Звідки береться кисень у воді? Взаємодія кисню з водою. Насичення води киснем

Мабуть, зараз навіть діти знають, що хімічна формула води - H₂O. Однак це теорія, а на ділі в воді розчинена величезна кількість речовин як органічного, так і неорганічного походження. Чиста вода, як відомо, не має смаку і запаху, але будь-хто може переконатися в тому, що в переважній більшості випадків це не так. У питній воді, наприклад, міститься певна кількість мінеральних солей, що надає їй солонуватий присмак. В тій чи іншій мірі в ній міститься все те, з чим вона контактує. точний склад води залежить від місця її забору, адже в різних місцях вона контактує з різними речовинами. Подекуди хіміки знайдуть в рідини важкі метали, десь - різні органічні речовини.

Як же так виходить?

Вода є універсальним розчинником. Дистильована вода вважається найбільш чистим в хімічному сенсі речовиною, проте через деякий час вона втрачає свій первісний стан. І ось чому: вода є настільки хорошим розчинником, що з часом в неї потрапляють молекули різних речовин з повітря. У природі ж це відбувається ще й за рахунок життєдіяльності різних організмів, що живуть у водному середовищі.

Гази в воді

Наливаючи воду в стакан, можна побачити бульбашки газу, які будуть перебувати на стінках посудини. Поряд з солями і іншими речовинами вода розчиняє в собі і гази. Насамперед це азот з повітря, а також кисень, вуглекислий газ, а в деяких випадках ще метан і сірководень. Причому холодна вода розчиняє гази набагато краще, ніж тепла, так що чим нижче температура, тим вище концентрація газів. І навпаки - з ростом температури розчинність падає.

Відео: Галілео. Експеримент. вибух водню

Джерела розчинених у воді газів

Але звідки взагалі всі ці речовини беруться в воді? Азот, як правило, розчиняється в процесі взаємодії з атмосферою, метан - в результаті контакту з породами і розкладання донного мулу, а сірководень утворюється як продукт гниття органічних залишків. Як правило, сірководень міститься в глибинних водних шарах і не піднімається до поверхні. При його високій концентрації життя неможливе, так, наприклад, в Чорному морі на глибинах понад 150-200 метрів через високу насиченість вод сероводором майже немає живих організмів, крім деяких бактерій.

Відео: Хімія - просто. Урок 1 "ПТЕ"

Кисень також завжди міститься у воді. Він є універсальним окислювачем, тому частково розкладає сірководень, знижуючи його концентрацію. Але звідки береться кисень у воді? Про нього розмова піде особливий.

кисень

Практично всі живі організми мають потребу в кисні. Люди дихають вохдуха, який являє собою суміш газів, чималу частину якої становить саме він.

Мешканці водного середовища також мають потребу в цьому речовині, так що концентрація кисню в воді - це дуже важливий показник. Зазвичай він становить до 14 мг / л, якщо мова йде про природні води, а іноді навіть більше. У тій же рідини, яка тече з-під крана, кисню міститься набагато менше, і це легко пояснити. Водопровідна вода після водозабору проходить через кілька етапів очищення, а розчинений кисень - вкрай нестійке з`єднання. В результаті газообміну з повітряним середовищем велика його частина просто випаровується. Так звідки береться кисень у воді, якщо не з повітря?

Насправді це не зовсім правда, з повітря він теж береться, але його частка, розчинена в результаті контакту з атмосферою, вкрай мала. Для того щоб взаємодія кисню з водою було досить ефективним, необхідні особливі умови: низька температура, високий тиск і відносно низька мінералізація. Вони дотримуються далеко не завжди, і життя навряд чи б існувала в нинішньому вигляді, якби єдиним способом освіти цього газу в водному середовищі була взаємодія з атмосферою. На щастя, є ще два джерела, звідки береться кисень у воді. По-перше, розчинені молекули газу у великій кількості містяться в снігових і дощових водах, а по-друге - і це основне джерело - в результаті фотосинтезу, здійснюваного водною рослинністю і фітопланктоном.

