Парциальные давления газов в жидкости

Парциальные давления газов в жидкости: Почти во всех жидкостях может содержаться некоторое количе­ство

Парциальные давления газов в жидкости

Почти во всех жидкостях может содержаться некоторое количе­ство физически растворенных газов. растворенного газа в жидкости зависит от его парциального давления.

Если жидкость привести в состояние термодинамического равновесия с находя­щимся над ней газом (для этого необходимо, чтобы площадь сопри­косновения и время контакта обеих фаз были достаточно велики), то в жидкости создастся напряжение газа, равное его парциальному давлению над жидкостью.

газа в жидкости в физически растворенном виде зависит от его напряжения (Р) и коэффициента растворимости Бунзена (а), отражающего способность газа погло­щаться данной жидкостью. Коэффициент Бунзена — это объем газа (в мл), физически растворяющегося в одном миллилитре жидкости при напряжении газа, равном 1 атм. (1 атм. = 760 мм рт. ст.).

Зави­симость содержания физически растворенного газа в жидкости от его напряжения и коэффициента растворимости описывается зако­ном Генри-Дальтона. Величина коэффициента Бунзена зависит от природы растворенного газа, свойств растворителя и температуры. Используя закон Генри-Дальтона можно вычислить содержание физически растворенного газа в жидкости, исходя из его напряже­ния и величины а.

Так, в артериальной крови (при рО2 = 95 мм рт. ст. и рСО2 = 40 мм рт. ст.) содержание физически растворенного О2 составляет 0,003 мл О2 на 1 мл крови, а СО2 — 0,026 мл СО2 на 1 мл крови. Несмотря на то что напряжение СО2 ниже, чем напряжение О2, количество физически растворенного СО2 в 9 раз больше. Это объясняется гораздо более высоким коэффициентом растворимости СО2.

Хотя содержание в крови О2 и СО2 в физически растворенном состоянии относительно невелико, это состояние играет огромную роль в жизнедеятельности организма. Для того чтобы связаться с теми или иными веществами, дыхательные газы сначала должны быть доставлены к ним в растворенном виде.

Таким образом, при диффузии в ткани или кровь каждая молекула О2 или СО2 опреде­ленное время пребывает в состоянии физического растворения. Большая часть кислорода переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином.

Для того чтобы понять, какое наиболь­шее количество 02 может быть связано гемоглобином, следует пом­нить, что молекула последнего состоит из четырех субъединиц. Сле­довательно, реакцию оксигенации можно записать следующим обра­зом: Нb + 402 Hb (О2) 4

Из этой реакции вытекает, что 1 моль гемоглобина может свя­зать до 4 молей О2. Поскольку объем одного моля идеального газа составляет 22,4 л, то 64500 г гемоглобина связывает 4 • 22,4 л = = 89,6 л О2, а 1 г гемоглобина — 1,39 мл О2.

При анализе газового со­става крови получают несколько меньшую величину (1,34-1,36 мл О2 на 1 г Нb). Это обусловлено тем, что небольшая часть гемоглоби­на находится в неактивном виде. Таким образом, можно считать, что in vivo 1,0 г Нb связывает 1,34-1,36 мл О2 (так называемое число Хюфнера).

Выше этого значения кислород только физически рас­творяется, т.е. линейное повышение рО2 приведет лишь к незначи­тельному увеличению его содержания. При нормальном парциаль­ном давлении количество О2, растворенного в крови, незначительно, около 3 мл/л.

Исходя из числа Хюфнера, зная содержание гемогло­бина, можно вычислить кислородную емкость крови:

О2 = 1,34 мл О2 / на 1 г Нb / на 1 л крови = 0,20 л О2 на 1 л крови.

Однако такое содержание кислорода в крови может достигаться лишь в том случае, если кровь контактирует с газовой смесью с вы­соким содержанием кислорода (р О2 > 300 мм рт. ст.

); при этом рав­новесие в реакции значительно сдвинуто вправо. В естественных условиях эта реакция протекает при меньшем значении рО2, поэтому гемоглобин оксигенируется неполностью.

Например, у пациента с уровнем НЬ 140 г/л химически может быть связано 14 г% • 1,36 мл О2/г Нb = 19 мл О2/ 100 мл.

Реакция, отражающая соединение кислорода с гемоглобином, подчиняется закону действующих масс.

Это означает, что отношение между количеством гемоглобина и оксигемоглобина зависит от содержания физически растворенного О2 в крови, последнее же, со­гласно закону Генри-Дальтона, пропорционально напряжению О2.

Процентное отношение оксигемоглобина к общему содержанию ге­моглобина называется насыщением (saturation, S) гемоглобина ки­слородом (S 02):

где Нb О2 обозначает оксигемоглобин. Если гемоглобин полностью дезоксигенирован, то S О2 = 0. Если же весь гемоглобин превратил­ся в оксигемоглобин, то S О2 = 100%.

Таким образом, насыщение крови кислородом показывает, какая часть НЬ действительно связана с кислородом. Учитывая, что насы­щение зависит от парциального давления О2, то в случае нормально­го раО2 (100 мм рт. ст.) сатурация артериальной крови достигает 97%.

Стопроцентное насыщение крови невозможно, так как не­большое количество НЬ не принимает участия в легочном газообме­не из-за внутрилегочного шунтирования крови. Этот укороченный круг циркуляции крови уменьшает сатурацию приблизительно на 3% (табл. 1.5).

