网站地图
气体分压

气体分压(英语:partial pressure)指的是当气体混合物中的某一种组分在相同的温度下占据气体混合物相同的体积时,该组分所形成的压力。比如我们收集一瓶空气,将其中的氮气除去,恢复到相同的温度。剩余的氧气仍会逐渐占满整个集气瓶,但剩下的氧气单独造成的压力会比原来的低,此时的压力值就是原空气中氧气的分压值。气体的分压与其在液体中的溶解度,气体反应的平衡常数等都有着密切的关系。

气体分压(英语:partial pressure)指的是当气体混合物中的某一种组分在相同的温度下占据气体混合物相同的体积时,该组分所形成的压力。比如我们收集一瓶空气,将其中的氮气除去,恢复到相同的温度。剩余的氧气仍会逐渐占满整个集气瓶,但剩下的氧气单独造成的压力会比原来的低,此时的压力值就是原空气中氧气的分压值。气体的分压与其在液体中的溶解度,气体反应的平衡常数等都有着密切的关系。 [1]

理想气体的混合物中,各气体组分的分子间没有相互作用力,互不干扰,可视为每个组分各自对容器壁造成各自的压强,其总压等于各组分的分压和。这就是道尔顿分压定律

在气-液体系比如氧气和水中,氧气可微量溶解于水中,溶解后的氧气同时也逸出;而水也同时有逸出为水蒸气和水蒸气液化回到水的过程。这些过程达到动态平衡后,液相为氧气与和水形成的溶液,而气相为氧气和水蒸气的混合物。对于这种体系,气体在液体中的溶解度与气体的平衡分压成正比,与溶剂的性质无关,即亨利定律。 [1]

氧气可以少量溶于血液中之后为血红蛋白结合,故血液中的氧分压随之成为血气分析的一个重要指标。通常情况下,大气压为约100千帕,其中氧气的摩尔分数(等于体积分数)为21%,氮气为78%,故氧气的分压约为100千帕×21% = 21千帕。氧气被人吸入后部分溶于血液,动脉中的氧分压为11-13千帕,静脉血约为4-5千帕。一般来说,当吸入气体的氧分压低于16千帕时,就会出现缺氧症状,人变得行动迟钝。低于6千帕,会开始失去知觉,乃至死亡;而当吸入气体中的氧分压长时间大于60千帕时,会出现氧中毒的症状。

在直接潜水中,增加水压导致外界压力增高。为保持体内外压力平衡,需使用高压力呼吸气体,其中氧分压的计算可同样基于道尔顿分压定律。比如要下潜50米的深度,根据液体压强公式{\displaystyle p=\rho gh},每下潜10米,压强增加一个大气压,故50米水深处的总压强为6个大气压即约600千帕,此时氧气分压为130千帕,已超过上述60千帕的吸入气体的氧分压上限,长期吸入此气体易导致氧中毒,而其中高压的氮气也增加了发生氮醉的可能性。解决氧气分压过大的一个方法是通过加入氦气配制多组分的呼吸气体,比如配制成20%氦气,80%空气混合的总压为600千帕的呼吸气体,此时氧气分压计算为600×80%×21% ,约为100千帕。这样就在保持总压不变的前提下,降低了氮气和氧气的分压,减少了氮醉和氧中毒的可能性。 [1]


相关文章推荐:
混合物 | 压力 | 分压 | 溶解度 | 平衡常数 | 压强 | 分压 | 混合物 | 压力 | 分压 | 溶解度 | 平衡常数 | 道尔顿分压定律 | 摩尔分数 | 氧气 | | 亨利定律 | 血气分析 | 缺氧 | 氧中毒 | 潜水 | 氮醉 |
相关词汇词典