Suyun rengi - Color of water
Suyun rengi, o suyun bulunduğu ortam koşullarına göre değişir. Nispeten küçük miktarlardaki su renksiz görünürken , saf su, gözlemlenen numunenin kalınlığı arttıkça daha derin bir yeşile dönüşen hafif mavi bir renge sahiptir. Suyun yeşil tonu içsel bir özelliktir ve beyaz ışığın seçici absorpsiyonundan ve saçılmasından kaynaklanır. Çözünmüş elementler veya askıda bulunan safsızlıklar suya farklı bir renk verebilir.
İç renk
Sıvı suyun gerçek rengi, arıtılmış su ile doldurulmuş ve her iki ucu şeffaf bir pencere ile kapatılmış uzun bir borudan beyaz bir ışık kaynağına bakılarak gösterilebilir. Açık turkuaz mavisi renk, görünür spektrumun kırmızı kısmındaki zayıf absorpsiyondan kaynaklanır .
Görünür spektrumdaki absorpsiyonlar genellikle maddedeki elektronik enerji durumlarının uyarılmasına bağlanır . Su basit bir üç atomlu moleküldür , H 2 O ve tüm elektronik absorpsiyonları elektromanyetik spektrumun ultraviyole bölgesinde meydana gelir ve bu nedenle spektrumun görünür bölgesindeki suyun renginden sorumlu değildir. Su molekülünün üç temel titreşim modu vardır . OH iki germe titreşim bağların su gaz halinde v meydana 1 = 3650 cm -1 , v 3 = 3755 cm -1 . Bu titreşimlerden kaynaklanan soğurma , spektrumun kızılötesi bölgesinde meydana gelir . Görülebilir spektrumda emilim esas kaynaklanmaktadır harmonik v 1 + 3v 3 = 14.318 cm -1 698 nm'lik bir dalga boyuna denktir. 20°C'de sıvı halde bu titreşimler, hidrojen bağı nedeniyle kırmızıya kayar, 740 nm'de kırmızı absorpsiyonla sonuçlanır, v 1 + v 2 + 3v 3 gibi diğer harmonikler 660 nm'de kırmızı absorpsiyon sağlar. Ağır su (D 2 O) için absorpsiyon eğrisi benzer bir şekle sahiptir, ancak titreşim geçişlerinin daha düşük bir enerjiye sahip olması nedeniyle spektrumun kızılötesi ucuna doğru kaydırılır. Bu nedenle, ağır su kırmızı ışığı emmez ve dolayısıyla büyük D 2 O kütleleri , daha yaygın olarak bulunan hafif suyun ( 1 H 2 O ) karakteristik mavi renginden yoksun olacaktır .
Absorpsiyon yoğunluğu, birbirini takip eden her bir ima ile belirgin bir şekilde azalır ve üçüncü ima için çok zayıf bir absorpsiyon ile sonuçlanır. Bu nedenle, borunun bir metre veya daha uzun olması gerekir ve Mie saçılmasına neden olabilecek partikülleri gidermek için suyun mikrofiltrasyon ile arıtılması gerekir .
Göllerin ve okyanusların rengi
Göller ve okyanuslar çeşitli nedenlerle mavi görünür. Biri, suyun yüzeyinin gökyüzünün rengini yansıtmasıdır . Bu yansıma gözlenen renge katkıda bulunurken, tek sebep bu değildir. Yanları ve dibi beyaza boyanmış yüzme havuzlarındaki sular, gökyüzünün mavi yansıma olmadığı kapalı havuzlarda bile turkuaz mavisi olarak görünecektir. Havuz ne kadar derin olursa, su o kadar mavi olur.
Okyanusun yüzeyine çarpan ışığın bir kısmı yansıtılır, ancak çoğu su yüzeyine nüfuz ederek su molekülleri ve sudaki diğer maddelerle etkileşime girer. Su molekülleri ışıkla etkileşime girdiklerinde üç farklı modda titreşebilirler. Işığın kırmızı, turuncu, sarı ve bazen yeşil dalga boyları emilir, böylece görülen kalan ışık daha kısa dalga boylu maviler ve menekşelerden oluşur. Okyanusun renginin mavi olmasının ana nedeni budur . Yansıyan çatı ışığının ve derinliklerden geri saçılan ışığın göreceli katkısı, gözlem açısına büyük ölçüde bağlıdır.
