Se c'è una miscela di gas sopra il liquido, allora ogni gas si dissolve in esso in base alla sua pressione parziale, nella miscela, cioè alla pressione che cade sulla sua quota. Pressione parziale qualsiasi gas all'interno miscela di gas può essere calcolato conoscendo la pressione totale della miscela di gas e la sua composizione percentuale. Quindi, a una pressione atmosferica di 700 mm Hg. la pressione parziale dell'ossigeno è di circa il 21% di 760 mm, ovvero 159 mm, azoto - 79% di 700 mm, ovvero 601 mm.

Quando si calcola pressione parziale dei gas nell'aria alveolare, va tenuto conto del fatto che è saturo di vapore acqueo, la cui pressione parziale a temperatura corporea è di 47 mm Hg. Arte. Pertanto, la quota di altri gas (azoto, ossigeno, diossido di carbonio) rappresenta non più 700 mm, ma 700-47 - 713 mm. Con un contenuto di ossigeno nell'aria alveolare pari al 14,3%, la sua pressione parziale sarà di soli 102 mm; con un contenuto di anidride carbonica del 5,6%, la sua pressione parziale è di 40 mm.

Se un liquido saturo di gas ad una certa pressione parziale viene a contatto con lo stesso gas, ma avendo una pressione inferiore, allora parte del gas uscirà dalla soluzione e la quantità di gas disciolto diminuirà. Se la pressione del gas è più alta, più gas si dissolverà nel liquido.

La dissoluzione dei gas dipende dalla pressione parziale, cioè dalla pressione di un particolare gas, e non dalla pressione totale della miscela di gas. Pertanto, ad esempio, l'ossigeno disciolto in un liquido fuoriesce in un'atmosfera di azoto allo stesso modo di un vuoto, anche quando l'azoto è ad una pressione molto elevata.

Quando un liquido viene a contatto con una miscela di gas di una certa composizione, la quantità di gas che entra o esce dal liquido dipende non solo dal rapporto tra le pressioni del gas nel liquido e nella miscela di gas, ma anche dai loro volumi. Se un grande volume di liquido viene a contatto con un grande volume di una miscela di gas la cui pressione differisce nettamente dalla pressione dei gas nel liquido, allora grandi quantità di gas possono fuoriuscire o entrare in quest'ultimo. Al contrario, se un volume sufficientemente grande di liquido viene a contatto con una bolla di gas di piccolo volume, una quantità molto piccola di gas entrerà o lascerà il liquido in composizione del gas il liquido non cambierà molto.

Per i gas disciolti in un liquido, il termine " voltaggio”, corrispondente al termine “pressione parziale” per i gas liberi. La tensione è espressa nelle stesse unità della pressione, cioè in atmosfere o in millimetri di mercurio o colonna d'acqua. Se la pressione del gas è 1,00 mm Hg. Art., ciò significa che il gas disciolto nel liquido è in equilibrio con il gas libero sotto pressione di 100 mm.

Se la tensione del gas disciolto non è uguale alla pressione parziale del gas libero, l'equilibrio è disturbato. Viene ripristinato quando queste due quantità tornano ad essere uguali tra loro. Ad esempio, se la pressione dell'ossigeno nel liquido di un recipiente chiuso è 100 mm e la pressione dell'ossigeno nell'aria di questo recipiente è 150 mm, l'ossigeno entrerà nel liquido.

In questo caso, la tensione dell'ossigeno nel liquido verrà annullata e la sua pressione all'esterno del liquido diminuirà fino a quando non verrà stabilito un nuovo equilibrio dinamico ed entrambi questi valori saranno uguali, avendo ricevuto un nuovo valore compreso tra 150 e 100 mm . Il modo in cui la pressione e lo stress cambiano in un dato studio dipende dai volumi relativi di gas e liquido.

Pressione parziale ( p o ) il gas in una miscela è chiamato la pressione che questo gas produrrebbe, occupando, nelle stesse condizioni fisiche, il volume dell'intera miscela di gas.

Secondo la legge: la pressione totale di una miscela di gas che non entrano in interazione chimica tra loro è uguale alla somma delle pressioni parziali dei gas che compongono la miscela.

