Как правило, газы незначительно растворяются в жидкостях. Их растворимость возрастает при повышении давления и уменьшается при повышении температуры. В основе процесса растворения газов заключается явление диффузии.
Растворимость газов в жидкостях подчиняется закону В. Генри (1803).
При постоянной температуре растворимость газа в данном объеме жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над жидкостью
С = КР, (3.10)
где С - весовая концентрация газа в насыщенном растворе;
Р - давление газа;
К - константа Генри.
Подобную зависимость для смеси газов открыл Дальтон.
Поскольку общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений
Рзаг = Ри + Р2 + ... + Р, (3.11)
то растворимость каждого из компонентов газовой смеси пропорционально его парциальному давлению (Р1, Р2, ..., Ри-парциальные давления газа в газовой смеси).
Закон Дальтона является дополнением к закону Генри, и сейчас они объединены в один закон - закон Генри - Дальтона. Этот закон справедлив, если условия приближаются к идеальным, он имеет большое значение в биологии и заслуживает более детальное обсуждение. Вот некоторые примеры проявлений закона Генри - Дальтона: кессонная болезнь (закупорка пузырьками газа кровеносных сосудов), образование пены при открывании бутылок с минеральной водой, шампанским и т.д.. В биологических системах наблюдаются несколько типов отклонения от закона Генри:
1. И. М. Сеченов изучал закономерности поглощения углекислого газа физиологическими жидкостями и доказал, что растворимость углекислого газа уменьшается при наличии в растворителе электролитов.
1. Сеченов доказал, что 2/3 всего углекислого газа растворяется в плазме крови, а 1/3 связывается с эритроцитами, и процесс перехода углекислого газа из крови в легкие подобен диффузии газа из жидкости в воздух. На основании этих исследований И. М. Сеченов определил роль гемоглобина в переносе углекислого газа и кислорода.
2. Второй тип отклонение может происходить при химическом взаимодействии газа с растворителем. Так, наблюдается аномально высокая растворимость СО2 в организме при различных процессов обмена. В живых организмах гидратация и дегидратация CO2 катализируется ферментом карбоангидразы.
3. Третий тип отклонений характеризуется поведением кислорода в крови. Обычно кислород ограничено растворяется в воде. Его растворимость резко возрастает при наличии гемоглобина за счет связывания кислорода с гемоглобином атомами железа, входящих в гем. Качественное объяснение заключается в том, что молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц. Таким образом, зная рН раствора, можно вычислить рОН. На практике в основном применяются значения рН в интервале от 1 до 14. Может быть и отрицательное значение рН. Например, раствор соляной кислоты концентрации 10 моль / л имеет рН == - lg 10 = - 1. Раствор NaOH концентрации 10 моль / л имеет рН = 15.
Для концентрированных растворов сильных кислот и оснований ионное произведение воды перестает быть точным, так как наблюдается взаимное влияние ионов.