесненный воздух

Возьмите колбу, наполненную доверху водой, закройте ее пробкой, в которую вставлена загнутая стеклянная трубка. Второй конец этой трубки вставьте в стакан с водой и наденьте на этот конец трубки наполненную водой пробирку. Доведите воду в колбе до кипения. В опрокинутой пробирке появится газ, тот самый газ, который был растворен в воде до ее кипячения.

Хотя до кипячения вода соприкасалась только с воздухом, но в силу различной растворимости кислорода и азота состав вытесненного газа будет существенно отличаться от состава обычного воздуха. В него входит 1 объем кислорода и 2 объема азота. А это означает, что в полученном газе кислорода уже не 21, как в воздухе, а 33 процента.

В обыкновенной, неочищенной воде, кроме растворенного газообразного кислорода, имеется еще кислород, входящий в состав растворенных в ней солей. Этот кислород вытеснить кипячением нельзя, так как он прочно связан с каким-нибудь другим элементом.

Чтобы освободить воду от солей, ее нужно перегнать.

Прибор для перегонки состоит из колбы для кипячения воды, холодильника, где конденсируются пары, и приемника, куда стекает дистиллированная вода.

Полученная таким образом вода содержит только растворенные газы, которые можно вытеснить кипячением.

Что же содержится в воде, в которой нет ни солей, ни растворенных газов?

Вода, как и всякое химическое соединение, состоит из однородных молекул.

В состав молекулы воды (Н₂O) входит 2 атома водорода и 1 атом кислорода, тесно связанные между собой.

Лабораторная установка для получения дистиллированной воды: 1 — колба для кипячения воды; 2 — холодильник; 3 — приемник

Разделить, разорвать молекулу воды на ее составные части нелегко, на это нужно затратить энергию.

Молекулярный вес воды равен 18. Он состоит из 2 атомных весов водорода, равных 2 единицам, и атомного веса кислорода — 16. Следовательно, в молекуле воды содержится около 89 процентов кислорода и около 11 процентов водорода. В килограмме воды насчитывается 890 граммов кислорода.

Это означает, что все реки, моря и океаны состоят главным образом из кислорода.

Вода занимает три четверти земной поверхности.

Но в природе вода встречается не только в жидком виде. В полярных странах и на высоких горах круглый год сохраняются огромные толщи льда и снега. Большие количества воды мы встречаем в воздухе в виде пара.

Животные и растения больше чем наполовину состоят из воды. В человеческом организме, при среднем весе тела 65—70 килограммов, содержится до 40 килограммов воды.

Источник: В. Медведовский. Кислород. Государственное Издательство Детской литературы Министерства Просвещения РСФСР. Ленинград. Москва. 1953

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

От чего зависит растворимость кислорода в воде?

Кислород. Растворимость кислорода в воде. От чего зависит растворимость кислорода в воде.

Влияние температуры и давления на растворимость кислорода в воде.

Нужно отметить, что твердые тела, наоборот, при нагревании растворяются быстрее.

2) Давление. Чтобы растворяться в воде, молекулы газа должны обладать низкой кинетической энергией. Существует закон Генри, из которого следует: при заданной температуре количество таких молекул пропорционально давлению газа. Значит, количество растворенного в жидкости газа должно быть пропорционально его давлению.

Все это уже давно сделано. В начале научились делить ядра и из одного большого получать парочку более мелких. На это способны атомы изотопов Урана Тория и Плутония.

Кроме того тяжелые ядра на специальных ускорителях разгоняют до релятивистских скоростей и бросают на мишень.Таким образом получают единицы атомов нового вещества. Когда их удается химически идентифицировать, им дают названия. Многие трансурановые изотопы получены именно таким путем. Умеют ученые и, например, из ртути получать золото. Делают это тоже на ускорителях. Но промышленного значения это не имеет, дорого и используется только в научных целях.