Compiti

1. (R.77) la massa di 0,5 × 10 -3 m 3 di gas è 1,806 * 10 × -3 kg. Determinare la densità del gas da anidride carbonica CO 2 e metano CH 4, nonché il peso molecolare del gas.

Risposta: 1,84, 5,05, 80,9 × 10 -9 kg.

2. (R.83) Il volume della camera di gomma di un pneumatico per auto è 0,025 m 3 , la pressione al suo interno è 5,0665 × 10 5 Pa. Determinare la massa d'aria nella camera a 20°C.

Risposta: 0,15 kg.

3. (R.86) Determinare la massa del vapore di toluene in una stanza con un volume di 30 m 3 a 25°C. La tensione di vapore del toluene a questa temperatura è 2972 ​​Pa.

Risposta: 3,31 kg.

4. (R.88) Determinare la massa di 10 -3 m 3 di una miscela di gas contenente (in volume) il 50% di idrogeno e il 50% di anidride carbonica (n.a.).

Risposta: 1,02 × 10 -3 kg.

5. (R.89) Gas (n.a.) occupa un volume di 1 m 3 . A quale temperatura il volume di un gas triplicherà se la pressione del gas non cambia?

Risposta: 819 K.

6. (R.92) Quale massa di CaCO 3 deve essere presa per ottenere l'anidride carbonica per calcinazione, che occupa un volume di 25 × 10 -6 m 3 a 15 ° C e una pressione di 104.000 Pa?

Risposta: 0,109 × 10 -3 kg.

7. (R.94) Da 5 × 10 -3 kg di clorato di potassio KClO 3 si ottengono 0,7 × 10 -3 m 3 di ossigeno, misurati a 20°C e ad una pressione di 111900 Pa. Determinare la frazione di massa delle impurità nel clorato di potassio.

Risposta: 48 %.

8. (C.1) Il numero di molecole in volumi uguali di idrogeno e ossigeno sarà lo stesso: a) in condizioni normali; b) alla temperatura di 25°C e alla pressione di 1 atm; c) se le condizioni in cui si misurano i volumi di idrogeno e ossigeno sono diverse?

9. (C.9) A quale temperatura 1 litro di cloro peserà 1 g se la pressione è 1 atm?

Risposta: 863 K.

10. (C.15) Un recipiente della capacità di 112 litri, riempito con aria alla pressione di 1 atm, pesa 2,5 kg. Quale sarà il peso di questo recipiente se viene riempito di cloro ad una pressione di 5 atm?

Risposta t: 4,13 kg.

11. (S.32) Un litro di un gas, preso in condizioni normali, pesa 1,43 g, il secondo - 0,09 g Trova il numero di molecole nei volumi di gas presi. Elimina i dati ridondanti dall'attività. Fai il calcolo.

Risposta: 2,69 × 10 22 .

12. (S.35) Quante molecole di azoto e ossigeno ci saranno in condizioni normali in 896 ml di una miscela gassosa composta dal 50% di azoto e dal 50% di ossigeno in volume? Elimina i dati ridondanti dall'attività. Fai il calcolo.

Risposta: 2,41 × 10 22 .

13. (C.60) Determinare la densità della miscela di monossido di carbonio e anidride carbonica in termini di idrogeno, se è noto che il monossido di carbonio è del 20% in volume. Trovare la massa di 1 litro di tale miscela ad una temperatura di 27°C e una pressione di 1 atm.

Risposta: 20,4, 1,66 g

14. (S.68) Il volume della miscela di monossido di carbonio e ossigeno è di 200 ml. Dopo la combustione di tutto il monossido di carbonio dovuto all'ossigeno nella miscela e portando i volumi dei gas alle condizioni originarie, si ottengono 150 ml di una nuova miscela di gas. Determinare in percentuale la composizione volumetrica della miscela iniziale.

Risposta: 50 %.

15. (S.76) Una miscela di idrogeno e azoto, il cui volume è misurato a certe condizioni bruciato in eccesso di ossigeno. Dopo la fine della reazione e portando i gas alle condizioni iniziali (acqua condensata), la diminuzione del volume dei gas si è rivelata uguale al volume della miscela iniziale di idrogeno e azoto. Determinare il rapporto volumetrico dei gas nella miscela.

