Подводная медицина. Углекислый газ при нормальном давлении переходит
Изменение окружающего давления и углекислый газ
Изменение окружающего давления и углекислый газ
Альвеолярное напряжение углекислого газа в нормальных условиях является всегда постоянным и поддерживается на уровне 40 мм рт. ст. При таком парциальном давлении углекислого газа в альвеолах насыщенная кислородом кровь покидает легкие при парциальном давлении в ней углекислоты, равном таковому в альвеолах. В венозной крови, поступающей в легкие, парциальное давление углекислого газа доходит до 46 мм рт. ст. Избыток напряжения углекислого газа, равный 6 мм рт. ст., при прохождении крови через легкие быстро ликвидируется.
Углекислый газ образует с кровью непрочные соединения и переносится вместе в физически растворенном и химически с кровью связанном состоянии. Так, например, каждые 100 мл артериальной крови содержат:
- 43 мл углекислого газа в виде бикарбонатов,
- 3 мл углекислого газа, связанного с гемоглобином, с образованием карбоаминогемоглобина или карбогемоглобина и 2,4 мл углекислого газа, растворенных в плазме крови.
В венозной крови эти три значения повышаются соответственно до 46; 3,7 и 2,7 мл. Что касается этого газа, поступающего из тканей к легким, то 75% его выводится в виде бикарбонатов, 17,5% вместе с восстановленным гемоглобином и 7,5 % в виде газа, находящегося в крови в растворенном состоянии. В тех случаях, когда человек, находящийся под давлением, дышит чистым кислородом, в крови создается избыточное содержание растворенного кислорода. При этом оксигемо- глобин не восстанавливается, вследствие чего выведение избытка углекислого газа из тканей может уменьшиться на 17,5 %. Задержка углекислого газа в тканях сопровождается также повышением напряжения газа и в клетках дыхательного центра, что приводит к компенсатррной гипервентиляции.
Под давлением в рекомпрессионной камере или при спуске под воду в водолазном снаряжении могут быть созданы такие условия, когда углекислый газ во вдыхаемом воздухе будет отсутствовать. Если при этом будет обеспечена достаточная легочная вентиляция, то парциальное давление углекислого газа в легких будет точно таким же, как и на поверхности, а именно 40 мм рт. ст., так как оно в данном случае будет определяться напряжением углекислого газа в венозной крови, отражающим количество углекислого газа, продуцируемого в тканях. Такое постоянное напряжение углекислого газа в легких обеспечивается механизмом регуляции напряжения углекислого газа в артериальной крови, хеморецепторами и деятельностью дыхательного центра. Для того чтобы соотношение процентного содержания и парциальных давлений газов в альвеолах стало совершенно ясным, давайте сравним эти величины при дыхании воздухом на поверхности воды (1 атм) и на глубине 30 м (4 атм) (табл. 7).
Из анализа данных, представленных в приведенной ниже таблице, может быть сделан важный вывод о том, что по мере увеличения глубины погружения процентное содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе уменьшается, составляя на глубине 30 м всего 1,3. Это важно в том отношении, что такая концентрация углекислого газа (1,3%), которая на поверхности воды не оказывает на человека никакого влияния, при подаче воздуха на глубину 30 м вызывает у него такие же нарушения в организме, которые наблюдаются при дыхании на поверхности газовой смесью, содержащей 5,3% уг-
лекислого газа. Эти соображения приобретают совершенно особый смысл, когда мы сталкиваемся с необходимостью осуществления аварийного выхода из затонувшей подводной лодки. Нормальная процедура такого выхода предусматривает затопление одного из отсеков подводной лодки для увеличения давления в нем до давления окружающей воды.
Обычно после того как подводная лодка находится на грунте длительное время, концентрация углекислого газа в атмосфере лодки становится достаточно высокой, хотя и не опасной. Однако эта концентрация при затоплении одного из отсеков лодки и при увеличении окружающего давления в нем может быстро стать опасной. Если при дыхании на поверхности газовой смесью, содержащей 3% углекислого газа, никаких особых сдвигов в организме человека не возникает, то на глубине 30 м и более эта концентрация быстро оказывает на него смертельное действие. Для изоляции человека от атмосферы повышенным содержанием углекислого газа при повышении давления внутри подводной лодки подводники обычно пользуются специальными дыхательными аппаратами.
По этим же соображениям мы должны уделять самое пристальное внимание всем дыхательным аппаратам, которыми оснащаются водолазы, чтобы во вдыхаемый воздух не попадал углекислый газ недопустимо высокой концентрации.
