Alla terza pagina sulle solubilità, il seguente testo:
 

 
Esaminiamo i limiti di saturazione di alcune sostanze in acqua, che come abbiamo visto è il solvente per eccellenza e, in ogni caso, quello che più ci interessa.
 
....

• gas O₂ (ossigeno): 9,1 mg/l a 25°C
  
• gas CO₂ (anidride carbonica): 1450 mg/l a 25°C
  Però!… In fondo è molto solubile, chissà perché è così difficile scioglierla in acqua?…
  
• gas Cl₂ (cloro): più di 6 g/l a 25°C, ovvero 6000 mg!
  Un campione di solubilità! E’ presente nelle acque di rubinetto come disinfettante.
  

... andrebbe modificato in questo modo:

Esaminiamo i limiti di saturazione di alcune sostanze in acqua, che come abbiamo visto è il solvente per eccellenza e, in ogni caso, quello che più ci interessa. Per i gas, consideriamo la soluzione sottoposta alla normale pressione dell'aria (1 atm di aria).

....

• gas O2 (ossigeno): 9,1 mg/l a 25°C
  
• gas CO₂ (anidride carbonica): 0,6 mg/l a 25°C
  
• gas Cl2 (cloro): praticamente nullo
  

In alternativa, se preferite, può essere modificato così:

Esaminiamo i limiti di saturazione di alcune sostanze in acqua, che come abbiamo visto è il solvente per eccellenza e, in ogni caso, quello che più ci interessa. Per i gas, consideriamo la soluzione sottoposta ad 1 bar di gas puro.

....

• gas O2 (ossigeno): 42 mg/l a 25°C
  
• gas CO₂ (anidride carbonica): 1450 mg/l a 25°C
  Però!… In fondo è molto solubile, chissà perché è così difficile scioglierla in acqua?…
  
• gas Cl₂ (cloro): più di 6 g/l a 25°C, ovvero 6000 mg!
  Un campione di solubilità! E’ presente nelle acque di rubinetto come disinfettante.
  

​

cicerchia80 ha scritto: ↑

22/11/2022, 13:57

​

​
E allora lascia così, tanto è un dettaglio più scientifico che altro! Vedo che l'articolo è molto vecchio, l'ho letto adesso e ho notato l'errore.
Correggere almeno il dato dell'ossigeno (nella seconda ipotesi) sarebbe comunque molto rapido, almeno credo. Ma...  fate vobis! ​

​​​

cicerchia80 ha scritto: ↑

23/11/2022, 23:02

. .. Non ti stavo ignorando
Non ho avuto tempo di passare

Ah ok, pensavo semplicemente non volessi toccare nulla!
 

cicerchia80 ha scritto: ↑

23/11/2022, 23:02

Mi sono andato a ripassare l'articolo

Basta leggere solo la piccola parte che per comodità ho riportato nel primo post.
 

cicerchia80 ha scritto: ↑

23/11/2022, 23:02

Che la solubilità dell'ossigeno sia 9.1 lo si trova in parecchie tabelle

Si, infatti anche nel mio articolo sull'aeratore scrivo che la solubilità è 8.7 mg/l! (trascuriamo le piccole differenze, dovute magari alla temperatura di riferimento o altro). Ma sai a quale pressione (di ossigeno) ci ritroviamo questo valore?
Purtroppo questa domanda va sempre posta perché la solubilità dei gas non è mai MASSIMA. Rispetto alla solubilità dei solidi, oltre che dalla temperatura (che ipotizziamo sempre 20-25°C) dipende moltissimo dalla pressione applicata, perché è proporzionale alla pressione applicata: se ad esempio raddoppi la pressione allora se ne discioglie il doppio; se invece dimezzi la pressione se ne discioglie la metà. E così via.
 