Risposta: 2: 1.

16. (P.92) In un recipiente chiuso ci sono 100 moli di azoto e idrogeno in un rapporto di 1:3. Pressione della miscela 300 atm. Determinare la composizione e la pressione della miscela dopo che il 10% di azoto ha reagito e i gas sono stati portati alla loro temperatura originale.

Risposta: 285 atm.

17. (С.100) In un recipiente chiuso a una temperatura di 0°C c'erano 3 litri di ossigeno e 4 litri di idrogeno. Come cambierà la pressione nel recipiente se una delle sostanze reagisce completamente, dopodiché viene ripristinata la temperatura originale?

Risposta: 7 volte.

18. (A.122) Quale dei gas nobili è in una miscela con ammoniaca, se è noto che a pressione normale e 80°C la sua densità è 0,5165 g/l?

Risposta: Non.

19. (A.130) In una miscela di ammoniaca e azoto, il numero di atomi è 3,4 volte maggiore del numero di molecole. Scopri la densità relativa di questa miscela di gas nell'aria.

Risposta: 0,700.

20. (D.21) Dati 480 litri di gas a 17°C e 104 kPa. Portare il volume del gas in condizioni normali: 0°C e 101,3 kPa.

Risposta: 464 litri.

21. (D.25) Dati 8 litri di gas a –23°C. A quale temperatura il volume di un gas sarà di 10 litri se la pressione rimane invariata?

Risposta: 39,5°C.

22. (D.27) In una bombola chiusa c'è del gas ad una temperatura di -3°C sotto una certa pressione. A quale temperatura deve essere riscaldato il gas affinché la pressione all'interno della bombola aumenti del 20%?

Risposta: 51°C.

23. (D.41) Una bombola della capacità di 10 litri contiene una mole di ossigeno a 27°C. Calcola la pressione dell'ossigeno nella bombola.

Risposta: 249 kPa.

24. (D.42) In una bombola chiusa con una capacità di 40 litri si trovano 77 g di CO 2 . Il manometro attaccato al cilindro mostra una pressione di 106,6 kPa. Calcola la temperatura del gas.

Risposta: 20,2°C.

25. (D.56) Da 3 g di una miscela di CaCO 3 e MgCO 3 si ottengono 760 ml di CO 2 (a 20°C e 99,7 kPa). Calcolare il rapporto quantitativo di CaCO 3 e MgCO 3 .

Risposta: 4:1.

26. (D.58) Il composto contiene il 46,15% di carbonio, il resto è azoto. La densità dell'aria è 1,79. Trova la vera formula del composto.

Risposta: C 2 N 2 .

27. (D.67) Bruciando un certo composto di azoto con idrogeno si ottengono 0,24 g di H 2 O e 168 ml di azoto (a 0°C e 101,3 kPa). La densità di vapore della sostanza contenente azoto nell'aria è 1,1. Qual è la vera formula della sostanza?

Risposta: N 2 H 4 .

28. (D.128) Quante molecole sono contenute in 1 ml di qualsiasi gas misurato in condizioni normali (a 0°C e 101,3 kPa)?

Risposta: 2,7 × 10 19 .

29. (D.136) Quanti anni ci vorranno per ricalcolare il numero di molecole contenute in 1 g di acqua, se si conta una molecola al secondo? (Si consideri un anno pari a 365 giorni).

Risposta: 1.06 × 10 15 .

30. (R.96) A 0°C, un recipiente con un volume di 14 × 10 -3 m 3 contiene 0,8 × 10 -3 kg di idrogeno e 6,30 × 10 -3 kg di azoto. Determinare la pressione parziale dell'azoto e la pressione totale della miscela.

Risposta: 36479.43; 101331.75 Pa.

31. (R.97) In un gasometro sopra l'acqua a 20°C e ad una pressione di 98500 Pa ci sono 8 × 10 -3 m 3 di ossigeno. La pressione del vapore acqueo a 20°C è 2335 Pa. Quale volume (n.c.) occuperà l'ossigeno nel gasometro?

Risposta: 7,07 × 10 -3 m 3.

