§ 2. Растворимость газов в жидкостях

При контакте газов с жидкостями жидкости поглощают (абсорбируют) их, образуя растворы газов. Растворимость газов выражают числом 1 см³ газа, растворяющегося при 0 С и атмосферном давлении в 1 (или 1000) см³ растворителя и характеризуют коэффициентом абсорбции , либо числом граммов газа, растворяющихся в 100 г растворителя при определенной температуре и парциальном давлении данного газа, равном 101,3 кПа (1 атм).

Растворимость газов в жидкостях зависит от природы растворителя и газа, температуры, давления, наличия в растворе других растворимых веществ. Газы, не испытывающие взаимодействия с растворителем, растворяются в значительно меньшей степени. При тех же условиях в 1 л H₂O растворяется O₂ – 48,9 мл; N₂ – 23,5 мл; H₂ – 21,7 мл.

Растворимость газов в жидкостях зависит от давления: давление способствует росту растворимости газов. Эта зависимость для малорастворимых веществ выражается законом Генри (1802 г.):

«Растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над раствором».

 =К·Р,

где  – коэф. абсорбции, выражающий растворимость газа в жидкости,

Р – давление,

К – коэффициент, зависящий от природы веществ.

Растворимость газов, находящихся в смеси, описывается законом Генри-Дальтона:

«Растворимость _к в жидкости данного компонента газовой смеси пропорциональна его парциальному давлению P_i и зависит от его природы», т.е.

_к = К_i·Р_i,

где P_i – парциальные давления компонентов смеси газа.

Это уравнение имеет такой же вид, как и уравнение закона Генри  = К·Р, но значения величин относятся не ко всему газу, а к любому его компоненту.

Увеличение температуры снижает растворимость газов и наоборот – снижение температуры повышает их растворимость. Удаление растворенных газов из жидкостей достигается кипячением.

§ 3. Кессонная болезнь

Кессонная болезнь развивается при быстром переходе от повышенного давления к нормальному (атмосферному). Возникновение кессонной болезни связано с тем, что с повышением давления увеличивается количество растворенных в крови газов воздуха. Так, если при нормальном атмосферном давлении в 100 см³ крови растворено 1,8 см³ азота, то при 4 атмосферах это количество будет удвоено (3,9 см³). Азот воздуха, поступая в кровь, из нее переходит в ткани, причем наибольшей способностью поглощать его обладают жировая ткань и белое вещество мозга. При переходе от повышенного давления к нормальному азот вследствие разности в парциальном давлении переходит из ткани к местам его элиминации (элиминация – исключение) и выделяется в основном через легкие. Однако, десатурация (сатурация – насыщение, наполнение газом, газирование) газа через легкие может происходить только в определенных количествах в единицу времени. Установлено, что через стенки легочных альвеол в минуту диффундирует 150 см³ азота. Поэтому при быстрой декомпрессии азот не успевает выделиться через легкие из крови и тканей. Вместе с тем, резкое падение давления приводит к уменьшению величины растворимости азота в крови, азот из растворенного состояния переходит в газообразное. При этом появляются пузырьки газа. Эти циркулирующие в крови и остающиеся в капиллярах тканей пузырьки азота и вызывают кессонную болезнь.