氧气比氮气更易溶于水。与空气平衡的水包含大约1分子溶解的O\n氧在水中的溶解度随温度而变，在0°C下的溶解度（14.6 mg·L-1）是在20°C下的溶解度（7.6 mg·L-1）的两倍。在25°C和1个标准大气（101.3 kPa）的空气中，淡水每升包含约6.04毫升（mL）的氧气，而海水每升包含约4.95 mL的氧气。在5°C下，水的溶解度增加到每升9.0 mL（比25°C时高25％），在海水中则增加到7.2 mL（每升25％）。
氧气的溶解度取决于什么化学特征？