Ленивые газы

АргонВеликий Кавендиш в 1785 г. писал: «... в нашей атмосфере содержится часть мефитического газа, которая отличается от всего остального... Мы можем с уверенностью утверждать, что она не больше 1254 части его». Но прошло еще 100 лет, пока Рэлей и Рамзай выделили и описали новый газ. За свою исключительную химическую инертность он был назван аргоном, что означает в переводе с греческого — «ленивый».
В атмосферу аргон поступает главным образом в результате распада радиоактивного калия, входящего в состав горных пород, а также вместе с вулканическими газами за счет так называемого «аргонного» дыхания Земли. По количеству он занимает третье место после азота и кислорода.
Впоследствии семейство «ленивцев» пополнилось вновь открытыми инертными газами. Это неон, криптон, ксенон, радон и гелий. Правда, происхождение этих газов все еще точно не установлено. Не последнюю роль в их происхождении играют ядерные реакции. В частности, радон, являющийся эманацией радия, выделяется в атмосферу из почвы, содержащей уран и торий. Поэтому над полярными льдами радон отсутствует. Над океанами его в десятки раз меньше, чем над сушей.
Радиоактивность радона может вызвать тяжелые заболевания человека. Жертвой радона стал один из его открывателей — знаменитый Рамзай, погибший от рака горла.
Радон — самый тяжелый газ в природе. Тяжелы также ксенон и криптон. Возможно, поэтому в атмосфере они встречаются в ничтожных количествах.
Что касается гелия, то на нашей планете, и, в том числе, в атмосфере, его оказалось настолько много, что, по словам Рамзая, поиски гелия напоминали поиски очков, которые рассеянный профессор ищет на полу, в шкафу, на столе под газетами и в итоге находит их у себя на носу.
Гелий поступает в атмосферу из недр Земли в результате радиоактивного распада урана. Общее количество его в атмосфере составляет 3 700 млн. тонн.
Как один из самых легких газов, гелий не накапливается в атмосфере, а медленно, но безвозвратно улетучивается в мировое пространство. Вот почему в верхних слоях атмосферы он наряду с водородом преобладает среди других, более тяжелых газов.

Связанные записи

Пыль в атмосфере

ПыльНа наше счастье, атмосфера состоит не из одних чистых газов, а содержит бесчисленное множество взвешенных твердых и жидких частичек естественного и индустриального происхождения (частички пыли, дыма, продукты конденсации водяного пара и т.п.), которые вкупе создают аэродисперсную систему, называемую атмосферным аэрозолем. Мы не оговорились, считая это нашим счастьем. Действительно, не будь этой пыли, мы бы и представления не имели, например, об облаках, образование которых возможно только в результате конденсации (сублимации) водяного пара на ядрах конденсации (тех самых частичках аэрозоли) . Что же говорить тогда о погоде? А растения? А человек?
Но это отнюдь не значит, что человек должен выбрасывать в атмосферу все, «что нам негоже». Атмосфера любит и требует гармонии, которую не так просто в современных условиях восстановить, тем более что почти половина населения Земли живет в больших промышленных городах, где воздух, как правило, загрязнен. Поэтому совсем не преждевременно (как писал академик АН Грузии, профессор Ф.Ф. Давитая) подумать о поисках путей сохранения неизменного баланса газового состава атмосферы.

Связанные записи

Животворящий воздух

Животворящий воздух

Люди не могут существовать без кислорода и несколько минут, но, несмотря на это, они открыли его для себя лишь в 1774 г. Сообщая об обнаруженном им газе, англичанин Джозеф Пристли писал: «До сего же времени им насладились только две мыши да я», а вскоре после этого француз Лавуазье определил, что не только две мыши и Пристли имели счастье «полакомиться» кислородом, но и все живое на Земле обязано ему своим возникновением и существованием. За способность «нового» газа поддерживать жизнь его назвали «жизненным воздухом».
Кислород — тяжелый газ и держится, поэтому в нижних слоях атмосферы. Недостаток его очень опасен. Людям, не привыкшим к разреженному воздуху, грозит опасность психического расстройства, возможны серьезные нарушения работы сердца, человек быстро утомляется.
Обмен газами между окружающей средой и тканями живого организма, являющийся неотъемлемой составной частью общего обмена веществ, происходит исключительно путем диффузии, т.е. дыхательный воздух движется из мест с более высоким давлением в места с пониженным давлением. Так,
давление кислорода в крови, притекающей к легким, значительно меньше, чем в альвеолярном воздухе. Благодаря этой разнице кислород из легких поступает в кровь. Для живых существ, особенно человека, имеет значение не столько относительное, сколько абсолютное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, определяемое только его парциальным давлением. С подъемом в гору давление кислорода вследствие нарастающей разреженности атмосферы начинает уменьшаться и в какой-то момент сравнивается с давлением в альвеолярном воздухе и в дальнейшем будет ниже его. В этом случае, будь в атмосфере даже чистый кислород, диффузное поступление кислорода в организм становится невозможным, и человек погибает. В атмосфере, состоящей только из кислорода, большинство животных даже в нормальных условиях поглощают не больше кислорода, чем в атмосфере с обычным его содержанием. Количество поглощаемого кислорода, по-видимому, определяется КПД гемоглобина. Миллионы красных кровяных шариков — ловушек для кислорода — беспрепятственно путешествуют по телу и развозят мельчайшие капельки этого эликсира жизни, «грузоподъемность» которых ограниченна. Правда, у разных людей и народов содержание гемоглобина в крови колеблется в широких пределах. Определяется это главным образом климатическими условиями, в которых человек рос и развивался. Отсюда и проблема акклиматизации.
Основной кислород — производящий процесс в природе — фотосинтез. Только благодаря процессу фотосинтеза (растения захватывают солнечный свет, дождевую воду и углекислоту из воздуха, вырабатывая углерод для собственного питания и роста и выделяя свободный кислород) на Земле смогли появиться и мы с вами, дорогой читатель. Миллионы лет понадобилось растениям, чтобы выработать столько кислорода, сколько нас окружает сейчас. Более 100 млрд. тонн органических веществ образует растительность земного шара в результате фотосинтеза, усваивая при этом около 200 млрд. тонн CO2 и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд. т свободного кислорода. Количество энергии, ежегодно связываемой фото синтезирующими организмами океана и суши, во много раз больше той энергии, которая используется человечеством. Таков закон великого цикла.

Связанные записи

Безжизненный ли азот

Жидкий азот

Без цвета, без запаха, без вкуса. Газ — отшельник. Не поэтому ли в воздухе его особенно много — почти четыре пятых атмосферы. Но ведет он себя так, как будто его там и нет. За одну только необщительность он со дня своего открытия незаслуженно называется азотом, что означает «нет жизни». Действительно, азот не соединяется с другими элементами, огонь в нем гаснет, и жизнь погасла бы в нем так же быстро, хотя считать его ядовитым нет оснований. На самом деле азот — необходимый для жизни элемент. В белке животных и человека содержится 16-17% азота. В организмах плотоядных животных белок образуется за счет потребляемых белковых веществ, имеющихся в организмах травоядных животных и в растениях. Растения синтезируют белок, усваивая содержащиеся в почве азотистые соединения, названные химиками связанным азотом. Своего рода «прирученный азот». Резервуаром же, из которого природа черпает азот для образования азотистых соединений, служит атмосфера. Так что азот — газ что ни на есть жизненный. Но несмотря на свою «жизненность», азот проявляет иногда «нежизненную тенденцию», подтверждающую отчасти его название. Оказывается, что в условиях повышенного давления воздуха (например, при кессонных работах)* у людей возникает состояние, напоминающее алкогольное опьянение, вредное для организма.
Кессон (от французского Caisson — ящик) — ограждающая конструкция для образования под водой или в водонасыщенном грунте рабочей камеры, свободной от воды. Применяется для устройства фундаментов мостов, для погружения в грунт так называемых опускных сооружений — при строительстве насосных станций, водозаборных сооружений, устройстве туннелей, глубоких приямков; для подводных работ, не связанных с необходимостью заглубления в грунт (главным образом ремонтные и восстановительные работы в гидротехническом строительстве).
Азотный наркоз связан с тем, что растворимость азота в крови и тканях увеличивается пропорционально давлению. При быстром возвращении к нормальному давлению азот превращается в мельчайшие пузырьки и закупоривает капиллярные сосуды, вызывая, таким образом, «кессонную болезнь», которая может быть опасна для жизни подводных рабочих и водолазов.

Связанные записи