32. (R.98) La miscela di gas è costituita da 5 × 10 -3 m 3 di azoto alla pressione di 95940 Pa e 3 × 10 -3 m 3 di ossigeno. Il volume della miscela è 8 × 10–3 m 3 . La pressione totale della miscela di gas è 104200 Pa. A che pressione viene prelevato l'ossigeno?

Risposta: 117967 Pa.

33. (R.99) 0,2 × 10 -3 m 3 di idrogeno vengono raccolti su acqua a 33°C e ad una pressione di 96000 Pa. Determinare il volume di idrogeno secco (n.a.). l'elasticità del vapore acqueo saturo a 33°C è 5210 Pa.

Risposta: 1,59 × 10 -4 m 3.

34. (R.100) Le lampade a gas contengono una miscela di gas aventi una composizione volumetrica dell'86% Ar e del 14% N 2 . Calcolare la pressione parziale di ciascuno dei gas se la pressione totale è 39990 Pa.

Risposta: 34391.4; 5598.6 Pa.

35. (R.101) L'idrogeno con un volume di 3 × 10 -3 m 3 è sotto una pressione di 100500 Pa. Quale volume di argon alla stessa pressione deve essere aggiunto all'idrogeno in modo che, a pressione totale costante, la pressione parziale di argon nella miscela diventi uguale a 83950 Pa?

Risposta: 15,2 × 10 -3 m 3.

36. (R.102) La miscela di gas è composta da 5 × 10 -3 m 3 di metano alla pressione di 96.000 Pa, 2 × 10 -3 m 3 di idrogeno alla pressione di 84.000 Pa e 3 × 10 -3 m 3 di anidride carbonica ad una pressione di 109.000 Pa. Il volume della miscela è 8 × 10–3 m 3 . Determinare le pressioni parziali dei gas nella miscela e la pressione totale della miscela.

Risposta: 60000; 21000; 40875; 121875 Pa.

37. (R.104) Una miscela di equilibrio di CO + Cl 2 "COCl 2 contenente 0,7 kmol CO, 0,2 kmol Cl 2 e 0,5 kmol COCl 2 è sotto una pressione di 10 5 Pa. Trova le pressioni parziali dei gas nella miscela.

Risposta: 50000; 14300; 35700 pa.

38. (R.105) In un recipiente chiuso con un volume di 6 × 10 -3 m 3 si trova a 10 ° C una miscela composta da 8,8 × 10 -3 kg di anidride carbonica, 3,2 × 10 -3 kg di ossigeno e 1, 2 × 10–3 kg di metano. Calcolare la pressione totale della miscela di gas, le pressioni parziali dei gas e le loro frazioni di volume (%).

Risposta: 147061.00; 78432.51; 39216.25; 29412.19 Pa; 53.33; 26.67; venti %.

39. (D.69) Si miscelano 4 g di CH 4 e 24 g di O 2. Esprimere la composizione della miscela di gas in percentuale in volume.

Risposta: 25 e 75%.

40. (D.70) 56 litri di CH 4 e 112 litri di O 2 vengono miscelati in condizioni normali. Esprimere la composizione della miscela di gas come percentuale in massa.

Risposta: 20 e 80%.

41. (D.71) Calcolare le pressioni parziali di ossigeno, azoto e ossigeno nell'aria, assumendo una pressione dell'aria di 101,3 kPa (l'aria contiene il 21% di O 2 e il 78% di N 2 in volume).

Risposta: 21.3; 79 kPa.

42. (D.72) Calcola la percentuale di ossigeno e azoto nell'aria in massa. La massa di 1 litro d'aria (0°C e 101,3 kPa) è 1,293 g.

Risposta: 23,2 e 75,5%.

43. (D.75) Calcolare la massa di 70 ml di ossigeno raccolti nell'acqua a 7°C e 102,3 kPa. La pressione del vapore dell'acqua alla stessa temperatura è 1 kPa.

Risposta: 97,5 mg.

44. (D.76) Quale volume occuperà 0,12 g di ossigeno se il gas viene raccolto sull'acqua a 14 ° C e 102,4 kPa. La pressione del vapore dell'acqua alla stessa temperatura è 1,6 kPa.

Risposta: 88,7 ml.

45. (D.81) Quante moli di ossigeno e azoto sono contenute in un auditorium che misura 6´8´5 m a 22°C e 100.0 kPa?