Askıdaki parçacıklardan saçılma , göllerin ve okyanusların renginde de önemli bir rol oynar ve suyun farklı alanlarda daha yeşil veya daha mavi görünmesine neden olur. Birkaç on metre su tüm ışığı emecek, bu nedenle saçılmadan tüm su kütleleri siyah görünecektir. Çoğu göl ve okyanus askıda canlı madde ve mineral parçacıklar içerdiğinden, yukarıdan gelen ışık saçılır ve bir kısmı yukarı doğru yansır. Asılı parçacıklardan saçılma normalde karda olduğu gibi beyaz bir renk verir, ancak ışık ilk önce metrelerce mavi renkli sıvıdan geçtiği için saçılan ışık mavi görünür. Son derece saf suda - parçacıklardan saçılmanın çok düşük olduğu dağ göllerinde olduğu gibi - su moleküllerinden saçılma da mavi renge katkıda bulunur.
Atmosferde kişinin görüş hattı boyunca Rayleigh saçılmasından kaynaklanan dağınık gökyüzü radyasyonu , uzaktaki nesnelere mavi bir renk verir. Bu en çok uzak dağlarda fark edilir, ancak aynı zamanda uzaktaki okyanusun maviliğine de katkıda bulunur.
Buzulların rengi
Buzullar , soğuk iklimlerde düşen karların sıkıştırılmasını içeren süreçlerle oluşan büyük buz ve kar kütleleridir . Karlı buzullar uzaktan, yakından ve doğrudan ortam ışığından korunduklarında beyaz görünürken, buzullar, dahili yansıyan ışığın uzun yol uzunlukları nedeniyle genellikle koyu mavi görünür.
Nispeten küçük miktarlardaki normal buz, bol miktarda hava kabarcığı bulunduğundan ve ayrıca küçük miktarlardaki su renksiz göründüğünden beyaz görünür. Buzullarda ise basınç, biriken karda sıkışan hava kabarcıklarının sıkıştırılarak oluşan buzun yoğunluğunu artırarak dışarı çıkmasına neden olur. Büyük miktarlarda su mavi görünür, bu nedenle büyük bir sıkıştırılmış buz parçası veya bir buzul da mavi görünür.
Su örneklerinin rengi
Suda çözünmüş ve partikül maddeler renk bozulmasına neden olabilir. Hafif renk bozulması Hazen birimlerinde (HU) ölçülür. Safsızlıklar da derin renkli olabilir, örneğin tanen adı verilen çözünmüş organik bileşikler koyu kahverengi renklere neden olabilir veya suda yüzen algler (parçacıklar) yeşil bir renk verebilir.
Bir su örneğinin rengi şu şekilde rapor edilebilir:
- Görünür renk suyun yüzeyinden yansıyan edilen su kütlesinin rengi, ve her ikisi de bir renk oluşur eritildi ve süspansiyon parçaları. Görünen renk, gökyüzü rengindeki değişiklikler veya yakındaki bitki örtüsünün yansımasıyla da değişebilir .
- Gerçek renk , bir su numunesi toplandıktan ve saflaştırıldıktan sonra ölçülür ( santrifüjleme veya filtreleme yoluyla ). Saf su, mavi renkte görünme eğilimindedir ve bir numune, önceden belirlenmiş bir renk standardı veya bir spektrofotometrenin sonuçları ile saf su ile karşılaştırılabilir .
Renk testi, demir veya manganez gibi bazı inorganik bileşenler de renk verebilmesine rağmen, genellikle sudaki organik madde miktarını yansıtan hızlı ve kolay bir test olabilir.