Leggi bene nel mio post iniziale la mia prima proposta di modifica articolo, dove lascio inalterato la solubilità dell'ossigeno a 9 mg/l, e modifico gli altri due gas citati dall'autore. Leggi soprattutto il riferimento di pressione applicata che ho scritto all'inizio (sempre in rosso).
Poi leggi bene la seconda alternativa di modifica articolo, dove al contrario modifico solo il valore dell'ossigeno, e lascio inalterati gli altri due gas citati (leggi il diverso riferimento di pressione applicata che ho scritto!).
​

cicerchia80 ha scritto: ↑

23/11/2022, 23:02

Quella della CO₂ boh... Ma penso alle acque tipo ferrarelle che ne ha oltre 2000
Valore ben distante da quello che hai scritto tu

Hai perfettamente ragione: 2000 e passa mg/l di CO₂ disciolti è un valore ben distante dallo 0,6 mg/l che ho scritto io! ​
Ma se per questo, 2000 mg/l è un valore distante (in modo non trascurabile) anche dai 1450 mg/l indicati nell'articolo. E sai perché abbiamo questi valori ben diversi? Sempre per le differente ipotesi di pressione applicata (ipotesi di pressione però che purtroppo non viene mai citata, da qui la confusione): 1 bar di CO₂ pura nell'articolo (che comportano 1450 mg/l disciolti), 1.6 bar di CO₂ pura nella bottiglia di Ferrarelle (che comportano i 2300 mg/l disciolti che citavi tu), 1 bar di aria nel caso che proponevo (che comportano 0.6 mg/l disciolti).
Come vedi, sono tutte ipotesi di pressioni molto diverse. E riguardo all'aria, se la pressione dell'aria è 1 bar (o 1 atmosfera, trascuriamo la piccola differenza), quale sarebbe la pressione parziale della sola CO₂?
Semplice: la CO₂ costituisce lo 0.04% dell'aria, per cui anche la sua pressione parziale è lo 0.04% di 1 bar, cioè 0.00004 bar. Quindi se 1 bar di CO₂ ne fa sciogliere in acqua 1450 mg/l, 0.0004 bar di CO₂ ne faranno disciogliere solo 1450 x 0.0004 =  0.6 mg/l (in pratica, mettendo una bacinella di osmotica sterile a contatto con l'aria ti fa trovare 0.6 mg/l di CO₂ all'equilibrio).
E 1.6 bar di CO₂ (nella Ferrarelle) ne fanno disciogliere 1450 x 1.6 = 2320 mg/l , il valore che citavi tu prima come esempio (dove appunto la pressione è però di 1.6 bar di CO₂ pura, e infatti la bottiglia è bella tosta rispetto alle bottiglie di acqua liscia, per resistere alla pressione più elevata).
E se per questo, nella bottiglia di Coca-Cola i produttori spingono la CO₂ a pressione ancora maggiore (4.4 bar), e quindi se ne discioglie ancora di più della Ferrarelle (oltre 6500 mg/l!), quindi perfino quel 1450 mg/l indicato in articolo lascerebbe il tempo che trova (se non specifichi una pressione di riferimento).
 
Passiamo all'ossigeno.
Il discorso è identico: se sottoponi l'acqua ad 1 bar di ossigeno puro, ti ritrovi 42-43 mg/l di ossigeno all'equilibrio. Se sottoponi 1 bar di aria, poiché l'ossigeno costituisce il 20% dell'aria, la sua pressione parziale sarà 0.2 bar: moltiplicando 42-43 per 0.2 ottieni i famosi 8-9 mg/l di ossigeno che citavi (cioè quelli che trovi lasciando la bacinella di osmosi sterile a contatto con l'aria).
 
Del resto, cercando semplicemente oxygen solubility, guarda cosa trovi come primo risultato:
​  
Infine prendiamo il cloro.
Stesso discorso: ne trovi disciolti in acqua 6000 mg/l come è scritto nell'articolo, solo se sottoponi l'acqua ad 1 bar di cloro gassoso puro. Se lo sottoponi ad 1 bar di aria, dove il cloro gassoso è praticamente assente (perché è un gas reattivo e instabile), avrai all'equilibrio che il cloro disciolto in acqua è 0. E ci troviamo col fatto che ripetiamo sempre, che il cloro disciolto sparisce TOTALMENTE dall'acqua dopo 24 ore massimo (clorammine a parte che restano disciolte in questo stato solido più a lungo, ma essendo solido non conta in questo discorso).
 

