Πώς γνωρίζετε ότι το οξυγόνο είναι ελαφρώς διαλυτή στο νερό;
1. Άμεση παρατήρηση και πειραματισμός:
* Αναπνοή ψαριών: Τα ψάρια είναι σε θέση να αναπνέουν υποβρύχια επειδή εξάγουν οξυγόνο διαλύονται στο νερό μέσω των βράχων τους. Αυτό δεν θα ήταν εφικτό εάν το οξυγόνο δεν ήταν διαλυτό σε νερό καθόλου.
* Εργαστηριακά πειράματα: Μπορούμε να μετρήσουμε άμεσα την ποσότητα του οξυγόνου που διαλύεται σε νερό χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές. Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται μια μέθοδος τιτλοδότησης Winkler για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε διαλυμένο οξυγόνο σε δείγματα νερού.
2. Χημικές ιδιότητες και αλληλεπιδράσεις:
* πολικότητα: Το νερό είναι ένα πολικό μόριο με ελαφρώς αρνητικό φορτίο στο άτομο οξυγόνου και ελαφρώς θετικό φορτίο στα άτομα υδρογόνου. Το αέριο οξυγόνου, αν και δεν είναι η ίδια η πολική, προσελκύεται ελαφρώς από το θετικό τέλος του μορίου νερού λόγω των δυνάμεων διασποράς του Λονδίνου. Αυτή η αδύναμη έλξη επιτρέπει σε ορισμένα μόρια οξυγόνου να διαλύονται στο νερό.
* Θερμοκρασία και πίεση: Η διαλυτότητα των αερίων σε υγρά μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και μειώνεται με τη μείωση της πίεσης. Αυτό συμβαδίζει με την παρατήρηση ότι το ψυχρότερο νερό και το νερό υπό πίεση διατηρεί περισσότερο διαλυμένο οξυγόνο.
3. Σημασία για την υδρόβια ζωή:
* οξυγόνο για υδρόβια οργανισμούς: Το διαλυμένο οξυγόνο είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση των υδρόβιων οργανισμών όπως τα ψάρια, τα φυτά και τα βακτήρια. Χωρίς οξυγόνο, θα πνιγούν. Το γεγονός ότι αυτοί οι οργανισμοί ευδοκιμούν στο νερό υποδεικνύει την παρουσία διαλυμένου οξυγόνου.
4. Νόμος του Χένρι:
* Νόμος του Henry δηλώνει ότι η διαλυτότητα ενός αερίου σε ένα υγρό είναι άμεσα ανάλογη με τη μερική πίεση του αερίου πάνω από το υγρό. Αυτός ο νόμος εξηγεί γιατί το οξυγόνο διαλύεται καλύτερα στο νερό σε υψηλότερες πιέσεις, γι 'αυτό οι οργανισμοί βαθέων υδάτων μπορούν να επιβιώσουν σε περιβάλλοντα με λιγότερο διαλυμένο οξυγόνο.
5. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις:
* επίπεδα οξυγόνου σε υδάτινα σώματα: Η διαλυτότητα του οξυγόνου στο νερό επηρεάζει την υγεία των υδάτινων σωμάτων. Τα χαμηλά επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου μπορούν να οδηγήσουν σε θανάτους ψαριών και άλλα περιβαλλοντικά προβλήματα.
Συμπερασματικά, τα στοιχεία από την άμεση παρατήρηση, τα εργαστηριακά πειράματα, τις χημικές ιδιότητες, τη βιολογική σημασία και τους επιστημονικούς νόμους καταδεικνύουν σαφώς ότι το οξυγόνο είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό.
