تاریخچه ی:
اکسیژن محلول در آب
__اکسیژن محلول در آب {TEX()} {D_O} {TEX} __
!نگاه اجمالی
آب طبیعی معمولاً حاوی مقداری ((اکسیژن|گاز اکسیژن)) میباشد. اکسیژن در گوارا کردن آب و خوش طعم نمودن آن اهمیت زیادی دارد. ((زندگی حیوانات)) و ((گیاهان آبزی)) به حداقل غلظت اکسیژن محلول در آب بستگی دارد. ((ماهی)) بیش از سایر جانداران و ((باکتری)) کمتر از تمام ((آبزیان)) به اکسیژن محلول نیاز دارد. مقدار اکسیژن محلول در آبی که ماهی در آن پرورش مییابد نباید کمتر از ''5PPM'' باشد. در صورتیکه مقدار اکسیژن موجود در آب کمتر از حداقل مجاز برای زندگی جانداران آبزی باشد، آن ((آلودگی آب|آب آلوده)) تلقی میشود. آبهای سطحی {TEX()} {D_O} {TEX} بیشتری از ((آب زیرزمینی|آبهای زیرزمینی)) دارند.
!عوامل موثر در مقدار {TEX()} {DO} {TEX}
مقدار اکسیژن محلول در آب طبق ((قانون هنری)) تابعی از ((دما)) و ((فشار)) جزئی اکسیژن موجود در محیط است، همچنین به مواد موجود در آب هم بستگی دارد. غلظت اکسیژن حل شده در آب کم است بنابراین از لحاظ بوم شناختی ناپایدار است. مقدار اکسیژن در صفر درجه و فشار متعارفی حدود {TEX()} {14.6 ppm} {TEX} می باشد. این مقدار در {TEX()} {20 C^\circ} {TEX} به {TEX()} {9.2 ppm} {TEX} و در {TEX()} {20 C^\circ} {TEX} حدود {TEX()} {8.7 ppm} {TEX} می باشد.
انحلال پذیری گازها با افزایش دما کاهش مییابد. بنابراین آب رودخانهای که بطور مصنوعی گرم شده است دچار آلودگی گرمایی میباشد و {TEX()} {D_O} {TEX} آن کمتر از آبهای سرد است. ((آلودگی گرمایی آب)) اغلب به علت ((نیروگاه حرارتی|نیروگاههای برق)) میباشد که آب سرد را از ((رودخانه|رودخانهها)) یا ((دریاچه)) برای خنک کردن دستگاهها بکار میبرند و آب گرم شده را به منبع اصلی برمیگردانند.
!نقش مواد آلی در کاهش {TEX()} {D_O} {TEX}
وجود ((مواد شیمیایی)) احیا کننده و بویژه ((مواد آلی)) در آب موجب مصرف و کاهش مقدار اکسیژن محلول میگردد. ((فاضلاب|فاضلابها)) و پسابهای صنعتی و خانگی حاوی مقادیر زیادی مواد آلی هستند تخلیه آنها در آبها ، بسرعت باعث ((آلودگی آب)) و کاهش {TEX()} {D_O} {TEX} میشود. آبهای جاری در نهرها و رودخانههای کم عمق که هوادهی میشود بطور مداوم اکسیژندار میشوند. اما آبهای راکد یا آبی که نزدیک کف یک ((دریاچه)) عمیق است تقریباً عاری از اکسیژن است، زیرا با ماده آلی واکنش دارد و هیچ مکانیسمی برای تجدید آن وجود ندارد.
از شاخصهای اساسی کیفیت آبها و پسابها تعیین مقادیر BOD (مقدار اکسیژن لازم جهت ((تجزیه ناهوازی مواد آلی در آب طبیعی|تجزیه مواد آلی موجود در آب))) و COD ( اکسیژن لازم برای ((اکسیداسیون)) مواد قابل اکسید شدن موجود در آب) میباشد. تعیین {TEX()} {D_O} {TEX} یک روش کلیدی برای تعیین شاخص های مذکور به شمار میرود.
!نقش اکسیژن محلول در خاصیت خورندگی آب
اکسیژن محلول در آب یکی از دلایل اصلی خاصیت خورندگی آب می باشد، ((آهن)) و ((اکسیژن)) در تماس با آب تشکیل قطبهای کاتد و آند را میدهند. آهن به عنوان آند عمل کرده و به ((هیدروکسید فرو)) و سپس به ((هیدروکسید فریک)) و بعد از آن به ((اکسید آهن)) تبدیل میشود. با توجه به مشکلات متعددی که وجود اکسیژن در آبهای صنعتی (بویژه در آب جوشاورها) ایجاد میکند، حذف آن از آبهایی که استفاده صنعتی دارند لازم است.
!روشهای حذف اکسیژن محلول از آب
حذف {TEX()} {D_O} {TEX} از آب را معمولاً ((تجزیه هوازدایی)) مینامند که به روش فیزیکی و شیمیایی انجام میگیرد. در روش فیزیکی از دستگاه خاصی استفاده میشود که با استفاده از جریان متضاد آب و بخار داغ اکسیژن را از آب خارج میکند. پس از هوازدایی به روش فیزیکی برای تکمیل عملیات از روش شیمیایی استفاده میشود که به سه صورت انجام میگیرد:
*اضافه کردن ((سولفیت سدیم)) (با جذب اکسیژن به ((سولفات سدیم)) تبدیل میگردد)
*اضافه کردن ((هیدرازین)) {TEX()} {(NH_2)_2+O_2\rightarrow N_2 +2H_2O} {TEX}
*استفاده از گاز {TEX()} {SO_2} {TEX} در محیط قلیایی
!روشهای اندازه گیری {TEX()} {D_O} {TEX}
!!روش فیزیکی
امروزه برای اندازه گیری {TEX()} {D_O} {TEX} در محل ((نمونه برداری)) از دستگاههای کوچک سیار که مجهز به ((الکترود غشایی)) است استفاده میشود. الکترود غشایی بر اساس سرعت نفوذ مولکولهای اکسیژن از یک غشا ساخته شده است. این روش فیزیکی بطور ساده و سریع انجام می گیرد.
!!روش شیمیایی وینکلر یا یدومتری
((یدومتری)) که دقیقترین و قابل اعتمادترین روش اندازه گیری {TEX()} {D_O} {TEX} میباشد. این روش یک روش ((واکنش تیتراسیون|تیتراسیونی)) است که بر اساس خواص اکسیدکنندگی اکسیژن محلول انجام میگیرد. با افزایش {TEX()} {Mn^{2+}} {TEX} به محلول قلیایی شده آب ، ((هیدروکسید منگنز)) با اکسیژن محلول آب ترکیب شده و ایجاد {TEX()} {MnO_2} {TEX} میکند با مصرف تمام اکسیژن موجود ، محلول اسیدی میشود. با افزودن یدور ، {TEX()} {MnO_2} {TEX} در محیط اسیدی با یون یدور ، وارد واکنش شده و ((ید)) آزاد میکند، مقدار ید آزاد شده توسط محلول تیوسولفات تعیین میشود و از روی مقدار ((تیوسولفات)) مصرفی مقدار اکسیژن موجود در آب محاسبه میشود.
!مباحث مرتبط با عنوان
*((آب))
*((آب سخـت))
*((آلودگی گرمایی آب))
*((اکسیداسیون))
*((اکسیژن))
*((الکترود غشایی))
*((تجزیه ناهوازی ماده آلی در آب طبیعی))
*((تیوسولفات))
*((نمونه برداری))
*((واکنش تیتراسیون))
*((هوازدایی))
*((هیدرازین))
*((یدومتری))