Risposta: 2055 e 7635 mol.

46. ​​​​(D.83) 15 mol N 2, 25 mol CO 2 e 10 mol O 2 sono stati posti in una camera con una capacità di 1 m 3. Calcolare: a) la pressione totale della miscela di gas a 27°C; b) la composizione percentuale in peso della miscela; c) la composizione percentuale in volume della miscela; d) pressione parziale di ciascuno dei gas ad una data temperatura.

Risposta: 125 kPa; 22.8; 59.8; 17,4%; trenta; 50 e 20%; 37.4; 62.3; 24,9 kPa.

47. (D.85) Quale volume d'aria (0°С e 101,3 kPa) contiene 1 mg di argon? L'aria contiene lo 0,93% di argon in volume.

Compito 41.
Mescolare 0,04 m 3 azoto sotto pressione 96 kPa (720 mm Hg), con 0,02 m3 di ossigeno. Il volume totale della miscela è 0,06 m 3 e la pressione totale è 97,6 kPa (732 mm Hg). Qual è stata la pressione dell'ossigeno prelevato?
Soluzione:
In base alle condizioni del problema, il volume di azoto è aumentato di 1,5 volte (0,06 / 0,04 = 1,5) e il volume di ossigeno di 3 volte (0,06 / 0,02 = 3). Le pressioni parziali dei gas sono diminuite della stessa quantità.

Di conseguenza,

Quindi, in base al fatto che il volume di ossigeno prima della miscelazione era tre volte maggiore rispetto a dopo la miscelazione, calcoliamo la pressione dell'ossigeno prima della miscelazione:

Risposta: P totale . = 100,8 kPa.

Compito 42.
La miscela di gas è stata preparata da 2 1 H 2 (P = 93,3 kPa) e 5 1 CH 4 (P = 112 kPa). Il volume della miscela è di 7 litri. Trova le pressioni parziali dei gas e la pressione totale della miscela.
Soluzione:
Secondo la condizione del problema, il volume dell'idrogeno è aumentato di 3,5 volte (7/2 = 3,5) e il volume del metano - di 1,4 volte (7/5 = 1,4). Le pressioni parziali dei gas sono diminuite della stessa quantità.

Secondo la legge delle pressioni parziali, la pressione totale di una miscela di gas che non interagiscono tra loro è uguale alla somma delle pressioni parziali dei gas che compongono il sistema (miscela).

Risposta:

Compito 43.
La miscela di gas è composta da NO e CO 2 . Calcolare il contenuto volumetrico dei gas nella miscela (in%) se le loro pressioni parziali sono rispettivamente di 36,3 e 70,4 kPa (272 e 528 mm Hg).
Soluzione:
Secondo La legge di Dalton la pressione parziale di un dato gas è direttamente proporzionale alla sua frazione molare della pressione totale della miscela di gas:

dove P(miscela) è la pressione totale della miscela; P(A) è la pressione parziale di un dato gas; (A) è la frazione molare di un dato gas.

Secondo la legge delle pressioni parziali, la pressione totale di una miscela di gas che non interagiscono tra loro è uguale alla somma delle pressioni parziali dei gas che compongono il sistema (miscela).

Risposta: 34,02% NO; 65,98% CO.

Compito 44.
In un recipiente chiuso con una capacità di 0,6 m 3 si trova a 0 0 C una miscela composta da 0,2 kg CO 2 , 0,4 kg 02 e 0,15 kg CH 4 . Calcolare: a) la pressione totale della miscela; b) pressione parziale di ciascuno dei gas; c) la composizione percentuale della miscela in volume.
Soluzione:
Calcolare totale gas nella miscela secondo l'equazione:

dov'è la quantità di gas, kmol; m è la massa del gas, kg; M è il peso molecolare del gas, kg/mol. Quindi:

a) La pressione totale della miscela di gas è determinata dall'equazione: Allora:

b) Le pressioni parziali dei gas sono calcolate dall'equazione:

dove R k e k , rispettivamente, sono la pressione parziale e la quantità di gas nella miscela.