QUINDI:
Per la solubilità dei gas devi sempre fissare una pressione di riferimento. E questa pressione deve essere coerente in tutti i vari gas che citi come esempi.
L'errore nell'articolo è stato mischiare insieme la solubilità dell'ossigeno a contatto con l'aria (risultato: 9 mg/l), insieme alla CO₂ a contatto con 1 bar di CO₂ pura (risultato: 1450 mg/l) e il cloro a contatto con 1 bar di cloro puro (risultato: 6000 mg/l).
Per coerenza, devi o considerare i 3 gas sempre sottoposti ad 1 bar di gas puro (e quindi la solubilità dell'ossigeno va aumentata a 42-43 mg/l), oppure (la seconda alternativa che proponevo) consideri tutti e 3 i gas al semplice contatto con l'aria, quindi sottoposti tutti ad 1 bar di aria (e quindi lasci l'ossigeno a 9 mg/l ma riduci i valori degli altri due gas citati, cioè abbassi la CO₂ a 0.6 mg/l e il cloro a 0 mg/l).

​

cicerchia80 ha scritto: ↑

24/11/2022, 11:38

oltre questo, anche quando di parla di pesci nel loro habitat, si ragiona sempre a pressioni dell'aria

Perfetto! Allora alla pressione dell'aria devi coerentemente dire che la CO₂ è 0.6 mg/l e il cloro è assente.

​Eccomi caro,
leggi tutto con molta pazienza! ​

cicerchia80 ha scritto: ↑

24/11/2022, 20:12

Quando di va a parlare della legge di Henry

Avevo saltato la lettura di quest'ultima parte, l'ultima pagina dell'articolo. Ci sono purtroppo altri errori da correggere, e adesso ho capito da cosa derivano!
 
Inizio quindi dal descriverti il suo errore di fondo, poi passo a come eventualmente correggere l'articolo.
 
Mazzei descrive benissimo la legge di Henry, per la quale a pressioni minori corrisponde in modo proporzionale meno gas disciolto nell'acqua, e viceversa a pressioni maggiori.
Ma il problema è questo: lui crede davvero che il discioglimento di ciascun gas abbia un limite superiore assolutamente invalicabile nella realtà, una solubilità massima oltre quale perfino la legge di Henry diventa solo teorica. Cioè oltre quella solubilità massima, la pressione ricavabile dalla stessa legge di Henry diventa per lui solo "ipotetica". Questi limiti invalicabili li ha presi da wikipedia o altri testi, ma non ha capito che non sono limiti invalicabili (come invece lo sono effettivamente quelli che trovi per i "sali"). Sono semplicemente i valori di discioglimento del gas che lo studio determina nell'acqua quando la sottoponi ad 1 bar dello stesso gas, oppure ad 1 atm di una miscela chiamata "aria".
Infatti nell'ultima pagina dell'articolo, riguardante la legge di Henry, scrive:

Per esempio, supponiamo di introdurre anidride carbonica fino ad avere, all’equilibrio, una pressione di 1 atm. E’ una situazione che grosso modo può capitare in una bottiglia di acqua gassata chiusa ermeticamente.
Bene, la legge di Henry ci dice che per ogni litro di acqua che ho messo nel mio recipiente, all’equilibrio, dovrei trovare poco meno di un grammo e mezzo di anidride carbonica disciolta (quasi 1500 mg/l per intenderci).
Ho scritto “dovrei”, perché l’anidride carbonica, a temperatura ambiente, oltre i 1450 mg/liltro satura e non riesce più a stare in soluzione.

Quindi secondo Mazzei, nella Ferrarelle in cui la CO₂ viene insufflata ad 1.6 bar, non troviamo i 2350 mg/l di CO₂ che ci aspetteremmo dalla legge di Henry, bensì solo 1450 mg/l che è il limite "MASSIMO". La legge di Henry quindi diventa a questo punto solo teorica. E secondo lo stesso ragionamento, anche nella Coca-Cola dove la CO₂ viene insufflata a 4.4 bar, non troviamo 6500 mg/l di CO₂ bensì solo e sempre il famigerato limite massimo di solubilità, cioè 1450 mg/l.... 
Non è così ovviamente! Nella Ferrarelle, ad esempio abbiamo effettivamente 2390 mg/l di CO₂ disciolta, con buona pace di quello che lui crede sia un limite invalicabile:
​ E naturalmente è così anche per la Coca-Cola. Con buona pace del limite invalicabile di 1450 mg/l, grazie alla pressione di 4.4 bar dentro 1 litro ci sono realmente 6600 mg/l di CO₂ (oppure possiamo dire in modo equivalente che nella bottiglietta da 330 ml, che è circa un terzo di un litro trovi 2200 milligrammi) :
​  
Passiamo all'ossigeno:

