User Tools

Site Tools


saasteainete_kaeitumisest_keskkonnas:kemikaali_moiste:ainete_lahustuvus_vees_ja_jaotuskoefitsient_kow

Aine lahustuvus vees on väga oluline omadus, mis tugevalt mõjutab aine käitumist keskkonnas, tema liikuvust keskkonnas ja organismide vahel, samuti aine imendumist ja jaotumist organismides. Vesi on polaarne vedelik. Hapniku aatom vee molekulis tõmbab elektrone vesiniku aatomitest rohkem enda poole ja selle tulemusena on hapniku aatom negatiivsemalt laetud kui vesiniku aatomid. Positiivse ja negatiivse laengu eraldatust molekulis iseloomustatakse kui polaarsust. Kuna vastasnimelised laengud tõmbuvad, tekib vees vesinikside vesiniku aatomite ja naabermolekuli hapniku aatomi vahel, nii ümbritseb iga vee molekuli neli vee molekuli . Erinevalt veest ei toimu näiteks mittearomaatsetes süsivesinikes positiivsete ja negatiivsete laengute jaotust ning sel juhul on tegemist mittepolaarsete ühenditega. Anorgaanilised soolad on vees lahustuvad, kuna katioonid ja anioonid on tugevas vastastoimes vastasnimeliselt laetud osaga vee molekulist. Samuti on vees suhteliselt hästi lahustuvad mitmed polaarsed orgaanilised ained, mis sisaldavad hapniku või lämmastiku aatomeid, nagu näiteks alkoholid ja amiinid. Kui palju ainet teatud tingimustel saab vees lahustuda, näitab lahustuvus. Aine lahustuvust võib defineerida kui aine maksimaalset hulka, mis lahustub puhtas vees tasakaalutingimustes kindlal temperatuuril. Kõik orgaanilised ained lahustuvad vees mõningal määral, kuigi mitmete ainete kontsentratsioonid vees võivad olla väga madalad, nagu näiteks DDT korral 8,4×10-6 mol/m3. Etanool on aga näide sellisest ainest, mis lahustub vees piiramatult. Näiteid orgaaniliste ainete vees lahustuvusest on toodud tabelis 4.

Ainete polaarsust või mittepolaarsust hinnatakse biokeemias ja keskkonnateadustes hüdrofoobsuse ehk lipofiilsusega. Erinevalt veest, mis on polaarne lahusti, on rasv mittepolaarne ja seetõttu kasutatakse aine mittepolaarsuse iseloomustamiseks mõistet hüdrofoobne (vett kartev) või lipofiilne (rasva armastav). Kui orgaanilisi vedelikke, nagu oktanool ja heksaan, mis ei lahustu vees olulisel määral, segada veega, tekib kahefaasiline süsteem, kus väiksema tihedusega vedelik jääb pinnale. Aine tasakaalulist jaotust eri faaside vahel iseloomustab joonis 23.

Joonis 23. Aine jaotumine kahefaasilises süsteemis oktanool-vesi ja jaotuskoefitsiendi KOW sisu

Enimkasutatav orgaaniline lahusti orgaaniliste ühendite keskkonnas jaotumise iseloomustamiseks on n-oktanool, kuna oktanool on struktuurilt sarnane amfifiilsetele ühenditele rakumembraanides. Amfifiilseteks nimetatakse ühendeid, milles on nii lipofiilne kui ka hüdrofiilne osa, nagu näiteks rakumembraanide koostises olevad fosfolipiidid. Oktanooli ja vee korral on jaotuskoefitsient avaldatav järgmiselt: KOW = C oktanool/Cvesi (2) kus KOW on oktanooli-vee jaotuskoefitsient, C oktanool ja C vesi on aine kontsentratsioonid vastavalt oktanoolis ja vees. Jaotuskoefitsiendi KOW väärtus on suur vähepolaarsete ainete jaoks ja nii kasutatakse seda hüdrofoobsuse ehk lipofiilsuse hindamiseks. Teisisõnu, mida väiksem on vees lahustuvus, seda suurem on jaotuskoefitsiendi KOW väärtus. Kuna ainete kontsentratsioon oktanoolis ja vees võib olla väga erinev, siis jaotuskoefitsientide väärtused võivad ulatuda miljonitesse. Seetõttu kasutatakse sageli jaotuskoefitsiendi KOW logaritmitud väärtusi. Näiteid saasteainete KOW väärtuste kohta on esitatud tabelis 4. Jaotuskoefitsient KOW mõõdab aine lipofiilsust, seega on võtmeparameetriks hindamaks aine käitumist keskkonnas. KOW väärtust kasutatakse saasteainete keskkonnas jaotumise iseloomustamiseks ja bioakumuleeruvuse hindamiseks.

/data03/virt68159/domeenid/www.ipruul.planet.ee/htdocs/toksikoloogia/data/pages/saasteainete_kaeitumisest_keskkonnas/kemikaali_moiste/ainete_lahustuvus_vees_ja_jaotuskoefitsient_kow.txt · Last modified: 2020/02/11 16:54 (external edit)