Egal cu presiunea parțială. Cum se calculează presiunea parțială

Osmoză

Osmoză– fenomenul de difuzie selectivă a unui anumit tip de particule printr-o partiție semipermeabilă. Acest fenomen a fost descris pentru prima dată de stareț Nolle în 1748. Se pot face partiții permeabile numai la apă sau alt solvent și impermeabile la substanțe dizolvate, atât cu greutate moleculară mică, cât și cu greutate moleculară mare. folii polimerice(colodion) sau precipitate asemănătoare gelului, de exemplu, ferocianura de cupru Cu2; acest precipitat se formează în porii filtrului despărțitor de sticlă atunci când materialul poros este scufundat mai întâi într-o soluție sulfat de cupru(CuSO4 x 5H2O) și apoi sare galbenă de sânge K2. Substanțele difuzează printr-un astfel de compartiment, adică ocazie importantă osmoza, permițându-vă să măsurați presiunea osmotică, de ex. presiunea osmotică– o măsură a tendinței unei substanțe dizolvate de a se deplasa datorită mișcării termice în timpul procesului de difuzie dintr-o soluție într-un solvent pur; distribuit uniform pe întregul volum al solventului, reducând concentrația inițială a soluției.

Datorită presiunii osmotice, forța face ca lichidul să se ridice în sus, această presiune osmotică este echilibrată presiune hidrostatică. Când vitezele substanțelor care difuzează devin egale, atunci osmoza se va opri.

Modele:

1. La o temperatură constantă, presiunea osmotică a unei soluții este direct proporțională cu concentrația solutului.

2. Presiunea osmotică este proporțională cu temperatura absolută.

În 1886 J. G. van't Hoff a arătat că valoarea presiunii osmotice poate fi exprimată în termeni de starea gazului

P baza V = RT.

legea lui Avogadro aplicabil solutiilor diluate: in volume egale diverse gaze la aceeași temperatură și aceeași presiune osmotică este conținut același număr de particule dizolvate. Soluții diverse substanțe, având aceleași concentrații molare la aceeași temperatură, au aceeași presiune osmotică. Astfel de soluții se numesc izotonic.

Presiunea osmotică nu depinde de natura substanțelor dizolvate, ci depinde de concentrație. Dacă volumul este înlocuit cu concentrație, obținem:

Să luăm în considerare legea lui van't Hoff: presiunea osmotică a unei soluții este numeric egală cu presiunea pe care o anumită cantitate de dizolvat ar produce-o dacă aceasta, sub formă de gaz ideal, ar ocupa un volum egal cu volumul soluției la o anumită temperatură.

Toate legile descrise se aplică soluțiilor infinit diluate.

Presiune parțială- presiunea pe care gazul inclus în amestecul de gaze ar exercita-o dacă toate celelalte gaze ar fi îndepărtate din acesta, cu condiția ca temperatura și volumul să fie menținute constante.

Presiune totală amestec de gaze determinat legea lui Dalton: presiunea totală a unui amestec de gaze care ocupă un anumit volum este egală cu suma presiunilor parțiale pe care le-ar avea fiecare gaz în parte dacă ar ocupa un volum egal cu volumul amestecului de gaze.

P = P 1 + R 2 + R 3 + … + R k,

Unde R– presiunea totală;

R k– presiunea parțială a componentelor.

Dacă există un amestec de gaze deasupra lichidului, atunci fiecare gaz se dizolvă în el în funcție de presiunea sa parțială, în amestec, adică presiunea care cade pe partea sa. Presiune parțială a oricărui gaz dintr-un amestec de gaze poate fi calculat prin cunoașterea presiunii totale a amestecului de gaze și a compoziției sale procentuale. Deci, la o presiune atmosferică de 700 mm Hg. presiunea parțială a oxigenului este de aproximativ 21% din 760 mm, adică 159 mm, azot - 79% din 700 mm, adică 601 mm.

