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科学に詳しくない素人な質問で申し訳ないですが。
水の飽和溶存酸素量の変化について調べています。
瓶に水(イオン交換水)を放置していると溶存酸素量はどの程度変化するのでしょうか?
また、試してみた事ですが水温40℃で溶存酸素量3.0[mg/L]の水温を短期間で25℃にした際にもう一度溶存酸素量を計測すると8.0[mg/L]近い数値が出ました。
現在、水温50℃の水をサンプリングして計測しているのですが、計測器は0~40℃が許容範囲でそれ以上だと参考値になってしまいます。水温50℃の水の溶存酸素量を正確に計測するいい方法を教えてください。

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A 回答 (2件)

 溶存酸素を、試料を容器に採取して測定したり、開放系で測定する事はナンセンスです。


 溶存酸素計の電極を流通型容器に差し込み、試料をポンプで吸い上げて送り込めば、周囲の酸素の影響はなくなります。
 測定に必要な試料量は少なくても良いので、ポンプ送り込み速度をゆっくりにすると水温が下がり40℃くらいになるかもしれません。下がらない場合は、送り込み導管の一部を金属管にし、この部分を水を入れたバケツに沈めれば、水温は下がります。
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酸素の溶解量は温度と周囲の空気の酸素濃度に依存します.


温度が低く,周囲の酸素濃度が高ければ高濃度に溶解します.
常温,かつ,常圧の空気が接触している状態では,だいたい 7~8 mg/Lくらいの濃度で安定すると思います.
通常の水は空気にふれた状態で作るので,イオン交換水だろうがなんだろうが,この程度の酸素濃度にあるはずです.
40℃ で 3mg/L だった水も,冷やす過程でも空気が接触しているわけですから,その空気から追加の溶解がおこり,8 mg/L とかの値になっただけではないでしょうか.

50℃の水に限らず,サンプリングした水を空気に触れさせては何にもなりません.だからといって窒素置換とかすれば,こんどは酸素が出て行ってしまいます.基本的にはその場測定するしかないということでしょうね.

50℃での測定ですが,表示がおかしくなるだけで,たいていの電極は50℃でも平気でしょう.参考値でも,空気飽和のときの濃度値が文献等と比べて正しく出ているなら問題なし,ずれていても,たとえば8掛けになっているとかがわかればその補正係数を求めておいて処理すればいいだけだと思います.
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その算出式をどなたかわかりませんでしょうか?

例:純水で水温30℃で60mmHg absの時の溶存酸素は何ppbになるか?

もし知っておられましたらご連絡お願いします。

Aベストアンサー

直接のお答えでなくて済みません。
酸素の溶解度760mmHgで20℃8.84mg/L(大体8.84ppm) 0℃で14.16mg/L(同14.16ppm)、ヘンリーの法則から酸素分圧と溶解度は比例する。↓
http://www.krkjpn.co.jp/glossary/01.html
高温側の値がないので英文もを探しました。↓この溶解度グラフでは20℃で8.8mg/L!
http://www.engineeringtoolbox.com/air-solubility-water-d_639.html
あとはこのグラフの30℃での値を読み(大体7.3mg/L、7.3ppm)ヘンリーの法則を利用して60/760→0.57(ppm)→570ppb
こんなところではないでしょうか?
m(_ _)m

Q溶解度と飽和溶存酸素濃度

値は化学便覧からの抜粋です.
酸素の飽和溶存酸素濃度は20℃で8.84mg/L.
同じく酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL.
この溶解度から飽和溶存酸素濃度をmg/Lでだそうとしたところ,
(0.0283/22.4)×32=0.04043g/L=40.43mg/L
となってしまいました.

計算が間違っているのでしょうか?どなたか教えていただけると助かります.

Aベストアンサー

#1です. 訂正と追加情報です.
#2の変更
>>同じく酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL.
>これは 酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/L (←水1L当たり)が正しいハズ. )
はこちらの思い込みによる全くの間違いで, 混乱させてすみません. お詫びしてこの部分は撤回します.

正しくは元の『酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL.』どおりでした.
但しこれは水1mL当たり0.0283mLで, 0℃1atm換算の体積という意味でした.

手元の化学の参考書だと, 酸素は20℃で0.0283mL/mLではなく, 0.031mL/mLです(0℃1atm換算の体積).
これを元に計算すると
(0.031/22.4)×0.20×32=0.008857g/L≒8.86mg/L
で, かなり『酸素の飽和溶存酸素濃度は20℃で8.84mg/L.』と良く一致することを追加情報として報告します.でも,実はおそらく,手持ちの参考書の方が化学便覧に採用されたデータを元に換算して載せているという順序なのでしょう.
ただし.これでご質問の食い違いの基本的理由と正しい計算方法は納得いただけたのではないでしょうか.こちらの混乱もあってすみませんでした.

#1です. 訂正と追加情報です.
#2の変更
>>同じく酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL.
>これは 酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/L (←水1L当たり)が正しいハズ. )
はこちらの思い込みによる全くの間違いで, 混乱させてすみません. お詫びしてこの部分は撤回します.

正しくは元の『酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL.』どおりでした.
但しこれは水1mL当たり0.0283mLで, 0℃1atm換算の体積という意味でした.

手元の化学の参考書だと, 酸素は20℃で0.0283mL/mLではなく, 0.031mL/mLです(0℃1atm換算の体積)....続きを読む

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Aベストアンサー

mol/molで構いません。
実際に計算するときは体積を考えながら始めるでしょうが、最後はmol同士も打ち消しあってしまうので、無名数(スカラー)になってしまいます。
頻繁に使われる溶解平衡になってしまいます。平衡状態では#1のお答えのような疑問は無いと思います。
気体と液体の温度が違ったり、気体をバブルしたり、等の「化学工学的」ファクターが入ってくると、一昔前なら「超大型コンピュータ」の出番でしたが。^^
なお、実際に調べてみると水の中の酸素濃度が非常に低いので驚くと思います。

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Aベストアンサー

> 2.がそうなる理由・原理のようなものがわかると,さらに助かります。

いや,繰返しなんだけど,飽和と平衡って同じことだと.
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Aベストアンサー

> 塩化物イオンと飽和DO濃度は関係が無いように思えます。

酸素などの気体分子であっても、溶媒分子と全く相互作用を
しないわけではないと思います。

一部が炭酸イオンに変わる二酸化炭素ほどではないにせよ、
酸素のような二原子分子であれば、一時的な電荷の偏りに
よって、溶媒分子との間に分子間引力が発生するはずです。

特に、溶媒分子の極性が大きい水などであれば、そちらの
電荷に誘起される形での電荷の偏りも発生するでしょうから、
水素結合に似た状況になるものと推測されます。

このため、塩化物イオンに限らず、イオン濃度が高くなるほど、
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  (ご質問の趣旨からは外れるかとは思いますが(汗)、
  念のため、ということで・・・)

> 塩化物イオンと飽和DO濃度は関係が無いように思えます。

酸素などの気体分子であっても、溶媒分子と全く相互作用を
しないわけではないと思います。

一部が炭酸イオンに変わる二酸化炭素ほどではないにせよ、
酸素のような二原子分子であれば、一時的な電荷の偏りに
よって、溶媒分子との間に分子間引力が発生するはずです。

特に、溶媒分子の極性が大きい水などであれば、そちらの
電荷に誘起される形での電荷の偏りも発生するでしょうから、
水素結合に似た状況になるものと推測されます。

このため、塩...続きを読む


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