Это самый важный элемент для любого существа на Земле. Его конечно не так много в воздухе но всё же без него не обходится не одно химическая реакция. Из него так же состоит вода. Ведь не даром его поместили под цифрой 8, так как восьмёрка это по другому бесконечность. Итак представляю вашему вниманию КИСЛОРОД.

Смотря что вы считаете успешным: приносить благо людям, доход себе, иметь престиж, иметь большое будущее и пр. Могу сказать, что многое зависит от страны, в которой живёт учёный и даже региона. Так, например, у нас в регионе актуальна физическая химия, например инициирование взрывчатых веществ (много шахт, угледобыча).

В целом же, всегда актуальны медицина (практически все исследовательские направления) и на данный момент, всё, что связано с новыми технологиями.

Я бы задала такие вопросы:

Какая химическая реакция наиболее вредна из всех известных?

Как изменяется состав веществ при диффузии? И как быстро происходит изменение?

Как можно получить катализатор в домашних условиях из тех, про которые даже и речи не было, что они катализаторы?

Возможно ли получить что-то среднее по химическому составу между серебром и золотом?

Почему все элементы измеряются именно в весе водорода?

Какой был последний из открытых элементов?

Какие элементы из Таблицы Менделеева можно пробовать на вкус? Какие нельзя и почему?

Источник

Книги по аквариумистике

Лучшая on-line библиотека для начинающих и профессионалов!

Температура воды и степень насыщения кислородом

Чем ниже температура воды, тем выше граница насыщения кислородом.

Чем выше будет разница уровней между имеющимся кислородом и границей насыщения, тем лучше происходит передача кислорода. Следовательно, аквариумы с холодной водой существенно легче обеспечить кислородом, чем аквариумы с теплой водой.

Чем ниже температура, тем больше кислорода растворяется в воде

Это поясняет также верхний рисунок. Возьмем два экстремальных примера. Аквариум с холодной пресной водой при температуре 16 °C имеет границу насыщения кислородом приблизительно 10 мг/л. Теплый аквариум с морской водой при температуре 24 °C имеет предельную границу насыщения около 7 мг/л. Тем не менее оба должны иметь содержание кислорода 7 мг/л. Для бассейна с пресной водой это означает, что должна достигаться степень насыщения приблизительно 60%, в то время как для бассейна с теплой морской водой достигается уже степень насыщения 85%. Если предположить, что наш аквариум имеет такую же хорошую степень обогащения кислородом, как быстротекущие водоемы, то окажется, что холодная пресная вода поглощает примерно 6 г кислорода на квадратный метр в день, в то время как морская вода – 1,5 г. Итак, становится ясным, что в теплых аквариумах не только предельная граница насыщения ниже, но и подача кислорода значительно труднее. Далее, с повышением температуры увеличивается активность живых существ, и, соответственно, потребность их в кислороде. Также повышается обмен веществ у микроорганизмов, и они также используют больше кислорода.

В природе обогащение кислородом зависит от поверхностного движения воды

Итак, мы констатируем две противоположные тенденции: снижение границы насыщения и повышение потребности в кислороде. Чем выше температура, тем более важным для биологической системы в аквариуме становится снабжение кислородом. Критические ситуации могут появиться, если в теплые летние дни температура в аквариумах с теплой водой еще более повысится.

Источник

Концентрация кислорода в воде: растворим ли он и как определяется?

Концентрация растворенного кислорода в воды — характеристика полезности и качества субстанции. В жидкости химический элемент содержится в виде молекул О2. Их объем определяет биолого-химическое и экологическое состояние субстанции. Низкая концентрация кислорода указывает на сильное биологическое или (и) химическое загрязнение воды. Определение объема О2 крайне важно и для проверки состояния сбрасываемых сточных вод, и для природной воды в водоемах, и для питьевой воды. Каким должно быть нормальное содержание растворенного кислорода в воде, и как его отсутствие или перенасыщение влияет на здоровье? Какие существуют методы расчета объема молекул О2?