La calcul presiune parțială a gazuluiîn aerul alveolar, trebuie luat în considerare faptul că este saturat cu vapori de apă, a căror presiune parțială la temperatura corpului este de 47 mm Hg. Artă. Prin urmare, ponderea altor gaze (azot, oxigen, dioxid de carbon) nu mai este de 700 mm, ci de 700-47 - 713 mm. Dacă conținutul de oxigen din aerul alveolar este de 14,3%, presiunea sa parțială va fi de numai 102 mm; cu un conținut de dioxid de carbon de 5,6%, presiunea sa parțială este de 40 mm.

Dacă un lichid saturat cu gaz la o anumită presiune parțială intră în contact cu același gaz, dar având o presiune mai mică, atunci o parte din gaz va ieși din soluție și cantitatea de gaz dizolvat va scădea. Dacă presiunea gazului este mai mare, atunci se va dizolva în lichid. Mai mult gaz

Dizolvarea gazelor depinde de presiunea parțială, adică de presiunea unui anumit gaz, și nu de presiunea totală a amestecului de gaze. Prin urmare, de exemplu, oxigenul dizolvat într-un lichid va scăpa într-o atmosferă de azot în același mod ca într-un gol, chiar și atunci când azotul este sub presiune foarte mare.

Când un lichid intră în contact cu un amestec de gaze de o anumită compoziție, cantitatea de gaz care intră sau iese din lichid depinde nu numai de raportul presiunilor gazului din lichid și din amestecul de gaze, ci și de volumele acestora. Dacă un volum mare de lichid intră în contact cu un volum mare de amestec de gaze, a cărui presiune diferă brusc de presiunea gazelor din lichid, atunci cantități mari de gaz pot ieși sau intra în el. Dimpotrivă, dacă un volum suficient de mare de lichid intră în contact cu o bula de gaz de volum mic, atunci o cantitate foarte mică de gaz va ieși sau va intra în lichid și compoziția gazului lichidului va rămâne practic neschimbată.

Pentru gazele dizolvate într-un lichid, termenul „ Voltaj", corespunzătoare termenului "presiune parțială" pentru gazele libere. Tensiunea este exprimată în aceleași unități ca și presiunea, adică în atmosfere sau milimetri de mercur sau coloană de apă. Dacă tensiunea gazului este de 1,00 mmHg. Art., aceasta înseamnă că gazul dizolvat în lichid este în echilibru cu gazul liber la o presiune de 100 mm.

Dacă tensiunea gazului dizolvat nu este egală cu presiunea parțială a gazului liber, atunci echilibrul este perturbat. Este restabilită atunci când aceste două cantități devin din nou egale între ele. De exemplu, dacă tensiunea oxigenului în lichidul unui vas închis este de 100 mm, iar presiunea oxigenului în aerul acestui vas este de 150 mm, atunci oxigenul va intra în lichid.

În acest caz, tensiunea oxigenului din lichid va crește, iar presiunea acestuia în afara lichidului va scădea până la stabilirea unui nou echilibru dinamic și ambele valori sunt egale, primind o nouă valoare între 150 și 100 mm. Modul în care presiunea și tensiunea se schimbă într-un debit dat depinde de volumele relative de gaz și lichid.

În chimie, „presiune parțială” este presiunea exercitată de o componentă individuală a unui amestec de gaze. mediu extern, de exemplu, pe un balon, balon sau limită atmosferică. Puteți calcula presiunea fiecărui gaz dacă îi cunoașteți cantitatea, cât volum ocupă și care este temperatura acestuia. Apoi puteți adăuga presiunile parțiale pentru a găsi presiunea parțială totală a unui amestec de gaze sau puteți găsi mai întâi presiunea totală și apoi presiunea parțială.

Pași

Partea 1

Înțelegerea proprietăților gazelor

Acceptați fiecare gaz ca fiind „ideal”.În chimie, un „gaz ideal” este unul care interacționează cu alte substanțe fără a se combina cu acestea. Moleculele individuale se pot ciocni între ele și se pot respinge, precum mingile de biliard, fără a fi deformate.

