Biofyzika

2.3.2 Analytické disperze

Všechny analytické disperze jsou homogenní, disperzní podíl je v disperzním prostředí rozptýlen na molekuly, ionty, případně atomy.
 
Disperzní prostředí plynné, disperzní podíl plynný směsi plynů
Plyny se vyskytují ve formě molekul. Mohou se mísit v libovolném poměru. Ve směsi se každý plyn uplatňuje svým tlakem. Smícháme-li navzájem k plynných složek v objemu V, potom platí, že celkový tlak p plynné směsi se podle Daltonova zákona rovná součtu parciálních tlaků p, jednotlivých složek, tedy kde parciální tlaky p1, p2,..., pk jsou tlaky, které by jednotlivé složky vykazovaly v daném objemu a při dané teplotě samostatně (vzduch).
 
Disperzní prostředí plynné, disperzní podíl kapalný – páry kapaliny v plynech
Disperzní podíl, pára kapaliny, je rozptýlen na molekuly. Daný plyn je schopen pojmout určité omezené množství vodních par podle svého tlaku a teploty. Z těchto disperzí má biologický význam hlavně disperze vodních par ve vzduchu. Množství vodních par ve vzduchu, absolutní vlhkost φ, se vyjadřuje jako počet kilogramů vodní páry obsažených v 1 m3 vzduchu. Maximální vlhkost vzduchu φmax je absolutní vlhkost vzduchu při nasycení vodními parami. Relativní vlhkost φrel  je dána poměrem absolutní vlhkosti k maximální vlhkosti, tedy φrel = φ/φmax. Vynásobením tohoto zlomku faktorem 100 obdržíme relativní vlhkost vzduchu v procentech.
 
Disperzní prostředí kapalné, disperzní podíl plynný – plyny rozpuštěné v kapalině
Je-li plyn ve styku s kapalinou, rozpouští se v ní (absorbuje) tak dlouho, až dojde k rovnováze. V rovnovážném stavu přechází v časové jednotce stejné množství molekul daného plynu z plynné fáze do kapalné a naopak. Henryho zákon říká, že váhové množství plynu rozpuštěné za dané teploty v kapalině je přímo úměrné tlaku plynu nad kapalinou. Uvažujeme-li existenci směsi plynů nad kapalinou, platí Henryho zákon pro každý plyn zvlášť a je třeba u každého plynu uvažovat jeho parciální tlak nad kapalinou.
Henryho zákon lze matematicky formulovat různě, ale platí, že s narůstající tlakem se rozpustí více plynu při konstantní teplotě. Je vhodné zdůraznit to, co často není ihned patrné, že rozpustnost plynů v kapalině s rostoucí teplotou klesá.
Henryho zákon má význam ve fyziologii dýchání. Při některých zaměstnáních se pracuje v prostředí, kde musí být větší tlak vzduchu, než je tlak atmosférický. Při dýchání se vzdušný dusík dostává difuzí do kapilár, které obemykají alveoly, a v krvi se pak absorbuje úměrně svému atmosférickému tlaku. Kdyby tlak vzduchu náhle klesl na normální hodnotu, uvolnila by se příslušná část dusíku z krve ve formě bublinek, které by mohly ucpat některé kapiláry. Došlo by k dusíkové embólii, ke vzniku tzv. kesonové nemoci nebezpečné především u potápěčů při rychlém vynoření z hloubky. Proto dělníci, pracující pod vyšším tlakem, musí být z kesonů vytahováni po etapách tak, aby se okolní tlak vzduchu snižoval jen zvolna. Potom dokáže organizmus přebytečné množství dusíku z krve vydýchat. Také u letců se mohou objevit příznaky podobné kesonové nemoci při náhlých změnách tlaku vzduchu.
 
Disperzní prostředí kapalné, disperzní podíl kapalný – směsi kapalin
Pro jednoduchost budeme uvažovat dvě kapalné složky. Při mísení dvou kapalin mohou nastat tři případy: kapaliny se mísí neomezeně, omezeně, nebo se nemísí
 
Disperzní prostředí kapalné, disperzní podíl tuhý – pravé roztoky
Pravé roztoky pevných látek získáme jejich rozpouštěním v rozpouštědle. V roztoku jsou bud' jednotlivé ionty – roztoky iontové (například roztok chloridu sodného ve vodě) nebo molekuly – roztoky molekulární (například roztok glukózy ve vodě).
Nejběžnějším rozpouštědlem je voda. Přidáme-li k danému množství vody přebytek dané pevné látky a umožníme ustavení rovnováhy, rozpustí se určité množství látky. Před ustavením rovnováhy přechází více molekul (iontů) pevné látky do roztoku než opačným směrem. Od ustavení rovnováhy se pohyb částic v obou směrech vyrovná, látka se přestane rozpouštět. Množství látky v gramech, které se rozpustí ve 100 gramech rozpouštědla na nasycený roztok, se nazývá rozpustnost.
Rozpustnost je závislá na teplotě. Rozpustnost pevných látek ve vodě zpravidla stoupá s rostoucí teplotou.
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše