Mindennapi búvártudomány – Henry törvénye

Sorozatunkban olyan emberekről írunk, akik közvetlenül vagy közvetetten hozzájárultak búvárkodásban alkalmazott tudományok, törvények, szabályok, felszerelések, stb megszületéséhez. A mostani témánk: Henry törvénye.

A XIX. század elején a kémia területén dolgozó William Henry alkotta meg azt a törvényt, amely a gázok folyadékban való oldhatóságát írja le.

220px-William_Henry
William Henry

Henry eredetileg orvosnak tanult, de érdeklődése a kémiai kutatások irányába mozdította el, ahol ezen a területen belül is főleg a gázokkal foglalkozott. Mindamellett, hogy jelentős sikereket ért el életében, kitünteséket gyűjtött be, de 62 évesen mégis önkezével vetett véget életének.

1800-ban állapította meg a később róla elnevezett Henry törvény. E szerint egy gáz oldhatósága egy folyadékban, adott hőmérsékleten egyenesen arányos a gáznak a folyadék feletti parciális nyomásával. Érdekes, hogy a törvényt még, a modern kémiai egyensúlyra vonatkozó elméletek megszületése előtt állította fel. Szimplán logikai úton levezette, hogy ha egy gáz nyomását kétszeresére növeljük, akkor kétszer annyi molekula fog nekiütődni a folyadék felszínének egységnyi idő alatt, így kétszer annyi fog csapdába esni, és beoldódni a folyadékba.

2010-0019_Vizkemia_I
Ahogy növekszik a folyadék felett a gáz nyomása, egyre több gáz oldódik bele

Mivel az emberi test jelentős részben vízből áll, így ha minél mélyebbre merülünk (nagyobb nyomású gázokat lélegzünk be), akkor több gáz oldódik be a szervezetünkbe, amelyet természetesen emelkedéskor ki kell üríteni.

Habár Henry törvénye segít megmondani, hogy mennyi gáz oldódik be a folyadékba, de az még nem minden. A különböző gázok különböző a beoldódási képességgel rendelkeznek, ami hatással van a beoldódás sebességére. Minden gáznak megvan a maga beoldódási állandója (konstansa), amit még pluszban figyelembe kell venni. Példának okáért a szén-dioxid kb. 22-szer gyorsabban oldódik be az emberi szervezetbe, mint az oxigén.

A hab a tortán, hogy ez az állandó függ még az adott folyadéktól (az emberi test esetén ezalatt szövetet értünk) és a hőmérséklettől is.

water-hydration
Fontos, hogy hidratáltak maradjunk

Ez a gyakorlatban sok helyen jelentkezik. Például a zsíros szövetek képesek jóval több gázt megtartani, mint a vizes szövetek, ezért ők lassabban telítődnek, de lassabban is engedik ki a semleges gázokat. Ez az egyik oka annak, hogy a túlsúlyosság növeli a dekompressziós betegség kockázatát. Másik példa a vér folyékonysága (viszkozitása). A merülések alatt rengeteg folyadékot veszítünk (kilégzéssel, pisiléssel). A merülés végén, amikor a vérnek a felesleges gázokat el kell szállítania a szövetektől, a sűrűbb állapotába már nehezebben oldódnak be a kiürülésre váró gázok, és természetesen nehezebben is jönnek ki belőle a tüdőnél. Ezért nagyon fontos a megfelelő hidratáltság.

A hőmérsékleti tényezőt is figyelembe kell venni, mivel ahogy csökken a hőmérséklet úgy növekszik az oldhatóság. Például ha elkezdünk vizet felmelegíteni, akkor látható, ahogy kis buborékok jelennek meg benne (még a forrás előtt), azaz a gázok kezdik elhagyni a folyadékot.

Tehát ha olyan merülést hajtunk végre, ahol a beoldódás melegben, míg a kioldódás hűvösebb környezetben történik (pl. egy Hévizi merülés lehet ilyen), akkor ennek extra dekompressziós kockázatai vannak. (A hőmérséklet és dekompresszió összefüggéseiről olvashattok még a 2014. február 17-i bejegyzésben.)

Sokszor talán nem is tudatosul bennünk, hogy Henry törvénye milyen gyakran és változatos formában kerül elő a merüléseken. Viszont ha értjük és alkalmazzuk, akkor nem kevés problémát tudunk vele elkerülni.