Determinați cantitatea de gaze. Gazele au atât masă, cât și volum. Volumul este de obicei măsurat în litri (L), dar există două opțiuni pentru calcularea masei.

Înțelegerea legii lui Dalton a presiunii parțiale. O lege descoperită de chimistul și fizicianul John Dalton, care a propus primul asta elemente chimice constau din atomi individuali, spune: presiunea totală a unui amestec de gaze este egală cu suma presiunilor fiecărui gaz din amestec.

Partea 2

Calculul presiunii parțiale, apoi totale

1. Determinați ecuația presiunii parțiale pentru gazele cu care lucrați.În scopuri de calcul, să luăm un exemplu: un balon de 2 litri conține 2 gaze, azot (N 2 ), oxigen (O 2) și dioxid de carbon, dioxid de carbon (CO 2). 10 g din fiecare gaz, temperatura fiecărui gaz din balon este de 37 de grade Celsius (98,6 Fahrenheit). Trebuie să găsiți presiunea parțială a fiecărui gaz și presiunea totală a amestecului de gaze de pe recipient.

   • Ecuația noastră de presiune parțială va arăta astfel: P total = P azot + P oxigen + P dioxid de carbon.
   • Deoarece încercăm să găsim presiunea exercitată de fiecare gaz, să cunoaștem volumul și temperatura și putem găsi numărul de moli ai fiecărui gaz pe baza masei substanței, putem rescrie ecuația în următoarea formă: P total = (nRT/V) azot + (nRT/V) oxigen + (nRT/V) dioxid de carbon

2. Convertiți temperatura în Kelvin. Temperatura în Celsius este de 37 de grade, așa că adăugăm 273 la 37 și obținem 310 de grade K.

   Aflați numărul de moli ai fiecărui gaz din probă. Numărul de moli ai unui gaz este egal cu masa gazului împărțită la masa sa molară, care, așa cum sa menționat deja, este egală cu suma greutăților tuturor atomilor din compoziție.

   • Pentru primul nostru gaz, azotul (N2), fiecare atom are o masă atomică de 14. Deoarece azotul conține doi atomi (formați din molecule biatomice), trebuie să înmulțim 14 cu 2 pentru a găsi masa molară a azotului, care este 28. Apoi împărțim masa în grame, 10 g, la 28 pentru a obține numărul de moli, care este de aproximativ 0,4 mol.
   • Al doilea gaz, oxigenul (O2), are masa fiecărui atom de 16. Oxigenul este și un gaz diatomic, așa că înmulțim 16 cu 2 și obținem o masă molară de 32. Împărțind 10 g la 32, obținem aproximativ 0,3 mol. de oxigen în probele de amestecuri de gaze.
   • Al treilea gaz, dioxidul de carbon (CO2), este format din 3 atomi: un atom de carbon cu o masă atomică de 12 și doi atomi de oxigen, fiecare cu o masă atomică de 16. Adunăm toate cele trei greutăți: 12 + 16 + 16 = 44 este masa molară. Împărțind 10 g la 44, obținem aproximativ 0,2 moli de dioxid de carbon.

3. Introduceți valorile pentru alunițe, volum și temperatură. Ecuația noastră va arăta astfel: P total = (0,4 * R * 310/2) azot + (0,3 * R * 310/2) oxigen + (0,2 * R * 310/2) dioxid de carbon.

   • Pentru simplitate, am lăsat valorile unitare curente. Aceste unități vor dispărea după calcule matematice și vor rămâne doar cele care participă la determinarea presiunii.

4. Înlocuiți valoarea constantei R. Vom indica presiunea parțială și totală în atmosfere, deci folosim valoarea R egală cu 0,0821 l atm/K mol. Înlocuirea acestei valori în ecuație ne dă P total = (0,4 * 0,0821 * 310/2) azot + (0,3 * 0,0821 * 310/2) oxigen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) dioxid de carbon.

5. Calculați presiunea parțială a fiecărui gaz. Acum toate valorile sunt la locul lor, este timpul să trecem la calcule matematice.

   • Pentru a găsi presiunea parțială a azotului, înmulțiți 0,4 mol cu ​​constanta noastră 0,0821 și temperatura de 310 grade K, apoi împărțiți la 2 litri: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 atm, aproximativ.
   • Pentru a obține presiunea parțială a oxigenului, înmulțiți 0,3 mol cu ​​o constantă de 0,0821 și o temperatură de 310 grade K, apoi împărțiți la 2 litri: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 atm, aproximativ.
   • Pentru a găsi presiunea parțială a dioxidului de carbon, înmulțiți 0,2 mol cu ​​o constantă de 0,0821 și o temperatură de 310 grade K, apoi împărțiți la 2 litri: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2,54 atm, aproximativ.
   • Acum adăugăm valorile presiunii rezultate și găsim presiunea totală: P total = 5,09 + 3,82 + 2,54, sau 11,45 atm, aproximativ.

Partea 3

Calculul presiunii totale, apoi parțiale

1. Determinați presiunea parțială ca înainte. Din nou, să luăm exemplul unui balon de 2 litri cu trei gaze: azot (N 2 ), oxigen (O 2) și dioxid de carbon (CO 2). Avem 10 g din fiecare gaz, temperatura fiecărui gaz din balon este de 37 grade C (98,6 grade F).

   • Temperatura Kelvin va fi aceeași, 310 grade, ca și până acum, vom avea aproximativ 0,4 moli de azot, 0,3 moli de oxigen și 0,2 moli de dioxid de carbon.
   • Vom indica și presiunea în atmosfere, deci vom folosi valoarea 0,0821 l atm/K mol pentru constanta R.
   • Deci ecuația noastră de presiune parțială arată acum la fel ca înainte: P total = (0,4 * 0,0821 * 310/2) azot + (0,3 * 0,0821 * 310/2) oxigen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) dioxid de carbon.

Chiar și oamenii departe de alpinism și scufundări știu că inspirul anumite conditii devine dificil pentru o persoană. Acest fenomen este asociat cu o modificare a presiunii parțiale a oxigenului în mediu, ca urmare, în sângele persoanei însuși.

Răul de altitudine

Când un locuitor dintr-o zonă plată vine la munte în vacanță, se pare că aerul de acolo este deosebit de curat și pur și simplu este imposibil să-l respiri.

De fapt, un astfel de reflex îndeamnă să frecventeze și respirație profundă cauzate de hipoxie. Pentru ca o persoană să egalizeze presiunea parțială a oxigenului din aerul alveolar, trebuie să-și ventileze cât mai mult posibil plămânii. mai bine intai timp. Desigur, după ce a stat la munte câteva zile sau săptămâni, organismul începe să se obișnuiască cu noile condiții ajustându-și munca. organele interne. Așa se face că situația este salvată de rinichi, care încep să secrete bicarbonat pentru a îmbunătăți ventilația plămânilor și a crește numărul de globule roșii din sânge care pot transporta mai mult oxigen.

Astfel, nivelul hemoglobinei la locuitorii zonelor muntoase este întotdeauna mai mare decât în ​​zonele joase.

Forma acuta

În funcție de caracteristicile corpului, rata presiunii parțiale a oxigenului poate diferi pentru fiecare persoană la o anumită vârstă, stare de sănătate sau pur și simplu în funcție de capacitatea de aclimatizare. De aceea, nu toată lumea este menită să cucerească vârfurile, pentru că, chiar și cu o dorință mare, o persoană nu este capabilă să-și subjugă complet corpul și să-l forțeze să funcționeze diferit.

Foarte des, alpiniștii neantrenați pot dezvolta diferite simptome de hipoxie în timpul ascensiunii de mare viteză. La o altitudine mai mică de 4,5 km, se manifestă prin dureri de cap, greață, oboseală și schimbări bruște de dispoziție, deoarece lipsa oxigenului din sânge afectează foarte mult munca. sistemul nervos. Dacă astfel de simptome sunt ignorate, ulterior se dezvoltă edem cerebral sau pulmonar, fiecare dintre acestea putând duce la moarte.

Astfel, este strict interzis să se ignore modificările presiunii parțiale a oxigenului din mediu, deoarece afectează întotdeauna performanța întregului corp uman.

Scufundări sub apă

Când un scafandru se scufundă în condiții în care presiunea atmosferică sub nivelul obișnuit, corpul lui se confruntă și cu un fel de aclimatizare. Presiunea parțială a oxigenului la nivelul mării este dimensiune medieși, de asemenea, se schimbă odată cu scufundarea, dar există un pericol deosebit pentru oameni în în acest caz, reprezintă azotul. Pe suprafața pământului în zonele plane, nu afectează oamenii, dar după fiecare 10 metri de scufundare se contractă treptat și provoacă diferite grade de anestezie în corpul scafandrului. Primele semne ale unei astfel de încălcări pot apărea după 37 de metri sub apă, mai ales dacă o persoană petrece mult timp la adâncime.

Când presiunea atmosferică depășește 8 atmosfere, iar această cifră este atinsă după 70 de metri sub apă, scafandrii încep să simtă narcoza cu azot. Acest fenomen se manifestă prin senzație intoxicație cu alcool, care perturbă coordonarea și atenția submarinatorului.

Pentru a evita consecințele

În cazurile în care presiunea parțială a oxigenului și a altor gaze din sânge este anormală și scafandrul începe să simtă semne de intoxicație, este foarte important să urce cât mai încet posibil. Acest lucru se datorează faptului că atunci când schimbare bruscă presiune, difuzia azotului provoacă apariția de bule în sânge cu această substanță. În termeni simpli, sângele pare să fiarbă, iar persoana începe să simtă dureri severe la nivelul articulațiilor. În viitor, el poate dezvolta tulburări de vedere, auz și funcționarea sistemului nervos, care se numește boala de decompresie. Pentru a evita acest fenomen, scafandrul trebuie ridicat foarte lent sau azotul din amestecul său respirator trebuie înlocuit cu heliu. Acest gaz este mai puțin solubil, are masă și densitate mai mici, astfel încât costurile sunt reduse.

Dacă situație similară a avut loc, atunci persoana trebuie plasată urgent înapoi în mediu cu presiune mareși așteptați o decompresie treptată, care poate dura până la câteva zile.

Pentru ca compoziția gazoasă a sângelui să se schimbe, nu este necesară cucerirea vârfurilor sau coborârea pe fundul mării. Diverse patologii cardiovasculare, urinare și sistemele respiratorii sunt, de asemenea, capabili să influențeze modificările presiunii gazului în fluidul principal al corpului uman.

Pentru definiție precisă Pentru a pune un diagnostic, se iau teste adecvate de la pacienți. Cel mai adesea, medicii sunt interesați de presiunea parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon, deoarece asigură o respirație adecvată a tuturor organelor umane.

Presiunea în acest caz este un proces de dizolvare a gazelor, care arată cât de eficient funcționează oxigenul în organism și dacă indicatorii săi corespund standardelor.

Cele mai mici abateri indică faptul că pacientul are abateri care afectează capacitatea de a folosi la maximum gazele care intră în organism.

Standarde de presiune

Rata presiunii parțiale a oxigenului în sânge este un concept relativ, deoarece poate varia în funcție de mulți factori. Pentru a vă stabili corect diagnosticul și a primi tratament, trebuie să contactați un specialist cu rezultate ale testelor care să țină cont de totul caracteristici individuale pacient. Desigur, există și standarde de referință care sunt considerate ideale pentru un adult sănătos. Deci, în sângele pacientului fără anomalii există:

• dioxid de carbon în cantitate de 44,5-52,5%;
• presiunea sa este de 35-45 mm Hg. Artă.;
• saturație de oxigen lichid 95-100%;
• O2 în cantitate de 10,5-14,5%;
• presiunea parțială a oxigenului în sânge este de 80-110 mm Hg. Artă.

Pentru ca rezultatele să corespundă realității în timpul analizei, este necesar să se țină cont o serie intreaga factori care pot afecta corectitudinea acestora.

Cauzele abaterii de la normă, în funcție de pacient

Presiunea parțială a oxigenului din sângele arterial se poate schimba foarte repede în funcție de diferite circumstanțe, prin urmare, pentru ca rezultatul testului să fie cât mai precis posibil, trebuie luate în considerare următoarele caracteristici:

• rata presiunii scade întotdeauna cu vârsta pacientului;
• în timpul hipotermiei, presiunea oxigenului și presiunea dioxidului de carbon scad, iar nivelul pH-ului crește;
• la supraîncălzire, situația este inversată;
• presiunea parțială reală a gazelor va fi vizibilă numai atunci când se prelevează sânge de la un pacient cu o temperatură corporală în intervalul normal (36,6-37 grade).

Motivele abaterilor de la norma in functie de personalul sanitar

Pe lângă luarea în considerare a unor astfel de caracteristici ale corpului pacientului, specialiștii trebuie să respecte și anumite standarde pentru a asigura rezultate corecte. În primul rând, presiunea parțială a oxigenului este afectată de prezența bulelor de aer în seringă. În general, orice contact al analizei cu aerul ambiental poate modifica rezultatele. De asemenea, este important, după colectarea sângelui, să-l amestecați cu grijă într-un recipient, astfel încât celulele roșii din sânge să nu se așeze pe fundul tubului, ceea ce poate afecta și rezultatele testelor care arată nivelul hemoglobinei.

Este foarte important să respectați standardele de timp alocate analizei. Conform regulilor, toate acțiunile trebuie efectuate într-un sfert de oră de la colectare, iar dacă acest timp nu este suficient, atunci recipientul cu sânge trebuie pus în apă cu gheață. Acesta este singurul mod de a opri procesul de consum de oxigen de către celulele sanguine.

De asemenea, specialiștii ar trebui să calibreze analizorul în timp util și să efectueze teste numai cu seringi care conțin heparină uscată, care este echilibrată electrolitic și nu afectează aciditatea probei.

Rezultatele analizei

După cum este deja clar, presiunea parțială a oxigenului din aer poate avea un efect vizibil asupra corpului uman, dar nivelul presiunii gazului din sânge poate fi perturbat din alte motive. Pentru a le determina corect, decodificarea ar trebui să fie încredințată numai unui specialist cu experiență, care poate lua în considerare toate caracteristicile fiecărui pacient.

În orice caz, hipoxia va fi indicată de o scădere a presiunii oxigenului. Modificările nivelului pH-ului din sânge, cum ar fi presiunea dioxidului de carbon sau modificările nivelului de bicarbonat, pot indica acidoză sau alcaloză.

Acidoza este un proces de acidificare a sângelui și se caracterizează printr-o creștere a presiunii dioxidului de carbon și o scădere a pH-ului și a nivelului de bicarbonat din sânge. În acest din urmă caz, diagnosticul va fi anunțat ca acidoză metabolică.

Alcaloza este o creștere a alcalinității sângelui. Va depune mărturie hipertensiune arterială dioxid de carbon, o creștere a numărului de bicarbonați și, în consecință, o modificare a nivelului pH-ului din sânge.

Concluzie

Performanța organismului este influențată nu numai de nutriția de calitate și activitate fizică. Fiecare persoană se obișnuiește cu anumite conditiile climatice viata in care se simte cel mai confortabil. Schimbarea lor provoacă nu numai sănătatea precară, ci și o schimbare completă a anumitor parametri ai sângelui. Pentru a determina un diagnostic de la ei, ar trebui să selectați cu atenție un specialist și să vă asigurați că respectă toate standardele pentru efectuarea testelor.