Смотрите также
podvodnaya-medicyna.ru
Что такое сухой лёд? » AnsWiki
Сухой лёд - это замёрзший до твёрдого состояния углекислый газ (диоксид углерода, углекислота, CO2).
Как бы мы ни охлаждали углекислый газ при нормальном атмосферном давлении, нам не удастся превратить его в жидкость. Чтобы углекислый газ стал жидкостью, нужно высокое давление. Поэтому жидкая углекислота хранится в баллонах под очень высоким давлением.
При нормальном атмосферном давлении жидкая углекислота сразу будет испаряться, переходя в газообразное состояние, а не успевшая испариться часть жидкой углекислоты, перейдёт в твёрдое состояние. Это можно наблюдать, воспользовавшись огнетушителем: мы увидим образование снега из углекислоты. Именно таким способом (вылив жидкую углекислоту из баллона) первым в 1834 г. создал сухой лёд французский химик Чарльз Тилори. И таким же способом вы можете получить сухой лёд: воспользоваться по всем правилам углекислотным огнетушителем, но направив его раструб в мешок. А можно и просто попросить сухой лёд у тех, у кого он есть по роду их деятельности.
Сухой лёд по виду такой же, как обычный водяной лёд (похож на прессованный снег). Единственное видимое отличие - он не тает, а сразу переходит в газообразное состояние. Процесс перехода вещества из твёрдого агрегатного состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, называется сублимацией или возгонкой. Именно по этой причине лёд из диоксида углерода называют сухим - мы не видим жидкости (напомню, что при нормальном атмосферном давлении углекислый газ не бывает жидким).
Сухой лёд имеет плотность выше, чем плотность водяного льда - около 1560 кг/м³ (у обычного льда плотность 916,7 кг/м³). А температура его при нормальном давлении равна минус 78,5? С.
Низкая температура сухого льда, т. е. высокая охладительная способность (1 кг сухого льда способен заменить 15 кг льда из воды) и неспособность таять, используется продавцами мороженого на улицах. С помощью сухого льда мороженое в изотермических контейнерах долго сохраняется холодным, и можно передвигать тележку, не озадачивая себя проблемой нахождения источника электропитания для холодильника.
Прикасаться к сухому льду голыми руками можно только кратковременно, иначе будет ожог.
Если бросить маленький кусочек сухого льда в бутылку с водой (или другим напитком), закрыть пробку и потрясти, то получится газировка. Только льда должно быть не очень много, иначе бутылка взорвётся от давления большого количества образовавшегося углекислого газа.
Сухой лёд, кроме хранения и перевозки продуктов, используется в физических и химических лабораториях для создания низких температур. В промышленности гранулированный сухой лёд используют для быстрой, эффективной очистки поверхностей (двигателей, различных узлов и агрегатов, удаления старой краски). Эта технология получила название криогенного бластинга. Иногда в ремонтных работах требуется охладить какую-нибудь деталь (уменьшаются её размеры) для сопряжения с другой деталью - называется "холодной "посадкой.
Туман на сценах создают тоже с помощью сухого льда, который в пециальных установках падает в подогреваемую воду, при этом образуется густой, низко стелющийся и безвредный туман из диоксида углерода.
Незаменим сухой лёд при низкотемпературном хранении сухих продуктов.
Астрономы обнаружили сухой лёд в разрежённых облаках на Марсе и на дюнах в приполярных его областях. Каждую марсианскую весну этот сухой лёд тает возгоняется, т. е. испаряется.
Оказывается, что и обычный водяной лёд при определённых условиях (сухом воздухе) тоже может переходить в газообразное состояние (испаряться), минуя жидкое состояние. Пример - высыхание белья на морозе.
answiki.org
УГЛЕКИСЛОТА | Диоксид углерода
При атмосферном давлении не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. Сухой лёд используется в качестве хладоагента.
При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.
По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом — реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).
Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье.
Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет 0,038 %.
Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является парниковым газом.
Получение
В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании разлагается, высвобождая углекислоту. При промышленном производстве закачивается в баллоны.
В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора с соляной кислотой.
Применение
В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.
Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) — сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда.
Сухой лёд используется в качестве хладагента в ледниках и морозильных установках. В этом же качестве иногда используется и жидкая углекислота, так как её удобно транспортировать по трубам и трубкам внутри приборов.
Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей. Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются для производства газированной воды и лимонада. Углекислый газ используется в качестве инертной среды при сварке проволокой. Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии.
Методы регистрации
Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции легких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф. Анализ концентрации CO2 в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта.
Вред углекислого газа
Являясь одним из парниковых газов, принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост наблюдается с начала индустриальной эпохи.
gazspb.narod.ru
