Zpracované otázky - CHEMIJE

K uvedenému je třeba poznamenat, že při stanovení CHSK dochází nejen k oxidaci organických látek, ale i některých látek anorganických (Fe2+, NO2- aj.), jejichž přítomnost zkresluje výpovědní hodnotu CHSK jako míru obsahu organických sloučenin, a proto je třeba anorganické oxidovatelné látky eliminovat (skutečně nebo výpočtem).

8. Plyny rozpuštěné ve vodách

Voda ve styku s plynem se sytí složkami, které plyn obsahuje. Rozpustnost plynu ve vodě je ovlivňována:

1. Parciálním tlakem plynu

2. Teplotou

3. Složením vody

4. Složením plynu

Rozpustnost plynu v kapalině je dle Henryho zákona závislá na parciálním tlaku tohoto plynu nad kapalinou: c = k.p

Kde c je koncentrace plynu ve vodě po dosažení rovnováhy – nasycení [mg.l-1]; p je parciální tlak plynu [kPa], k je konstanta. Rovnici lze použít pro výpočet rozpustnosti plynu ve vodě c2 při tlaku p2 ze známé hodnoty rozpustnosti c1 dosažené při tlaku p1:

$$c_{2} = \frac{c_{1}p_{2}}{p_{1}}$$

Např. rozpustnost O2 ve vodě je při tlaku 100 kPa a teplotě 20 °C 44 mg.l-1. Při tlaku vzduchu 100 kPa a obsahu O2 v něm 21 % (objemových) je parciální tlak O2 21 kPa a jeho rozpustnost ve vodě je za uvedených teplotních podmínek při styku se vzduchem 9,24 mg.l-1.

Rozpustnost plynů se s rostoucí teplotou snižuje, což lze dokumentovat na příkladu rozpustnosti O2 ve vodě při jeho parciálním tlaku 100 kPa:

Teplota (°C) 0 10 20 30 Rozpustnost (mg.l-1) 68,6 53,6 43,7 36,7

Rozpustnost plynů závisí do jisté míry i na složení vody. Např. s rostoucí koncentrací solí se rozpustnost plynů ve vodě poněkud zvyšuje. Tyto rozdíly však nejsou výrazné. Podstatné pro rozpustnost plynu ve vodě je jeho složení, a je pro jednotlivé plyny značně odlišná.

Mimořádný význam v chemii a biologii vody má rozpuštěný molekulární kyslík, který je rozhodujícím faktorem biologických procesů v tomto prostředí probíhajících a má také zásadní význam v procesech koroze materiálů. Do vody přichází z větší části ze vzduchu, jehož složení v objemových procentech je následující: 78,09 % N2, 20,94 % O2, 0,93 Ar, 0,03 % CO2 a 0,01 ostatních plynů. Ve vodě je kyslík více rozpustný než dusík, a proto vzduch rozpuštěný ve vodě obsahuje více kyslíku než vzduch atmosférický (při teplotě 10 °C 35,6 %), což má význam pro biosféru vodního prostředí.

Rozpustnost plynů při teplotě 20 °C tlaku 100 kPa:

Plyn Rozpustnost ve vodě (mg.l-1) Kyslík 43,7 Dusík 19 Oxid uhličitý 1707 Chlor 7280

9. Charakteristika přírodních vod srážkových, podzemních a povrchových

Srážková voda

Je charakterizován nízkým obsahem látek v ní obsažených. Jejich zdrojem je ovzduší, kterým prochází. Jsou to v prvé řadě částice velikosti koloidních nebo jemné suspenze. Pravidelnou součástí srážkové vody je kyselina uhličitá, resp. oxid uhličitý. Je nedílnou součástí ovzduší a ve srážkové vodě zvyšuje její schopnost rozpouštět minerální látky (uhličitany), kterými se voda obohacuje prosakováním do půdy a hornin. Mineralizace srážkové vody je velice nízká, obvykle nedosahuje 10 mg.l-1. Z toho vyplívá i její nízká tlumivá kapacita (určená koncentrací HCO3-), která je v přítomnosti zvýšených koncentrací kyselinotvorných oxidů snadno překročena. Tato skutečnost má závažné důsledky pro biosféru známým kalamitním účinkem takzvaných kyselých dešťů, při němž hynou lesní porosty. Ke kyselinotvorným oxidům patří především oxid sírový SO3 a oxidy dusíku, které s vodou reagují za vzniků kyselin, sírové příp. dusičné. Zatímco pro rostliny neškodná kyselina uhličitá nesníží pH srážkové vody pod cca 5,5, uvedené kyseliny mohou způsobit pokles pH i pod 4,0. Zdrojem oxidu sírového je spalování uhlí se zvýšeným obsahem síry, zejména v tepelných elektrárnách nevybavených záchytem znečištění ze spalných plynů. Při spalování vzniká SO2, který je oxidován vzdušným kyslíkem na SO3. Zdrojem oxidů dusíku jsou výfukové plyny spalovacích motorů, obsahující NO a NO2, souhrnně označované NOx. Oxid dusnatý je oxidován vzdušným kyslíkem na NO2. Pro eliminování produkce oxidů dusíku je požadováno čištění výfukových plynů pomocí katalyzátorů. Zdrojem oxidů dusíku jsou však i atmosférické elektrické výboje, např. při bouřkách.