Su rengi fiziksel, kimyasal ve bakteriyolojik koşulları ortaya çıkarabilir. İçme suyunda yeşil, bakır tesisattan bakır sızıntısını gösterebilir ve ayrıca yosun büyümesini de temsil edebilir. Mavi ayrıca bakırı da gösterebilir veya genel olarak geri akış olarak bilinen endüstriyel temizleyicilerin komodin deposundaki sifonundan kaynaklanabilir. Kırmızılar, demir borulardan veya göllerden vb. havadaki bakterilerden kaynaklanan pas belirtileri olabilir. Siyah su, çok düşük bir sıcaklığa ayarlanmış bir sıcak su deposu içinde kükürt azaltan bakterilerin büyümesini gösterebilir. Bu genellikle güçlü bir kükürt veya çürük yumurta (H 2 S) kokusuna sahiptir ve su ısıtıcısının boşaltılması ve sıcaklığın 49 °C (120 °F) veya üstüne çıkarılmasıyla kolayca düzeltilebilir. Sülfat indirgeyen bakteriler nedense, koku her zaman sıcak su borularında olacaktır ve asla soğuk su tesisatında olmayacaktır. Su kirliliği göstergesi renk spektrumunun öğrenilmesi kozmetik, bakteriyolojik ve kimyasal problemlerin tanımlanmasını ve çözülmesini kolaylaştırabilir.
Su kalitesi ve rengi
Sudaki rengin varlığı, suyun içilebilir olmadığını göstermez . Tanenler gibi renge neden olan maddeler , büyük konsantrasyonlarda hayvanlar için toksik olabilir.
Renk, tipik su filtreleri tarafından kaldırılmaz ; bununla birlikte pıhtılaştırıcıların kullanımı , ortaya çıkan çökelti içinde renge neden olan bileşiklerin yakalanmasında başarılı olabilir . Diğer faktörler görülen rengi etkileyebilir:
- Parçacıklar ve çözünenler, çay veya kahvede olduğu gibi ışığı emebilir. Nehirlerdeki ve akarsulardaki yeşil algler genellikle mavi-yeşil bir renk verir. Kızıldeniz'de ara sıra kırmızı Trichodesmium erythraeum algleri görülür .
- Sudaki parçacıklar ışığı dağıtabilir. Colorado Nehri, suda asılı duran kırmızımsı silt nedeniyle genellikle çamurlu kırmızıdır. Buzul unu gibi ince öğütülmüş kayalara sahip bazı dağ gölleri ve akarsuları turkuazdır. Suyun emilmesiyle oluşan mavi ışığın yüzeye geri dönebilmesi ve gözlemlenebilmesi için askıdaki madde tarafından ışığın saçılması gerekir. Bu tür saçılma aynı zamanda ortaya çıkan fotonların spektrumunu yeşile doğru kaydırabilir; bu renk, asılı parçacıklarla dolu su gözlemlendiğinde sıklıkla görülen bir renktir.
Renk adları
Çeşitli kültürler , renklerin anlamsal alanını İngilizce kullanımından farklı şekilde böler ve bazıları mavi ile yeşili aynı şekilde ayırt etmez . Bir örnek Galli olduğu glas nerede mavi veya yeşil veya Vietnam anlamına gelebilir xanh aynı şekilde ikisi de olabilir.
Su kütleleri atanan Diğer renk isimler deniz yeşili ve lacivert mavisi. Olağandışı okyanus renkleri, kırmızı gelgit ve kara gelgit terimlerinin ortaya çıkmasına neden oldu .
Antik Yunan şairi Homer , "şarap-karanlık deniz" sıfatını kullanır ; ayrıca denizi de "gri" olarak tanımlar. William Ewart Gladstone , bunun Antik Yunanlıların renkleri öncelikle renkten ziyade parlaklık ile sınıflandırmasından kaynaklandığını öne sürerken, diğerleri Homer'ın renk körü olduğuna inanıyor.
Referanslar
daha fazla okuma
- Dickey, Tommy D.; Kattawar, George W.; Voss, Kenneth J. (Nisan 2011), "Okyanustaki ışığa yeni bir ışık tutuyor" (PDF) , Physics Today , 64 (4): 44–49, Bibcode : 2011PhT....64d..44D , doi : 10.1063/1.3580492 , orijinalinden arşivlendi (PDF) 25 Nisan 2012
- Pettit, Edison (Şubat 1936), "Krater Gölü Suyunun Rengi Üzerine", Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı , 22 (2): 139–146, Bibcode : 1936PNAS...22.. 139P , doi : 10.1073/pnas.22.2.139 , PMC 1076722 , PMID 16588059