Растворимость и концентрация

ВОЗ не устанавливает особых требований к содержанию кислорода в питьевой воде. Его концентрация более важна для природных источников, ведь кислородный режим определяет экологическую чистоту и качество жизни пруда, водоема, речки и пр. А они в свою очередь влияют на окружающую обстановку. Поэтому регулярное и грамотное определение растворенного кислорода в воде играет основополагающую роль в поддержании санитарно-эпидемиологической обстановки.

Основной источник поступления молекул О2 — атмосферные воздушные массы. Поверхностные воды абсорбируют их из воздуха. Фотосинтез — второй источник. Зеленые организмы в водоемах в результате воздействия на них света активно продуцируют кислород. Незначительное его количество поступает в водоемы и подземные источники с талыми и дождевыми водами. Но несмотря на стабильное поступление О2, концентрация растворенного кислорода в воде непостоянна и изменяема:

Согласно ГОСТ, растворенный кислород в воде водоемов и прудов должен находиться в пределах 75-80% (4.5-6.5 мг/дм3). Состояние поверхностных вод в этом случае считается нормальным. Жизнедеятельность водоема и экологическая обстановка считаются допустимыми. В таблице ниже показано, при какой температуре кислород растворим в воде лучше всего.

Влияние содержания О2 на характеристики питьевой воды

Несмотря на то, что ПДК растворенного кислорода в воде установлен только для природных источников, известно, что его низкая концентрация способствует резкому снижению качества жидкости. Малый объем О2 приводит к:

Без достаточного объема молекул О2 питьевая субстанция становится непригодной для употребления. Процессы микробиологического восстановления ухудшают ее качественный состав. Специалисты рекомендуют проводить измерения растворенного в воде кислорода, что даст возможность контролировать воздействие некачественной жидкости на организм. Устраняют проблему установкой систем фильтрации, озонирования и минерализации.

Как провести измерения объема О2 в воде?

Определить насыщенность субстанции кислородом можно в домашних условиях. Сдавать пробы в лабораторию не обязательно. Производители техники предлагают портативные приборы для определения растворенного кислорода в воде с точностью до ± 1.2-3 мг/дм3. Их используют при профессиональной оценке параметра в полевых условиях. Оборудование можно приобрести в специализированных магазинах.

Особенности портативного оборудования:

Применяют анализатор растворенного кислорода в воде для вычисления массовой концентрации О2 и температуры в поверхностных субстанциях, питьевой жидкости, водоемах и иных рыбоводческих объектах, технологических процессах. После замера, полученные данные нужно сравнить с нормами растворенного кислорода в воде из различных источников. Некоторые модели приборов проводят эту операцию автоматически. Более детальный анализ проводят, если класс качества низкий.

На экологическую обстановку окружающей среды оказывают влияние и сбрасываемые в нее загрязненные воды. Они также подлежат анализу на уровень токсичности. Портативные анализаторы способны выявлять растворенный в воде кислород в сточных водах и подсчитывать его концентрацию. Результаты и более глубокие методы оценки насыщенности О2 описаны в природоохранных нормативных документах. Они доступны в сети.

Источник

Растворённый кислород

В то время как воздух на 21% состоит из кислорода, содержание кислорода в воде только 0,001%! Растворенный кислород измеряется или в миллиграммах на литр (мг/л) или в процентах насыщения. Количество кислорода в литре воды определяется как миллиграммы на литр.

Живым организмам в озерах, реках, ручьях и океанах нужен кислород, чтобы выжить. Поэтому с биологической точки зрения уровень кислорода является гораздо более важным показателем качества воды, чем бактерии кишечной группы. Кроме того, кислород влияет на огромное количество других показателей воды, не только биохимических, но и органолептических, таких как запах, прозрачность и привкус. Таким образом, кислород, пожалуй, один из основных показателей качества воды.

Адекватное количество растворенного кислорода необходимо для хорошего качества воды.

