Facteurs influant sur la solubilité de l’oxygène dans l’eau

Tout comme les solides, les gaz peuvent se dissoudre dans l’eau. L’oxygène dissous est particulièrement important. Sans l’oxygène dissous dans l’eau, les rivières, les lacs et les océans seraient dépourvus de vie parce que les organismes aquatiques comme les poissons ont besoin d’oxygène pour survivre. Par conséquent, les facteurs affectant la solubilité de l’oxygène sont une considération importante pour la santé des milieux aquatiques.

Pression partielle

Lorsque vous avez un mélange de gaz comme l’air, la pression partielle est la quantité de pression que n’importe lequel de ces gaz aurait si, à lui seul, il prenait tout le volume occupé par le mélange. Plus la pression du mélange augmente, plus la pression partielle augmente, et plus la concentration d’un gaz dans le mélange augmente, plus la pression partielle augmente également. La solubilité de l’oxygène dans l’eau est directement proportionnelle à la pression partielle, de sorte que l’augmentation de la concentration d’oxygène ou l’augmentation de la pression ambiante provoque la dissolution d’une plus grande quantité d’oxygène dans l’eau.

Température

Une température plus élevée (mais pas toujours) rend les solides plus solubles dans l’eau. Cependant, avec des gaz comme l’oxygène, il a l’effet contraire. Il est facile de comprendre pourquoi si l’on pense au gaz au niveau moléculaire. Plus la température est élevée, plus les molécules d’oxygène se déplacent rapidement, et plus il devient facile pour les molécules d’oxygène de s’échapper de la surface de l’eau. Par conséquent, l’augmentation de la température rend l’oxygène moins soluble et l’oxygène est plus soluble dans l’eau froide.

loi d’Henry

La loi de Henry est une équation simple qui relie la solubilité d’un gaz comme l’oxygène (en moles par litre) à sa pression partielle à une température donnée. L’équation est normalement écrite s = kH P, où s est la solubilité, kH est une constante qui dépend du gaz, du solvant et de la température, et P est la pression partielle. Pour l’oxygène dans l’eau à 20 degrés Celsius, par exemple, la constante kH est de 1,3 x 10^-3 moles par litre atm. Ainsi, si vous connaissez la pression partielle de l’oxygène à cette température, vous pouvez facilement calculer sa solubilité.

Considérations

Une humidité élevée réduit très légèrement la pression partielle de l’oxygène dans l’air, de sorte qu’une humidité élevée réduit la solubilité de l’oxygène. Parfois, l’eau peut être pauvre en oxygène pour des raisons ayant peu de rapport avec la solubilité. Lors de la prolifération d’algues, par exemple, les bactéries qui décomposent les algues mortes consomment la plus grande partie de l’oxygène disponible dans l’eau, créant ainsi un environnement pauvre en oxygène. Dans une telle situation, le problème n’est pas que l’oxygène est moins soluble en soi, mais plutôt qu’il est consommé rapidement par les décomposeurs de l’écosystème.