Alai

Vatten från kranen innehåller atmosfäriska gaser, som kväve och syre, som är lösta i det. När glaset fyllt med vatten står ute i några timmar stiger temperaturen något (vattnet blir varmare), vilket gör att de upplösta gaserna i glaset kommer ut ur vattnet och bildar bubblor längs glasets insida.

Fyll ett glas med vatten (vid eller under rumstemperatur) och låt det stå ostört i några timmar (du kan göra det här med kranvatten). Du kommer så småningom att märka att mycket små bubblor börjar dyka upp längs glasets sida (på insidan). Varför händer detta?

Gasers löslighet i vatten

Vattnet som kommer ut ur kranar och vattenkranar går genom rör innan det når stora lagringstankar. Därför har vattnet ett högre tryck än normalt (medan det befinner sig i rören) och är också kallare. Dessa två förhållanden är idealiska för att det ska kunna lösa upp vissa gaser som finns rikligt i vår atmosfär, bland annat kväve och syre.

Gaser är mer lösliga i vatten vid kallare temperaturer

Gaser är generellt sett mer lösliga i vatten när det är vid en lägre temperatur. Med andra ord kan man säga att gasers löslighet i vatten minskar när vattentemperaturen ökar. Grafen nedan bör hjälpa till att visualisera hur gasers löslighet varierar med förändrad temperatur.

Den nedåtgående trenden för gasers löslighet med stigande temperatur liknar ganska väl hur ångtrycket ökar med temperaturen. Du förstår, fler gasmolekyler löses upp i vatten när det är kallt. Men när vattnet börjar bli varmare (dvs. temperaturen stiger) ökar också gasmolekylernas kinetiska energi.

Detta gör att dessa molekyler kan röra sig friare och bryta de intermolekylära bindningar som håller ihop dem, och på så sätt fly från lösningen. Därför minskar gasernas löslighet när temperaturen stiger.

Faran för vattenlevande organismer på grund av förändrade vattentemperaturer

Temperaturberoendet av gasers löslighet i vatten har en direkt inverkan på vattenlevande varelsers liv. Vattenlevande varelser som fiskar behöver syre för att överleva, och de får det från vattnet de lever i genom att absorbera det lösta syret (i vattnet) genom sina gälar. Med tanke på att syre är mer lösligt i kallare vatten är det avgörande att temperaturen inte stiger över en viss gräns.

Det är dock precis det som händer nuförtiden, till stor del på grund av mänsklig verksamhet. Kraftverk, till exempel, släpper ut enorma mängder varmt vatten i stora vattenmassor, vilket sedan höjer vattnets temperatur och drastiskt påverkar det akvatiska livet. Det är ett mycket oönskat resultat av ett sådant temperaturberoende av gasernas löslighet.

Gasers löslighet i vatten ökar med ökande tryck

Och även om vätskor och fasta ämnen praktiskt taget inte uppvisar någon förändring av lösligheten med ett förändrat vattentryck, så gör gaser det. Man har observerat att gaser är mer lösliga i vatten vid högre tryck. Kolsyrade drycker är utmärkta exempel på detta fenomen.

Henry’s lag

Effekterna av att ändra vattentrycket på gasers löslighet kan förklaras med en av gaslagarna som kallas Henry’s lag. Den säger att ”mängden löst gas är proportionell mot dess partialtryck i gasfasen”

Det enklaste sättet att förklara detta beroende är att när trycket ökar tvingas gasmolekyler in i lösningen så att det applicerade trycket kan avlastas. Följande bild bör hjälpa till att visualisera detta bättre:

Varför det bildas bubblor i ett glas fullt av vatten över natten

På grund av de två fysikaliska fenomenen som vi diskuterade ovan blir kranvatten en bra kandidat (om än inte idealisk) för att hålla lösta atmosfäriska gaser. Men när detta vatten hälls upp i ett glas och lämnas i rumstemperatur i några timmar börjar trycket sjunka samtidigt som temperaturen börjar stiga.

Detta gör att de lösta gaserna i vattnet kommer ut ur lösningen och bildar bubblor på de ojämna platserna på glasets insida. Eftersom temperaturförändringen inte är så snabb (dvs. vattnet går inte från kallt till brinnande hett på några minuter) tar det några timmar innan bubblorna börjar synas på glaset.