Кислород является необходимым элементом для всех форм жизни. Когда доля растворенного кислорода в объеме воды ниже 5,0 мг/л, жизнь организмов, обитающих в воде, ставится под угрозу. Уровень кислорода, не превышающий значение 1-2 мг/л, в течение нескольких часов может привести к смерти крупной рыбы.

Количество растворенного кислорода в воде может зависеть от температуры (больше кислорода в холодной воде), давления (больше кислорода растворится в воде при большем давлении) и солености (больше кислорода в воде низкой солености). Распад органического материала в воде, вызванный или химическими процессами, или действием микробов в неочищенных сточных водах, или мертвой растительностью может серьезно снизить концентрацию растворенного кислорода. «Отработанная» вода, сбрасываемая в открытые источники после охлаждения оборудования на производствах или электростанциях, повышает температуру воды и снижает содержание кислорода.

Количество кислорода растворенного воде в вашем водоснабжении, будет зависеть от нескольких факторов:

Избыточные питательные вещества приводят к проблеме, известной как «цветение». Это приводит к чрезмерному разрастанию водорослей, что ограничивает поступление солнечного света. Растения умирают без солнечного света, что увеличивает процесс разложения и уменьшает количество растворенного кислорода в воде.

Вода из подземных источников обычно содержит меньше растворенного кислорода, чем вода из поверхностных источников.

К сожалению, именно жизнедеятельность человека сильно влияет на снижение количества растворенного кислорода. Строительство плотин замедляет поток воды, уменьшая аэрацию, и увеличивая температуру. Отходы деятельности человека несут в себе большое количество поглощающих кислород бактерий. Удобрения, попадающие в воду, приводят к цветению.

Есть как положительные, так и отрицательные моменты, содержания растворенного кислорода в питьевой воде.

Растворенный кислород предотвращает химическую реакцию и выщелачивание железа и марганца из осадков в источнике воды, которые, в противном случае, оставляют следы на сантехнике и вызывают вкусовые проблемы.

Кислород облегчает биохимическое окисление аммиака в нитраты, снижает потребность в хлорировании воды и повышает эффективность дезинфекции. Кроме того, высокий уровень растворенного кислорода в целом считается более приемлемым для воды, поскольку кислород добавляет вкус воде, по этой причине небольшое присутствие растворенного кислорода желательно в питьевой воде.

Несмотря на эту желательную особенность, растворенный кислород может быть источником серьезных неприятностей в хозяйственно-питьевом водоснабжении. Дело в том, что кислород вызывает коррозию, особенно в горячей воде и старых чугунных системах водоснабжения.

Наличие естественного уровня растворенного кислорода в воде особенно нежелательно для промышленных предприятий по следующим причинам:

Кислород повышает коррозию в металлических трубах и соответствующего оборудования, в частности, в системах отопления и системах охлаждения. Эти коррозионные эффекты существенно активизируются при низком значении рН.

Кислород способствует размножению различных организмов и образованию слизи.

Кислород препятствует ряду химических реакций и может привести в браку в некоторых отраслях производства, например, целлюлозно-бумажной.

Ряд химических веществ используются в промышленности для удаления кислорода из водоснабжения. Сульфит натрия наиболее широко используется для этой цели. Он вступает в реакцию с кислородом при высоких температурах с образованием сульфата натрия, таким образом, уменьшая количество кислорода. Для бытовых целей чаще используют полифосфаты, чтобы создать пленку на внутренностях водовода для защиты металла от контакта с кислородом.

Количество растворенного в воде кислорода показывает содержание газообразного кислорода (O₂) в водном растворе. Растворенный кислород измеряют или с помощью метода Винклера, или с помощью измерителя и зонда. При определении количества растворенного кислорода существует ряд требований к месту и процессу взятия проб. Специфичность также заключается в том, что анализ лучше всего проводить сразу же после забора образцов, поэтому этот анализ чаще выполняют на месте.

Источник