До речі, незважаючи на те, що молекула води містить кисень, витягти його звідти живі організми, звичайно, не в змозі. Тому їм залишається задовольнятися саме розчиненої часткою.

Про значення водоростей

Мало хто в звичайному житті замислюється, чим ми дихаємо і чому склад повітря саме такий, яким він є. Практично всі знають, що більшість живих організмів, дихаючих повітрям, пристосоване саме до такої суміші. Але якщо мова йде про наземно-повітряному середовищі, то питань не виникає. А звідки у воді кисень? Як і на землі, там багато рослин, які за допомогою процесу, який називають фотосинтезом, споживаючи світло і вуглекислий газ, виділяють O₂.

Відео: Електрика з повітря

Якщо ж бути точнішим, в останні десятиліття з тих чи інших причин людство знищило більшу частину лісів. Але мови про глобальну кризу поки немає, хоча населення планети постійно зростає, і споживання кисню
величезне. І величезне значення в цьому питанні мають водорості, які живуть в Світовому океані, здебільшого саме за їх рахунок відбувається насичення води киснем. Деякі їх види люди і морські мешканці вживають в їжу, але їх кількість залишається достатнім для ефективного фотосінтезірованія. Ось звідки береться кисень у воді, а значить, завдяки газообміну з атмосферою, і в повітрі. Саме фотосинтез водоростей - його основне джерело. До речі, саме за рахунок процесів, що відбуваються в рослинах, був накопичений первинний кисень в атмосфері, а зараз відбувається тільки підтримання її постійного складу.

Роль розчиненого кисню (РК)

Незважаючи на те що дихальна система водних мешканців влаштована інакше, ніж у жителів наземно-повітряного середовища, вони потребують все в тих же речовинах. Перш за все мова йде про кисень, який грає важливу роль в життєдіяльності переважної більшості організмів. І якщо ми здобуваємо його з атмосфери, де його частка більш-менш стабільна і становить близько 21%, то жителі річок, морів і океанів сильно залежать від того, скільки кисню в воді міститься в місці їх проживання. Крім риб, кисень потрібен і рослинам. Однак його продукція зазвичай вище, ніж рівень споживання, так що це не повинно викликати занепокоєння.

нормальні показники

Через свою значну роль в нормальному функціонуванні екосистем, рівень РК часто залишається поза контролем з боку біологів і екологів. Адже в природі все пов`язано, порушення газового балансу в жодній водоймі може викликати проблеми і в сусідніх, якщо вони пов`язані. Як правило, заміри проводяться до полудня, в цей період концентрація газу в поверхневих водах стає максимальною і складає до 14 мг / л. Цей показник піддається серйозним добовим і сезонним коливанням, але він не повинен опускатися нижче 4 мг / л.
Зменшення концентрації до 2 мг / л і менше викликає масову загибель мешканців гідросфери. Фактично - від задухи. Поступове зниження показника може говорити про забруднення водойми і також може з часом закінчитися загибеллю водних мешканців.

РК в штучно створених екосистемах

Важливе значення хороша аерація має, наприклад, в акваріумістики. Саме тому необхідно не тільки встановлювати спеціальні насоси, закачує повітря в воду і насичують його киснем, а й, наприклад, при необхідності висаджувати на дні різні водорості. Звичайно, тим, хто має подібне хобі, в першу чергу цікава естетика екосистеми, проте не можна забувати про її стійкості і певної довговічності.

Якщо ж мова йде про рибних господарствах, виробництві перлів та інших специфічних галузях подібного типу, то крім різних заходів, спрямованих на збереження достатньої концентрації розчиненого кисню у воді, необхідно регулярно проводити вимірювання цього показника за допомогою спеціальних проб. При їх паркані вкрай важливо, щоб не відбулося контакту з повітрям, це може спотворити результати аналізу.