c) Calcoliamo i volumi parziali dei gas secondo l'equazione: Allora

Viene chiamato il rapporto tra i volumi parziali (ridotti) dei singoli gas e il volume totale della miscela frazione di volume ed è determinato dalla formula: Allora

Risposta:

Compito 45.
La miscela di gas viene preparata da 0,03 m 3 CH 4 , 0,04 m 3 H 2 e 0,01 m 3 CO. Le pressioni iniziali di CH 4 , H 2 e CO erano rispettivamente di 96, 84 e 108,8 kPa (720, 630 e 816 mm Hg). Il volume della miscela è 0,08 m 3. Determinare le pressioni parziali dei gas e la pressione totale della miscela.
Soluzione:
Secondo la condizione del problema, il volume di metano è aumentato dopo la miscelazione di 2,67 volte (0,08 / 0,03 = 2,67), il volume di idrogeno - di 2 volte (0,08 / 0,04 = 2) e il volume monossido di carbonio– 8 volte (0,08/0,01 = 8). Le pressioni parziali dei gas sono diminuite della stessa quantità. Di conseguenza,

Secondo la legge delle pressioni parziali, la pressione totale di una miscela di gas che non interagiscono tra loro è uguale alla somma delle pressioni parziali dei gas che compongono il sistema (miscela).
Da qui:

Risposta:

Compito 46.
Ci sono 7,4 litri di ossigeno nel gasometro sopra l'acqua a 23°C e una pressione di 104,1 kPa (781 mm Hg). La pressione del vapore acqueo saturo a 23°C è di 2,8 kPa (21 mm Hg). Qual è il volume di ossigeno nel gasometro in condizioni normali?
Soluzione:
La pressione parziale dell'ossigeno è uguale alla differenza tra la pressione totale e la pressione parziale del vapore acqueo:

Indicando il volume desiderato attraverso e, usando l'equazione combinata Leggi Boyle-Mariotte e Gay-Lussac, noi troviamo:

dove P e V sono la pressione e il volume del gas alla temperatura di T = 296K (273 + 23 = 296); P 0 \u003d 101,325 kPa; T 0 \u003d 273K; P = 104,1 kPa; - volume di gas al n.a.

Risposta: V 0 \u003d 6,825 l.

Pressioni parziali dei gas respiratori

Secondo la legge di Dalton, la pressione parziale (tensione) di ciascun gas nella miscela (Pr) è proporzionale alla sua quota sul volume totale, cioè le sue frazioni (Fr) . Quando si applica questa legge ai gas respiratori, è necessario tenere conto del fatto che l'aria atmosferica, come la miscela di gas alveolari, contiene non solo O 2, CO 2, N 2 e gas nobili, ma anche vapore acqueo, che ha una certa pressione parziale (Pn 2 o). Poiché le frazioni di gas sono fornite per la loro miscela secca, nell'equazione per la legge di Dalton dalla pressione totale ( Pressione atmosferica: P atm) sottrarre la pressione del vapore acqueo. Quindi la pressione parziale del gas sarà determinata dalla formula:

Pr \u003d Fr (R atm - Pn 2 o)

Se sostituiamo i valori Fr per ossigeno o anidride carbonica nell'aria atmosferica nell'equazione per la pressione parziale dei gas: 21% (0,21) e 0,03% (0,0003) e pressione del vapore acqueo (47 mm Hg), quindi possiamo calcolare, cosa pressione parziale specificato gas nell'aria atmosferica sopra il livello del mare(P atm = 760 mm Hg) sarà, rispettivamente, 150 mm Hg (20 kPa) per l'ossigeno e 0,2 mm Hg (0,03 kPa) per l'anidride carbonica.

Dalla formula sopra, ne consegue che una diminuzione della pressione barometrica o una diminuzione del contenuto specifico di un gas (ossigeno - FrO 2) nell'aria inalata sarà accompagnata da un calo della pressione parziale di questo gas (ossigeno - PrO 2) nell'aria inalata.

