vaduhan_08 (vaduhan_08) wrote,
vaduhan_08
vaduhan_08

ЛИКБЕЗ. Атмосферное давление на химию....

Среди моих читателей и друзей по ЖЖ бродит странная "теория" о том, что раньше, когда были гигантские животные и растения было высокое атмосферное давление, было больше кислорода и вообще от этого вся химия была другая и то что было возможно тогда, стало не возможно сейчас и наоборот. Например, если раньше было высокое атмосферное давление, то проще было плавить металлы, они плавились при низких температурах, а гигантам хватало кислорода дышать, деревьям расти, а птеродактилям летать. Потом давление упало и все умерли!
Попытки общения в формате комментариев к постам дали мне осознание того, что большинство моих читателей вообще ни чего не знают об основах химии. Химия и физика это науки о мироздании. Физика и химия очень тесно между собой связаны... но в быту мы чаще всего сталкиваемся все же с химическими взаимодействиями, они ближе, химия постоянно вокруг нас. Физика обычно дальше розетки не распространяется.
Я решил рассказать о основах химии кислорода потому что это уникальный элемент, благодаря которому мы все живем!

Для начала я задам простой вопрос - как вы думаете... в углекислом газе, которым мы НЕ МОЖЕМ дышать, есть кислород??? О... я слышу скрип мозгов!!! Ну конечно есть, формула молекулы углекислого газа СО2 - один атом углерода и два кислорода, точно так же как в очень нам нужном газе - кислороде О2!!!
В чем же разница, почему мы можем дышать кислородом и не можем углекислым газом?

Начну я издали, нужно понять что же такое это загадочное атмосферное давление.
Представим себе кубический метр, объем. Этот объем мы заполним двадцатью условными единицами веса кислорода, 78 еу азота и 0,04 уе углекислого газа, остальное мелочи. Получается что наш объем заполнен 100 уе веса. В процентном отношении это описание содержание нашей атмосферы! Наш условный куб заполнен веществом и если этого вещества очень мало то молекулы кислорода, азота и углекислого газа будут в газообразном состоянии. Но если мы будем продолжать загружать в этот куб вещество дальше то мо мере уменьшения расстояния между молекулами ( их же стало больше) вещество станет сначала жидким а потом и твердым! Вес этого куба будет увеличиваться по мере загрузки в него вещества. Вот это самое и есть условное обозначение для "атмосферного давления". Это условно принятая за единицу плотность газов над уровнем моря! Получается что чем выше плотность (атмосферное давление) тем больше количество например молекул кислорода в нашем условном объеме. Пока все по "теории" да?

А вот дальше начинается та самая химия...

Чем же кислород в молекуле кислорода отличается от точно такого же кислорода в молекуле углекислого газа? Что такое вообще молекула и чем она отличается от атома? Почему мы не можем дышать например озоном??? Это то же "кислород", но только три атома - О3.
Я дам рисунок который наверное еще со школы все ненавидят! Это молекула воды - один атом кислорода и два атома водорода. С водородом все просто - протон заряжен положительно электрон отрицательно, по этому частица имеет нейтральный заряд. А вот у кислорода все по другому, на внешней электронной орбите у кислорода две "вакансии" двух электронов не хватает до полного счастья, по этому атомы кислорода стремятся соединиться в молекулу по два атома - получается О2, газ называемый кислород.

000010.jpg

2.png

Все не совсем так просто, но в принципе так и есть. Вот именно от этих электронных оболочек и зависят во многом химические свойства веществ и их взаимодействия. У некоторых на внешних оболочках мало электронов и они их легче отдают, у других наоборот, они легче присоединяют. По этому атомарный кислород записывают как букву О с минус два, это означает что это ион кислорода, отрицательно заряженная частица и ей надо два электрона для счастия! Все эти реакции объединения или разединения молекуллярных связей электронных оболочек протекают либо с потреблением энергии либо с выделением энергии. На этом и основана жизнь, тканевое дыхание, дыхание клеток есть транспорт электроном в места на место. Кислород как раз и легок на этот обмен, по этому он в "дыхании" и используется.
Самое удивительное и не понятное для человека далекого от химии это то что внутри тела то газовой среды нет! Она оканчивается за стенкой альвеоллы, которая заполняется воздухом при дыхании. А дальше то как? Растворенный молекулярный кислород в плазме крови для клеток бесполезен, клетки его не получают!!! Клетки получают кислород который им приносит гемоглобин! Это удивительная молекула разделяет молекулярный кислород и связывает его в виде ионов О с двуми минусами. Ведь именно эти два минуса и нужны, а не нейтральная молекула кислорода.

