Ademgassen
Het meest bekende mengsel van gassen is lucht.
Lucht bestaat uit:
| Stikstof. 78,084% | |
| Zuurstof- 20,946% | |
| Argon: 0,934% | |
| Koolzuur: 0,033% | |
| Andere gassen: 0,003% | |
| Waterdamp: variërend | |
Elk van deze gassen kan op zich bij een te hoge of te lage partiële druk medische problemen tot gevolg hebben.
Perslucht wordt veel gebruikt voor het duiken bij niet al te grote diepten, met name tot 50 meter.
De hoge concentratie stikstof in lucht zorgt voor de nodige problemen. Bij diepten groter dan ongeveer 30 meter ondervindt men toenemende last van stikstofnarcose, de “dronkenschap van de diepten”. Daarnaast gaat het ademen van perslucht steeds zwaarder bij toenemende diepte, omdat er zich zoveel “zware” stikstof in bevindt. Bij diepten groter dan 50 meter neemt de benodigde ademarbeid zodanig toe, dat steeds minder energie overblijft voor het verrichten van andere werkzaamheden. .Tenslotte kan stikstof, hoe nuttig deze ook is voor het verdunnen van zuurstof in de lucht, bij het duiken aanleiding geven tot het optreden van decompressieziekte. Ook de 21% zuurstof in de lucht kan echter moeilijkheden opleveren bij het duiken. Afhankelijk van de diepte en tijd kan zuurstofvergiftiging optreden. Om een aantal van bovenstaande problemen te beperken gebruikt men – afhankelijk van de duikornstandigheden – andere gasmengsels. Zo gebruikt men bijvoorbeeld mengsels van stikstof en zuurstof (de zogenaamde nitroxmengsels) in een andere verhouding dan in de lucht.
Nitrox mengsels met verhoudingsgewijs veel zuurstof en weinig stikstof worden gebruikt om het probleem van de decompressieziekte te voorkomen. Door de grote hoeveelheid zuurstof kan men hiermee slechts tot beperkte diepten duiken. Nitroxmengsels met verhoudingsgewijs weinig zuurstof en veel stikstof worden gebruikt, waar kans op zuurstofvergiftiging een probleem vormt. Dit geldt met name voor zeer langdurige duiken, bijvoorbeeld saturatieduiken.Ook dit mengsel kan slechts tot beperkte diepten worden gebruikt in verband met de stikstofnarcose en de zware ademarbeid.Voor diepere duiken wordt veel gebruik gemaakt van mengsels van helium en zuurstof (de zogenaamde helioxmengsels). Helium is namelijk veel lichter dan stikstof, zodat toename van de ademarbeid pas op veel grotere diepten merkbaar wordt. Helium heeft bovendien geen aantoonbare narcotische werking tot diepten, waarop hiermee tot heden gedoken is (ongeveer 700 meter!).
De hoeveelheid zuurstof, die men in deze mengsels toepast, is weer afhankelijk van de duikomstandigheden.Hoewel helium een ideaal gas lijkt om mee te duiken, heeft het toch ook een aantal nadelige aspecten. In de eerste plaats moet er een voorraad van worden aangelegd, omdat wij het niet zomaar uit de lucht kunnen halen. Bovendien is helium nogal kostbaar. Dit zijn economische nadelen, waarop wij hier niet behoeven in te gaan. Zuiver natuurkundig zijn er echter ook nadelen aan het gebruik van helium verbonden. De meest opvallende uitwerking is de “Donald Duck”-stem, waardoor communicatieproblemen kunnen ontstaan. Door de goede warmtegeleidbaarheid voert helium meer lichaamswarmte af dan lucht, zodat extra verwarming van de duiker noodzakelijk is.Verder blijkt helium, bij het op druk brengen voor diepten groter dan 1 50 m, verschillende neurologische (zenuwstelsel-) problemen te veroorzaken. Deze neurologische problemen blijken onder meer te kunnen worden bestreden door wat stikstof aan het helioxmengsel toe te voegen. Dan wordt het trimixmengsel verkregen.
Trimix mengsels worden ook gebruikt om decompressietijden te bekorten bij duiken tussen 50 en 100 meter. Zoals eerder vermeld kunnen duikerziekten ontstaan door een te hoge of te lage partiële druk van één gas. Uit de wet van Boyle-Gay-Lussac volgt, dat de druk van het gasmengsel dat we ademen gelijk moet zijn aan de omgevingsdruk, om beschadiging van de longen te voorkomen. Op diepte zal dit leiden tot een hogere partiële druk van de gassen in het ademmengsel, dan waaraan we boven water gewend zijn. Ons lichaam stelt nauwe grenzen aan de toelaatbare partiële drukken voor o.a. zuurstof en koolzuur. Daarom is het berekenen van de samenstelling van voor ons geschikte ademmengsels zo belangrijk. Verontreiniging van het ademmengsel met bijvoorbeeld koolmonoxyde kan desastreuze gevolgen hebben bij druktoename.
Kennis van enkele natuurkundige begrippen zoals de Wet van Dalton, partiële druk en oppervlak-te-equivalent en kennis van de fysiologie is noodzakelijk om de inwerking van gassen bij drukveranderingen te begrijpen.