Una bottiglia chiusa, con un litro d’acqua e 1 atm di ossigeno sopra, tenderebbe ad accumulare solo 42 mg scarsi di O₂. Anche qui… “tenderebbe”; come sapete, a 25 gradi di temperatura, sopra i 9 mg/litro l’ossigeno satura (l’origine del pearling, come abbiamo visto).

Le parti evidenziate in blu nelle due citazioni dell'articolo sono degli orrori che vanno semplicemente cancellati in toto dall'articolo. Tra l'altro, nel caso dell'ossigeno l'autore ha preso questo valore di 9 mg/l che si riferisce alla pressione di 1 atm di aria, cioè ad una pressione di ossigeno di sole 0.2 atm, quindi è un valore anche più basso di quello che avrebbe ad 1 bar di ossigeno, e ha creduto che questo costituisce comunque il famoso "limite invalicabile" per questo gas: quindi con 1 bar (5 volte di più) dovremmo avere per la legge di Henry 43-45 mg/l ma ne troviamo sempre e comunque 9 perché è il "limite" oltre il quale l'ossigeno "satura".... Ovviamente no, ne troviamo davvero 43 mg/l. E anche magari con 10 bar di ossigeno, secondo lui dovremmo ipoteticamente trovarci per Henry 430 mg/l (10 volte 43 mg/l), ma ci ritroviamo sempre 9 mg/l perché questo è il valore oltre il quale satura. Non è così, ovviamente.
Se l'ossigeno lo insuffliamo a 10 bar, nell'acqua ci ritroviamo 430 mg/l di ossigeno disciolti. AMEN.
 
Quel "limite di solubilità"  di ciascun gas (che infatti alla pagina 3 dell'articolo l'autore ha mischiato citando insieme nello stesso elenco gas e sali, come se fossero davvero sovrapponibili, mentre SOLO per i sali costituiscono davvero dei valori massimi!), quei valori che ha probabilmente trovato da wikipedia o altre fonti, non sono limiti superiori invalicabili, ma sono semplicemente riferiti alla pressione di 1 bar di quel gas oppure ad 1 atmosfera di aria, solo perché quella pressione è il tipico standard di riferimento utilizzato negli studi.
 
Per inciso, utilizzare 1 bar di gas puro come riferimento paritetico per tutti i gas è abbastanza logico perché permette un vero confronto su quale gas abbia più affinità con l'acqua. E così scopriamo ad esempio che visto che 1 bar di ossigeno ne fa sciogliere solo 43 mg/l, mentre 1 bar di CO₂ ne fa disciogliere 1450 mg/l, ne ricaviamo che la CO₂ è sicuramente molto più "affine" all'acqua (grazie ai momenti polari della molecola di CO₂ che si legano meglio alla molecola d'acqua, ma è inutile approfondire).
Determinare invece il discioglimento del gas a contatto con 1 atm di aria è utile per i risvolti pratici, ma chiaramente essendo le pressioni esercitate ciascun gas della miscela dell'aria molto differenti tra loro (0.8 atm di azoto, 0.2 atm di ossigeno, soli 0.0004 atm di CO₂, 0 atm di cloro ecc), non permette un confronto paritetico per capire chi è più "affine" all'acqua. Questa parte comunque è ben spiegata nell'articolo a pag 5.
 
Quindi, in conclusione, volevi capire i numeri?
Ok, prendiamo come riferimento i valori ad 1 bar di gas puro, e a temperatura circa 25°C (ma in questo discorso la precisione non è importante, c'è un problema di sostanza da correggere):
 
ossigeno disciolto ad 1 bar di pressione di ossigeno: 43 mg/l
CO₂ disciolta ad 1 bar di pressione di CO₂: 1450 mg/l
cloro disciolto ad 1 bar di pressione di cloro: oltre 6000 mg/l (non ho verificato, prendo per buono quello in articolo)
 
Da quei valori di sopra, rilevati sperimentalmente, è come se avessimo ricavato la costante della legge di Henry, e quindi puoi ricavarti quanto gas si discioglie a qualsivoglia pressione, facendo una semplice moltiplicazione per la pressione effettiva.
 