Tensione dell'ossigeno nella miscela di gas alveolari in condizioni standard, la ventilazione dipende non solo dal suo consumo, ma anche dalla rimozione dell'anidride carbonica. Di conseguenza, quando si calcola la pressione parziale dell'ossigeno nella miscela di gas alveolare (P A O 2), viene effettuata una correzione per la rimozione della CO 2 formata durante il metabolismo. In questo modo, formula di calcolo definizioni di R A O 2 è la seguente:

R A O 2 \u003d PrO 2 - ________,

dove PaCO 2 è la pressione parziale dell'anidride carbonica nel sangue arterioso (40 mm Hg);

R - coefficiente respiratorio che caratterizza il rapporto tra CO 2 rilasciata e O 2 assorbita (in assenza di stress e con alimentazione normale = 0,8).

Sostituendo i valori di questi indicatori troviamo:

R A O 2 \u003d 150 - _______ \u003d 100 mm Hg (13,3 kPa)

La pressione parziale dell'anidride carbonica nella miscela di gas alveolare è di 40 mm Hg (5,3 kPa). Dalla formula di cui sopra segue che una diminuzione di PrO 2 sarà accompagnata da una diminuzione di R A O 2 .

Come è noto, scambio di gas nei polmoni va nella direzione dei gradienti di pressione parziale su entrambi i lati della membrana alveolare-capillare (Δ). Per l'ossigeno, questo gradiente corrisponde alla differenza tra PA O 2 e la tensione di ossigeno nei capillari del sangue venoso (40 mm Hg) che entra nei polmoni. Tuttavia, durante il passaggio del sangue attraverso i capillari polmonari (0,3 sec), questa pressione aumenta rapidamente e dopo 0,1 sec è ≈ 90% della pressione alveolare (G. Tevs, 2007) e nei successivi 0,2 sec la tensione l'ossigeno nei capillari è equalizzato con l'alveolare. Pertanto, il concetto è introdotto gradiente di pressione medio tra la miscela di gas alveolari (100 mm Hg) e il sangue dei capillari polmonari (90 mm Hg), che è 10 mm Hg. Arte.

A condizioni normali uomo che respira aria ordinaria, che hanno una composizione relativamente costante (Tabella 1). L'aria espirata contiene sempre meno ossigeno e più anidride carbonica. Il minor ossigeno e la maggior parte di anidride carbonica nell'aria alveolare. La differenza nella composizione dell'aria alveolare ed espirata è spiegata dal fatto che quest'ultima è una miscela di aria dello spazio morto e aria alveolare.

L'aria alveolare è l'ambiente gassoso interno del corpo. La composizione del gas del sangue arterioso dipende dalla sua composizione. I meccanismi di regolazione mantengono la costanza della composizione dell'aria alveolare. La composizione dell'aria alveolare durante la respirazione tranquilla dipende poco dalle fasi di inspirazione ed espirazione. Ad esempio, il contenuto di anidride carbonica alla fine dell'inalazione è solo dello 0,2-0,3% in meno rispetto alla fine dell'espirazione, poiché solo 1/7 dell'aria alveolare si rinnova ad ogni respiro. Inoltre, scorre continuamente, durante l'inalazione e l'espirazione, il che aiuta a equalizzare la composizione dell'aria alveolare. Con la respirazione profonda, aumenta la dipendenza della composizione dell'aria alveolare dall'inalazione e dall'espirazione.

Tabella 1. Composizione dell'aria (in %)

Lo scambio di gas nei polmoni avviene a seguito della diffusione di ossigeno dall'aria alveolare nel sangue (circa 500 litri al giorno) e di anidride carbonica dal sangue nell'aria alveolare (circa 430 litri al giorno). La diffusione si verifica a causa della differenza di pressione parziale di questi gas nell'aria alveolare e della loro tensione nel sangue.

Pressione parziale del gas: concetto e formula

Gas a pressione parziale proporzionalmente nella miscela di gas percentuale gas e la pressione totale della miscela:

Per aria: P atmosferica = 760 mm Hg. Arte.; Con ossigeno = 20,95%.

