Влияние внешних факторов температуры и давления.
Поскольку при образовании насыщенного раствора устанавливается истинное равновесие, те ΔG=0, то для определения влиянии температуры и давления на растворимость веществ пользуются принципом Ле-Шателье. Для этого нсо6ходимо учитывать знаки ΔH и ΔV. Знак ΔН будет определять характер действия температуры на растворимость веществ, а знак ΔV -характер действия давления на растворимость веществ. Поскольку процессы жизнедеятпьности связаны с растворением в крови различных газообразных веществ (СО2, О2 и др.) то рассмотрим влияние температуры на растворимость газов в жидкостях. Растворение газов в жидкостях обычно сопровождается выделением тепла, ΔHраств<0. Тогда в соответствии с принципом Ле-Шателье повышение температуры будет понижать растворимость газов в жидкостях. Растворение газов в жидкостях сопровождается уменьшением объема газов (ΔV>0), поэтому в соответствии с принципом Ле-Шателье увеличение давления будет способствовать росту растворимости газов в жидкостях. Малорастворимые газы подчиняются закону Генри, открытому в 1803 г. Количество газа, растворенное при данной температуре в определенном объеме жидкости при равновесии прямопропорционально давлению газа над растворам.
С(Х)=Кг(Х)-Р(X), где:
С(Х) - концентрация газа Х в насыщенном растворе, моль дм-3 ;
Кг - константа Генри, моль дм -3 Па-1, Кг зависит от природы газа и растворителя, от температуры;
Р(Х) - давление газа над раствором. Па.
При растворении в жидкости смеси газов при постоянной температуре растворимость каждого из компонентов газовой смеси пропорциональна парциальному давлению компонента над жидкостью и не зависит от общего давления газовой смеси и индивидуальности других компонентов. Это закон Дальтона. Парциальным называется часть общего давления, которое приходится на долю каждого газа в газовой смеси. Т.о. общее давление газовой смеси складывается из суммы парциальных давлений газов, входящих в состав данной смеси.
Pобщее=P1+P2+P3+…Pi
Знание законов Генри и Дальтона позволяет анализировать газообмен в организме, протекающий в основном в легких. Поступление газов из воздух в кровь, а также выделение их из организма подчиняется этим законам. Между парциальным давлением газов в крови и в воздухе существует различие, которое и обеспечивает газообмен в организме. Знание законов Генри и Дальтона позволяет объяснить патологии. которые возникают у человека, при его нахождении в условиях высокогорья (4-5 км над уровнем моря), а также на больших глубинах, под водой. В условиях высокогорья возникает т.н. горная болезнь вследствие кислородной недостаточности (гипоксии), т.к. на большие высотах в воздухе уменьшается парциальное давление кислорода, вместе с этим уменьшается его содержание в крови. Во втором случае возможна кессонная болезнь (встречается у водолазов). На глубине около 40 м резко возрастает общее давление. Оно становится близким к 400 кПа (~4 атмосферы). Растворимость газов в крови при этом значительно увеличивается. Растворимость азота в соответствии с законом Генри повышается в 4 раза. При быстром подъеме водолаза с глубины растворенные газы выделяются, т.к. их растворимость уменьшается. Выделяясь в просвет кровеносных сосудов в виде пузырьков, газы вызывают эмболию, т.е. закупорку кровеносных сосудов. Эмболия сопровождается сильными болями, головокружением, и может привести к гибели организма. Для лечении кессонной болезни больных помешают в барокамеры, где создается повышенное давление. При этом газы вновь растворяются в крови. Затем в течение нескольких суток давление в барокамере медленно снижают избыток газов при этом легко удаляется из организма через легкие. Для лечения некоторых видов анемии , газовой гангрены и другие заболеваний применяют оксигенобаротерапию. Больных при этом помещают в специальные палаты с повышенным парциальным давлением кислорода в воздухе, что способствует улучшению снабжения тканей кислородом.