Ad esempio , se vogliamo sapere a 10 bar di pressione di gas puro, quanto ne troviamo disciolto nell'acqua, basta moltiplicare per 10:
ossigeno disciolto a 10 bar di pressione di ossigeno: 42 x 10 = 420 mg/l

CO₂ disciolta a 10 bar di pressione di CO₂: 1450 x 10 = 14500 mg/l (attenzione che sui 60 bar la CO₂ diventa liquida e le cose cambiano)
cloro disciolto a 10 bar di pressione di cloro: 6000 x 10 = 60000 mg/l
 
O ancora, pensando al contatto dei gas con l'aria a temperatura ambiente:


ossigeno disciolto ad 1 bar di aria, quindi 0.2 bar di ossigeno: 43 x 0.2 = 8.6 mg/l
CO₂ disciolta ad 1 bar di aria, quindi 0.0004 bar di CO₂: 1450 x 0.0004 = 0.6 mg/l
cloro disciolto ad 1 bar di aria, cioè praticamente 0 bar di cloro: 6000 x 0 = 0 mg/l
 
​

cicerchia80 ha scritto: ↑

24/11/2022, 20:12

Non ho capito però perché l'ossigeno diventa 9 mg/l e non 20

L'ossigeno è presente al 20% nell'aria, quindi se la pressione dell'aria è circa 1 bar, quella esercitata dall'ossigeno sarà circa 0.2 bar. Allora se ad 1 bar trovi 43 mg/l di ossigeno disciolto, a 0.2 bar per la legge di Henry ne trovi 43 x 0.2 = 8,6 mg/l (ora non pensiamo al valore preciso se sia 9 o 8.6, non importa qui, dipende da temperatura e dalle approssimazioni ecc).





 


Aggiunto dopo 4 minuti 3 secondi:
Passiamo per finire alla parte pratica, cioè a come poter correggere l'articolo (da leggere se hai capito quanto ho scritto prima ​ ) :

cicerchia80 ha scritto: ↑

24/11/2022, 20:12

Stesso discorso lo fa con il cloro... Diciamo che la parte che hai quotata, non andava proprio scritta, oppure andava detto che:
Nel caso i 2 gas (3 con il cloro) fossero stati in un contenitore chiuso
La massima solubilità in acqua sarebbe stata molto maggiore, perché sottoposta ad una pressione di un Bar con in gioco solo gas puro, e non  nelle loro percentuali (0.04)

Secondo me potremmo fare così:
a pagina 3 eliminiamo completamente i riferimenti ai gas, lasciando solo i sali (che tra l'altro è molto più coerente perché la saturazione dei sali è un discorso diverso):

Esaminiamo i limiti di saturazione di alcune sostanze in acqua, che come abbiamo visto è il solvente per eccellenza e, in ogni caso, quello che più ci interessa.

• NaCl (sale da cucina): 358 grammi per litro d’acqua (a 20 °C)
  
• KNO₃ (nitrato di potassio): 320 g/l a 20 °C
  Forse il fertilizzante più usato, in acquario.
  
• MgCO₃ (carbonato di magnesio, o magnesite): 0,1 g/l a 20°C
  Usato da ginnasti e climber; ma con fatica, perché poco solubile, anche dagli acquariofili, per aumentare KH e GH.
  
• gas O₂ (ossigeno): 9,1 mg/l a 25°C
  
• gas CO₂ (anidride carbonica): 1450 mg/l a 25°C
  Però!… In fondo è molto solubile, chissà perché è così difficile scioglierla in acqua?…
  
• gas Cl₂ (cloro): più di 6 g/l a 25°C, ovvero 6000 mg!
  Un campione di solubilità! E’ presente nelle acque di rubinetto come disinfettante.
  

