Vì sao phải sục bể cá

Oxy (O₂) là một chất khí ít tan trong nước. Đây là một đặc tính hóa học quan trọng có ảnh hưởng lớn đến sự sống trên Trái Đất.

---

Tại Sao Oxy Lại Ít Tan Trong Nước?

Nguyên nhân chính nằm ở sự khác biệt về tính phân cực của phân tử oxy và phân tử nước.

1. Phân tử Nước (H₂O): Là một phân tử phân cực mạnh. Do nguyên tử oxy có độ âm điện lớn hơn nhiều so với hydro, nó sẽ “hút” các electron về phía mình, tạo ra một đầu mang điện tích âm (phía oxy) và hai đầu mang điện tích dương (phía hydro).
2. Phân tử Oxy (O₂): Là một phân tử không phân cực. Nó được cấu tạo từ hai nguyên tử oxy giống hệt nhau, chia sẻ electron một cách đồng đều. Do đó, không có sự chênh lệch điện tích ở hai đầu của phân tử.

Quy tắc hòa tan cơ bản trong hóa học là “chất tương tự tan trong dung môi tương tự” (like dissolves like). Các chất phân cực sẽ dễ dàng hòa tan trong dung môi phân cực, và ngược lại. Vì nước phân cực mạnh còn oxy thì không phân cực, nên lực tương tác giữa các phân tử nước và oxy rất yếu, dẫn đến việc oxy rất khó hòa tan vào trong nước.

---

Python code cho hình:

from rdkit import Chem
from rdkit.Chem.Draw import MolsToGridImage
# Create molecule objects from SMILES strings
h2o_smiles = 'O'
o2_smiles = 'O=O'
h2o = Chem.MolFromSmiles(h2o_smiles)
o2 = Chem.MolFromSmiles(o2_smiles)
# Generate the grid image
molecules = [h2o, o2]
legends = ['Water (H₂O) - Polar', 'Oxygen (O₂) - Nonpolar']
img = MolsToGridImage(molecules, molsPerRow=2, subImgSize=(300, 300), legends=legends)
# Save the image to a file
img.save('molecules.png')

---

Tầm Quan Trọng Của Lượng Oxy Hòa Tan (DO)

Mặc dù oxy tan ít, lượng oxy hòa tan nhỏ nhoi này lại cực kỳ quan trọng đối với hệ sinh thái dưới nước. Hầu hết các sinh vật sống trong nước, từ cá, tôm đến các vi sinh vật, đều cần oxy hòa tan (ký hiệu là DO – Dissolved Oxygen) để hô hấp.

Khi nồng độ DO trong nước giảm xuống quá thấp (thường do ô nhiễm hoặc nhiệt độ tăng cao), các sinh vật dưới nước sẽ không thể tồn tại, gây ra hiện tượng cá chết hàng loạt.

Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Độ Tan Của Oxy

Độ tan của oxy trong nước không cố định mà bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố:

• Nhiệt độ: Khi nhiệt độ của nước tăng lên, độ tan của oxy sẽ giảm xuống. Đây là lý do tại sao các vùng nước ấm thường có ít oxy hơn nước lạnh.
• Áp suất: Khi áp suất của khí oxy trên bề mặt nước tăng lên, lượng oxy hòa tan cũng sẽ tăng theo.
• Độ mặn: Nước càng mặn thì khả năng hòa tan oxy càng kém. Lượng oxy hòa tan trong nước biển luôn thấp hơn trong nước ngọt ở cùng điều kiện.