Los gases nobles



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Inercia


El hecho de que el helio sea por completo inerte, y relativamente barato, hace que sea tan útil, en potencia, como el argón, para determinados usos, como la soldadura escudada de arco y para emplearlo en la metalurgia de metales sensibles al oxígeno y nitrógeno. Sin embargo, el helio tiene otras importantes aplicaciones que el argón no puede sustituir. Por esta razón, siempre que el argón y el helio puedan ser utilizados en condiciones equivalentes para algún propósito, se considera más lógico emplear el argón.

El argón no puede sustituir al helio, lógicamente, cuando se requiere una extrema ligereza. El argón no puede ser empleado, por ejemplo, para hinchar globos. La ligereza del helio, que le permite ser empleado para hinchar globos, justifica también su utilidad en algunos aspectos del tratamiento médico.

Supongamos una atmósfera artificial integrada por un 21% de oxígeno y un 79% de helio; una atmósfera, en otras palabras, en la cual el helio remplaza al nitrógeno y al argón. Una persona que respire dicha atmósfera consigue todo el oxígeno que necesita, y no carece de cuanto le es indispensable (si damos por sentado que la mezcla contiene pequeñas cantidades de vapor de agua y bióxido de carbono), ya que no respira ni nitrógeno ni argón.

Esta atmósfera de oxígeno-helio posee tan sólo un tercio de la densidad total de la atmósfera corriente de oxígeno-nitrógeno. Es menos viscosa y circula más fácilmente a través de estrechos pasillos. Los pacientes que sufren de asma, o de cualquier otra dolencia que obstruya sus conductos nasal y bronquial, pueden aspirar y espirar más fácilmente y conseguir el oxígeno que necesitan, donde la atmósfera corriente puede condenarles a una lenta asfixia. El hidrógeno sería aun más útil que el helio si no fuera porque una mezcla de oxígeno e hidrógeno es casi pura dinamita que estalla con una simple chispa.

El helio puede sustituir al nitrógeno en aquellas condiciones en que la presencia de nitrógeno no es tan sólo un asunto de indiferencia para el organismo, sino que se convierte en un peligro angustioso.

De nuevo nos encontramos con el problema de la solubilidad. Todos los gases se disuelven en los líquidos corporales hasta un cierto límite, y podemos valorar el grado comparativo en que se producen estos hechos considerando la solubilidad de los gases en el agua, lo cual constituye la masa de los líquidos corporales. Algunos gases son muy solubles en agua. Cien centímetros cúbicos de agua fría disolverán aproximadamente 120.000 centímetros cúbicos de amoniaco y cerca de 50.000 centímetros cúbicos de cloruro de hidrógeno. Éstos son casos excepcionales. Otros gases son muchísimo menos solubles.

Algunos de los gases corrientes (excluidos los gases nobles) aparecen clasificados en orden de solubilidad decreciente en la tabla 25.


Tabla 25. Solubilidad de algunos gases corrientes

Gas

Número de centímetros cúbicos
disueltos en 100 cc de agua fría


Bióxido de carbono

170,00

Oxígeno

4,89

Monóxido de carbono

3,50

Nitrógeno

2,33

Hidrógeno

2,14

Estos pequeños grados de solubilidad no deben ser descartados. Los océanos del mundo contienen cincuenta veces más bióxido de carbono que el contenido en la atmósfera y constituyen un depósito vital del gas. Los animales marinos que respiran mediante branquias utilizan la pequeña cantidad de oxígeno disuelto en el agua del mar.

Además, también, aunque el organismo no utiliza en absoluto el nitrógeno gaseoso, parte de éste se disuelve en los líquidos corporales. La solubilidad de los gases aumenta generalmente con la presión y este hecho es importante para los hombres que trabajan sometidos a elevadas presiones.

Esto es particularmente aplicable a los que trabajan dentro de cámaras de inmersión bajo el agua, por ejemplo. Deben respirar una atmósfera que se mantiene a una presión equivalente a la del agua que hay encima de ellos, si tienen que construir túneles debajo de los ríos, presiones iguales a dos o tres veces la de la atmósfera ordinaria. En estas circunstancias, el oxígeno y el nitrógeno se disuelven con una proporción desacostumbrada en los fluidos corporales. El oxígeno es consumido por el organismo, pero el nitrógeno permanece intacto en solución. Si entonces disminuye la presión rápidamente, el nitrógeno ya no puede continuar por más tiempo en solución, sino que escapa en forma de burbujas y pasa a la circulación sanguínea. Puede causar dolores lancinantes y, en condiciones extremas, acarrear la muerte. Este estado se llama «parálisis de los buzos». En consecuencia, cuando los obreros abandonan las cámaras de inmersión, deben permanecer primero en cámaras de descompresión, en las cuales la presión va siendo reducida lentamente a fin de que el nitrógeno sea eliminado por etapas y de manera que pueda ser soportado por el organismo.

Examinemos ahora la solubilidad de los gases nobles, en orden decreciente de su peso atómico, tal como aparecen en la tabla 26.



Tabla 26. Solubilidad de los gases nobles

Gas

Número de centímetros cúbicos
disueltos en 100 cc de agua fría


Radón

51,00

Xenón

24,00

Criptón

11,00

Argón

5,60

Neón

1,47

Helio

0,94

Como podemos ver, la solubilidad disminuye a medida que el peso atómico se reduce. El xenón es cinco veces más soluble que el oxígeno (su solubilidad fue citada anteriormente en relación con el empleo del xenón en anestesia). El xenón es utilizado para este propósito sólo a presión normal, de manera que cuando el paciente ya no lo respira, no forma burbujas fuera de los tejidos sino que puede ser utilizado poco a poco. Su uso no implica el peligro de parálisis de los buzos. El radón sería incluso más eficaz como anestésico de no ser por su radiactividad.

En cuanto al neón y el helio, son menos solubles que el oxígeno, nitrógeno o hidrógeno. En realidad, el helio, a causa de ser muy inerte, es conocido como el gas menos soluble en agua.

En consecuencia, cuando se emplea una atmósfera de oxígeno-helio en cámaras de inmersión, tan sólo cerca de un tercio de gas inerte se disuelve en los líquidos corporales que cuando se emplea una atmósfera normal. Las burbujas que surgen por descompresión son menores y más escasas. Por añadidura, puesto que el helio fluye más fácilmente que el nitrógeno, las burbujas de helio se desprenden con más facilidad. El empleo de una atmósfera oxígeno-helio permite una descompresión más rápida y aminora el peligro de parálisis que afecta a veces a los que trabajan en cámaras de inmersión.

Una leve dificultad que supone el respirar helio la constituye el hecho de que los pequeños átomos vibran más rápidamente. Por tanto, el sonido de las ondas se agudiza, y los hombres hablan de pronto lanzando chillidos de soprano. Algunas veces esto trastorna tanto a los hombres que deben comunicarse por escrito.




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