Вот она...

img7.jpg

Самое интересное, что эта же молекула связывается и с углекислым газом, который выделяется в альвеолы и мы его выдыхаем.

image002.png

Так вот этой молекуле по барабану сколько там в альвеолярном воздухе молекул кислорода - она возьмет сколько нужно и сколько сможет из того что есть! Конечно если его там будет мало то и взять нужное она не сможет, но если там его будет больше то она возьмет столько сколько нужно! Это называется емкость гемоглобина! Многие слышали наверное про опыты дыхания жидкостью в которой растворен кислород - гемоглобин точно так же забирает кислород из жидкости как и из воздуха. Атмосферное давление к этому процессу имеет опосредованное отношение - только в плане количества молекул кислорода в объеме вдыхаемой смеси!

Давайте теперь снова вернемся к атмосферному давлению. Напоминаю что это по сути дела количество молекул газовой смеси в измеряемом объеме.
Если увеличить концентрацию газов пропорционально в два раза, то и атмосферное давление увеличится в два раза соответственно и количество молекул кислорода то же. Но станет ли от этого легче дышать, ну наверное да - реже вдохи надо будет делать. Но биохимия процессов с организме от этого не изменится, гемоглобин будет переносить кислорода столько сколько нужно, не более того.
Все это довольно подробно изучили первые глубоководные работники - водолазы.
Вопросы работы в гипербарической среде описаны и изучены - это сложные условия, но вполне осуществимы.Тут хорошая статейка - http://tnu.podelise.ru/docs/index-300477.html

Влияет ли атмосферное давление на химические реакции варки стали или плавления других металлов - точно так же все зависит только от количества кислорода который должен вступить в реакцию с шихтой. Процесс наддува в домну это только лишь осуществление хорошего доступа кислорода к химической реакции! В современных печах если нужен кислород подают чистый кислород. Как в ракетном двигателе например - из баллона в камеру сгорания и ни каких проблем с атмосферным давлением.

Казалось бы все, вопрос решен???
Ну нет!
Есть еще один газ в атмосфере и вот он то гораздо более важен во всех отношениях!
ЭТО УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ!!!!https://ru.wikipedia.org/wiki/Диоксид_углерода
ЭТО САМЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ ГАЗ В АТМОСФЕРЕ
Но его все го лишь 0,04 %
Все слышали что углекислый газ создает парниковый эффект. Но ни кто как то не вспоминает, что деревья дышат СО2!!! Мало того дышат, они из него и воды и разной мелочи под воздействием солнечных лучей создают свои тела - клетчатку а самое главное ГЛЮКОЗУ. ТО чем все остальные питаются на нашей планете!

photosynthesis-equation-explained-71.jpg

Если например СО2 станет в десять раз больше, вместо 0, 04% всего лишь 0,4%, то есть даже меньше чем пол процента, атмосферное давление увеличится точно. Не скажу на сколько считать надо. А вот количество кислорода при этом пусть останется прежним, нам на дыхание хватит!
Ученые говорят, что любое крупное извержение вулкана выбрасывает в атмосферу СО2 столько сколько вся человеческая цивилизация не выбросила. А если это будет не один вулкан???
..."Диоксид углерода (углекислый газ), СО2 - является физиологическим регулятором дыхания.(!!!!) Содержание в чистом воздухе составляет 0,03 %, в выдыхаемом человеком - 3 %. Повышение содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 0,2 % вызывает у человека нарушение самочувствия, при 3-4 % наблюдается возбужденное состояние, головная боль, шум в ушах, сердцебиение, замедление пульса, а при 8 % возникает тяжелое отравление, потеря сознания и наступает смерть." - не все правильно понимают смысл этой фразы... то что описано происходит при нормальном количестве кислорода!!!
Например человек некоторое время может дышать чистым кислородом, а вот если к этому еще будет и углекислый газ в высокой концентрации то специальные рецепторы подавят дыхательный центр, остановка сердца и так далее!
Так устроен человек!
Как там будут происходить реакции горения и сталеварения не знаю... надо почитать.
Tags: ДЫХАНИЕ, КИСЛОРОД, ЛИКБЕЗ, ФОТОСИНТЕЗ
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 132 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →