Henry-Dalton-Gesetz

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um das "Henry-Dalton-Gesetz". Dieser Film gehört zum Abschnitt "heterogene Gleichgewichte". Für die notwendigen Vorkenntnisse solltet ihr bereits die Videos "gesättigte Lösungen und Löslichkeiten", sowie "Nernst-Verteilungsgesetz" gesehen haben. Im Film möchte ich euch eine Darstellung über das Gesetz und mögliche Anwendungen vermitteln. Das Video ist in drei Abschnitte untergliedert: 1. Das Gesetz 2. Einige Henry-Konstanten 3. Gasaustausch in der Lunge   1. Das Gesetz Das Henry-Dalton-Gesetz wurde nach William Henry und John Dalton benannt. Der eigentliche, alleinige Entdecker war William Henry. Deshalb wird das "Henry-Dalton-Gesetz" auch häufig als "Henry-Gesetz" bezeichnet. Stellen wir uns folgenden einfachen Versuchsaufbau vor: Ein Kolben wird mit einer Flüssigkeit gefüllt. Über der Flüssigkeit befindet sich ein Gas. Dieses hat einen bestimmten Druck "P", mit dem es auch auf die Flüssigkeit drückt. Im Ergebnis dessen, lösten sich einige Gasteilchen in der Flüssigkeit. Das Gas bezeichnen wir mit "A". Dann ist der Druck des Gases der Partialdruck "PA". Die Konzentration des Gases "A" in der Flüssigkeit sei "A" in eckigen Klammern ( [A] ). Das "Henry-Dalton-Gesetz" in Formelschreibweise lautet dann: [A] ( Flüssigkeit ) dividiert durch "PA"  ( Gasphase ) = K (eine Konstante ). Wir formulieren: Die Konzentration des Gases [A] in der Flüssigkeit und sein Partialdruck "PA" sind proportionale Größen. "K" bezeichnet man als "Henrykonstante". 2. Einige Henry-Konstanten Man kann [K] in verschiedenen Einheiten angeben. Wir wählen hier mol pro Liter und bar. Ich möchte hier die "Henrykonstanten" für einige Gase angeben: Der einfachheitshalber multipliziere ich [K] mit 10hoch4. Die ausgewählten Gase sind Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Helium, Neon und Kohlenstoffmonoxid. Man hat folgende Werte ermittelt: O2=13, H2=7,8, CO2=340, N2=6,1, He=3,7, Ne=4,5 und CO=9,5. Das verwendete Lösungsmittel ist Wasser. Gemessen wurde bei einer Temperatur von 298Kelvin. Stickstoff und Helium spielten eine Rolle im vorigen Video. Im Vorläufervideo haben wir die Taucherkrankheit besprochen. Man kann dieser entgegenwirken, in dem man in der Atemluft beim Tauchen anstelle von Stickstoff, Helium verwendet. Argumentiert wurde, dass Helium niedriger löslich, in Wasser, als Stickstoff sei, und demzufolge auch im Blut. Schaut man sich die beiden Werte an, 3,7 gegenüber 6,1, so ist der Unterschied nicht so groß. Zu berücksichtigen ist hier, dass Stoffmengen, d. h. Molmengenverhältnisse, benutzt wurden. Berücksichtigt man jedoch die entsprechenden molaren Massen, Stickstoff 28 und Helium 4, so kommt man zu einem Massenverhältnis von 12:1. Somit ergibt sich, dass die Löslichkeit von Helium im Blut tatsächlich um eine Größenordnung niedriger ist, als die Löslichkeit von Stickstoff. 3. Gasaustausch in der Lunge Unter höherem Druck "P" in der Atemluft lösen sich die Gase besser, als unter Normaldruck. Betrachten wir hierfür das "Henry-Daltonsche-Gesetz": [A] sei hier Sauerstoff, dann ist für die Sauerstoffaufnahme der Partialdruck "PA" entscheidend. Dieser entscheidet über die Konzentration des Sauerstoffs im Blut. Es lösen sich 24mg Sauerstoff pro Liter Blut. Das gilt bei einer Temperatur von 37 Grad Celsius. Das ist jedoch nicht der einzige Prozess, der abläuft. Von entscheidender Bedeutung ist die Sauerstoffaufnahme durch das Hämoglobin. 1g Hämoglobin sind imstande, 1,34ml Sauerstoff zu binden. Wir haben zu berücksichtigen, dass 150g Hämoglobin in einem Liter Blut enthalten sind. Damit steigt die Transportfähigkeit des Hämoglobins um den Faktor 10. Betrachten wir nun noch einmal den Sauerstoff: Er gelangt als Gas in den Körper und wird vom Blut aufgenommen. Dadurch entsteht eine Lösung. Zwischen beiden Zuständen stellt sich ein Gleichgewicht ein. Der in der Lösung befindliche Sauerstoff steht im Gleichgewicht mit dem Komplex, den er mit dem Hämoglobin bildet. An diesem Gleichgewicht ist die Lunge beteiligt und übt hier eine regelnde Funktion aus. Auch die Auswirkungen von Lachgas auf den Organismus kann man mit dem "Henry-Dalton-Gesetz" interpretieren. Entscheidend dafür, wie viel Lachgas aufgenommen wird, hängt vom Partialdruck des Gases ab. Der Partialdruck des Lachgases bestimmt die Konzentration des Gases im Blut. Diese wiederum bestimmt die Narkosetiefe. Ich danke für die Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.