A pagina 5, sulla legge di Henry, correggiamo nel seguente modo:

Torniamo al nostro ultimo esperimento: in esso il liquido è fissato (l’acqua), mentre proveremo a cambiare il gas.
Riprodurremo, con gas diversi, la stessa pressione esercitata sul liquido stesso.
Per esempio, supponiamo di introdurre anidride carbonica fino ad avere, all’equilibrio, una pressione di 1 atm. E’ una situazione che grosso modo può capitare in una bottiglia di acqua gassata chiusa ermeticamente.
Bene, la legge di Henry ci dice che per ogni litro di acqua che ho messo nel mio recipiente, all’equilibrio, dovrei trovare troverò poco meno di un grammo e mezzo di anidride carbonica disciolta (quasi 1500 mg/l per intenderci).
Ho scritto “dovrei”, perché l’anidride carbonica, a temperatura ambiente, oltre i 1450 mg/liltro satura e non riesce più a stare in soluzione.
Lo stesso esperimento, condotto introducendo ossigeno, porta ad un risultato simile, ma quantitativamente molto diverso.
Una bottiglia chiusa, con un litro d’acqua e 1 atm di ossigeno sopra, tenderebbe tende ad accumulare solo 42 mg scarsi di O₂. Anche qui… “tenderebbe”; come sapete, a 25 gradi di temperatura, sopra i 9 mg/litro l’ossigeno satura (l’origine del pearling, come abbiamo visto).
Il raggiungimento di questo stato di equilibrio, in entrambi i casi, può richiedere un po’ di tempo (almeno qualche ora), a meno di non usare qualche accorgimento.
La soluzione più semplice, per accelerare il tutto, sta nell’agitare la bottiglia: ciò non fa altro che aumentare la superficie di contatto tra l’acqua e il gas; questo favorisce moltissimo i fenomeni di scambio.
Ora, facendo un confronto tra i due esperimenti, a parità di pressione esercitata (1 atm) e di solvente (acqua), i due gas (CO₂ e O₂) vanno entrambi all’equilibrio, ma assestandosi su concentrazioni molto diverse.
Il bello è che la CO₂ entra i soluzione in quantità molto maggiore dell’ossigeno. Ma allora come mai, se agitiamo l’acqua dell’acquario con un aeratore, la CO₂ se ne va, mentre l’ossigeno aumenta?
Siamo daccapo?…
No!… Abbiamo quasi tutto quello che ci serve per capire.
Facciamo un altro esperimento (l’ultimo): prendiamo una bottiglia aperta con un litro d’acqua, poi agitiamola a lungo.

 

Questa volta, per accelerare il processo, possiamo anche introdurre un aeratore (e schiacciare tranquillamente un pisolino).
Quanta CO₂ contiene la bottiglia, alla fine?… E quanto ossigeno?
Già… perché in effetti, nell’aria, entrambi i gas sono presenti.
Se potessimo misurare facilmente le concentrazioni in acqua, di questi due gas scopriremmo:

• CO₂: qualche meno di 1 mg/litro.
  Un po’ di più di quanto previsto dalla legge di Henry, perché in effetti la CO₂ reagisce, anche se debolmente, in acqua. Tuttavia, questo non inficia il nostro ragionamento. (è sbagliato: ne troviamo quanto è previsto dalla legge di Henry, cioè 0.6 mg/l; ovviamente ne troviamo un po' di più di quanto previsto dalla legge solo se ci sono fonti costanti e continue di CO₂ come batteri, pesci ecc, e infatti in acquario senza erogazione artificiale ne troviamo tipicamente dai 2 ai 5 mg/l. Ma la piccola parte della CO₂ che reagisce con l'acqua (che poi è meno di un millesimo della CO₂ totale disciolta), che l'autore individua come causa dei 2-5 mg/l presenti in acquario rispetto ai 0.6 mg/l attesi dalla legge di Henry, non c'entra nulla. Anzi verrebbe da dire il contrario, perché quella minuscola parte che reagendo con l'acqua si trasforma in bicarbonati e ioni idrogeno, va a ridurre la CO₂)
  
• O₂: quasi 9 mg/litro
  

Ma…! Come mai…?

Alla fine sono correzioni piccole, è la spiegazione che purtroppo è lunghissima.