Dipende dalla natura del gas. L'intera miscela di gas aria atmosferica preso al 100%, ha una pressione di 760 mm Hg. Art., e parte del gas (ossigeno - 20,95%) viene presa come X. Quindi la pressione parziale dell'ossigeno nella miscela d'aria è di 159 mm Hg. Arte. Quando si calcola la pressione parziale dei gas nell'aria alveolare, è necessario tenere conto del fatto che è saturo di vapore acqueo, la cui pressione è di 47 mm Hg. Arte. Di conseguenza, la quota della miscela di gas che fa parte dell'aria alveolare ha una pressione non di 760 mm Hg. Art. e 760 - 47 \u003d 713 mm Hg. Arte. Questa pressione è presa come 100%. Da qui è facile calcolare che la pressione parziale dell'ossigeno, contenuto nell'aria alveolare nella quantità del 14,3%, sarà pari a 102 mm Hg. Arte.; di conseguenza, il calcolo della pressione parziale dell'anidride carbonica mostra che è pari a 40 mm Hg. Arte.

La pressione parziale di ossigeno e anidride carbonica nell'aria alveolare è la forza con cui le molecole di questi gas tendono a penetrare attraverso la membrana alveolare nel sangue.

La diffusione dei gas attraverso la barriera obbedisce alla legge di Fick; poiché lo spessore della membrana e l'area di diffusione sono gli stessi, la diffusione dipende dal coefficiente di diffusione e dal gradiente di pressione:

gas Q- il volume di gas che passa attraverso il tessuto per unità di tempo; S - area dei tessuti; DK-coefficiente di diffusione del gas; (P 1, - P 2) - gradiente di pressione parziale del gas; T è lo spessore della barriera tissutale.

Se prendiamo in considerazione che nel sangue alveolare che scorre ai polmoni, la tensione parziale di ossigeno è di 40 mm Hg. Art. e anidride carbonica - 46-48 mm Hg. Art., allora il gradiente di pressione che determina la diffusione dei gas nei polmoni sarà: per ossigeno 102 - 40 = 62 mm Hg. Arte.; per anidride carbonica 40 - 46 (48) \u003d meno 6 - meno 8 mm Hg. Arte. Poiché il coefficiente diffuso dell'anidride carbonica è 25 volte maggiore di quello dell'ossigeno, l'anidride carbonica lascia i capillari negli alveoli più attivamente dell'ossigeno nella direzione opposta.

Nel sangue, i gas sono in uno stato disciolto (libero) e chimicamente legato. La diffusione coinvolge solo le molecole di gas disciolte. La quantità di gas che si dissolve in un liquido dipende da:

• sulla composizione del liquido;
• volume e pressione del gas in liquido;
• temperatura del liquido;
• la natura del gas in esame.

Maggiore è la pressione di un dato gas e la temperatura, più il gas si dissolve nel liquido. Ad una pressione di 760 mm Hg. Arte. e una temperatura di 38 ° C, il 2,2% di ossigeno e il 5,1% di anidride carbonica si sciolgono in 1 ml di sangue.

La dissoluzione di un gas in un liquido continua fino al raggiungimento di un equilibrio dinamico tra il numero di molecole di gas che si dissolvono e che fuoriescono nel mezzo gassoso. Si chiama la forza con cui le molecole di un gas disciolto tendono a fuoriuscire in un mezzo gassoso pressione di un gas in un liquido. Pertanto, all'equilibrio, la pressione del gas è uguale alla pressione parziale del gas nel liquido.

Se la pressione parziale di un gas è superiore alla sua tensione, il gas si dissolverà. Se la pressione parziale del gas è inferiore alla sua tensione, il gas uscirà dalla soluzione nel mezzo gassoso.

La pressione parziale e la tensione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica nei polmoni sono riportate nella tabella. 2.

Tabella 2. Pressione parziale e tensione di ossigeno e anidride carbonica nei polmoni (in mmHg)

La diffusione dell'ossigeno è fornita dalla differenza di pressione parziale negli alveoli e nel sangue, che è pari a 62 mm Hg. Art., e per l'anidride carbonica - è solo di circa 6 mm Hg. Arte. Il tempo del flusso sanguigno attraverso i capillari del piccolo cerchio (una media di 0,7 s) è sufficiente per l'equalizzazione quasi completa della pressione parziale e della tensione del gas: l'ossigeno si dissolve nel sangue e l'anidride carbonica passa nell'aria alveolare. La transizione dell'anidride carbonica nell'aria alveolare a una differenza di pressione relativamente piccola è spiegata dall'elevata capacità di diffusione dei polmoni per questo gas.