Таблица 1.5. Нормальные значения показателей содержания газов крови
ПараметрыАртериальная кровьСмешанная венозная кровь
раО270-105 мм рт. ст.35-40 мм рт. ст
раСО235-45 мм рт. ст.40-50 мм рт. ст.
SО295-98 %70-75%

РаО2 с возрастом прогрессивно уменьшается. Как отражение общей закономерности используется формула раО2 (мм рт. ст.) = 100 — (возраст: 2). Острое снижение раО2 до 60 мм рт. ст. требует лечения, а при хронической гипоксии могут переноситься и более низкие показатели.

Источник: https://med-books.info/terapiya-anesteziologiya-intensivnaya/partsialnyie-davleniya-gazov-60351.html

Глава IV. Дыхание

Парциальные давления газов в жидкости

Дыхание — жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей его внешней средой. В процессе дыхания человек поглощает из окружающей среды кислород и выделяет углекислый газ.

Почти все сложные реакции превращения веществ в организме идут с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ, и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода.

В клетках и тканях в результате обмена веществ образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. Накопление значительного количества углекислого газа внутри организма опасно. Углекислый газ выносится кровью к органам дыхания и выдыхается.

Кислород, поступающий в органы дыхания при вдохе, диффундирует в кровь и кровью доставляется к органам и тканям.

В организме человека и животных нет запасов кислорода, и поэтому непрерывное поступление его в организм является жизненной необходимостью. Если человек в необходимых случаях может прожить без пищи более месяца, без воды до 10 дней, то при отсутствии кислорода необратимые изменения наступают уже через 5-7 мин.

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3%, углекислого газа 4% (табл. 8).

Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислорода (14,2%) и большое количество углекислого газа (5,2%).

Азот и инертные газы, входящие в состав воздуха, в дыхании участия не принимают, и их содержание во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе практически одинаково.

Таблица 8. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.

Парциальное давление и напряжение газов

В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие. Переход газов из воздуха в жидкость и из жидкости в воздух происходит за счет разницы парциального давления этих газов в воздухе и жидкости.

Парциальным давлением называют часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем соответственно выше его парциальное давление. Атмосферный воздух, как известно, является смесью газов.

Давление атмосферного воздуха 760 мм рт. ст. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе составляет 20,94% от 760 мм, т. е. 159 мм; азота — 79,03% от 760 мм, т. е.

около 600 мм; углекислого газа в атмосферном воздухе мало — 0,03%, поэтому и парциальное давление его составляет 0,03% от 760 мм — 0,2 мм рт. ст.

Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов. Напряжение газов выражается в тех же единицах, что и давление (в мм рт. ст.). Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем напряжение этого газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости.

Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100-105 мм рт. ст., а в притекающей к легким крови напряжение кислорода в среднем 60 мм рт. ст., поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.

Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением.

Газообмен в легких

Переход в легких кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и поступление углекислого газа из крови в легкие подчиняются описанным выше закономерностям.

Благодаря работам великого русского физиолога Ивана Михайловича Сеченова стало возможно изучение газового состава крови и условий газообмена в легких и тканях.

Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью путем диффузии. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот.

Газообмен зависит от величины поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и их поверхность достигает 100-105 м2. Так же велика и поверхность капилляров в легких.

Есть, и достаточная, разница между парциальным давлением газов в альвеолярном воздухе и напряжением этих газов в венозной крови (табл. 9).

Таблица 9. Парциальное давление кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и их напряжение в крови

Из таблицы 9 следует, что разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода 110 — 40 = 70 мм рт. ст., а для углекислого газа 47 — 40 = 7 мм рт. ст.

Опытным путем удалось установить, что при разнице напряжения кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25-60 мл кислорода в 1 мин.

Человеку в покое нужно примерно 25-30 мл кислорода в 1 мин. Следовательно, разность давлений кислорода в 70 мм рт.

ст, достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.

Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому при разности давлений в 7 мм рт. ст., углекислый газ успевает выделиться из крови.

Перенос газов кровью

Кровь переносит кислород и углекислый газ. В крови, как и во всякой жидкости, газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и химически связанном. И кислород и углекислый газ в очень небольшом количестве растворяются в плазме крови. Большая часть кислорода и углекислого газа переносится в химически связанном виде.

Основной переносчик кислорода — гемоглобин крови. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. Гемоглобин обладает способностью вступать в соединение с кислородом, образуя оксигемоглобин. Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше образуется оксигемоглобина. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода 100-110 мм рт. ст.

При таких условиях 97% гемоглобина крови связывается с кислородом. Кровь приносит к тканям кислород в виде оксигемоглобина. Здесь парциальное давление кислорода низкое, и оксигемоглобин — соединение непрочное — высвобождает кислород, который используется тканями. На связывание кислорода гемоглобином оказывает влияние и напряжение углекислого газа.

Углекислый газ уменьшает способность гемоглобина связывать кислород и способствует диссоциации оксигемоглобина. Повышение температуры также уменьшает возможности связывания гемоглобином кислорода. Известно, что температура в тканях выше, чем в легких.

Все эти условия помогают диссоциации оксигемоглобина, в результате чего кровь отдает высвободившийся из химического соединения кислород в тканевую жидкость.

Свойство гемоглобина связывать кислород имеет жизненно важное значение для организма. Иногда люди гибнут от недостатка кислорода в организме, окруженные самым чистым воздухом.

Это может случиться с человеком, оказавшимся в условиях пониженного давления (на больших высотах), где в разреженной атмосфере очень низкое парциальное давление кислорода. 15 апреля 1875 г. воздушный шар «Зенит», на борту которого находились три воздухоплавателя, достиг высоты 8000 м.

Когда шар приземлился, то в живых остался только один человек. Причиной гибели людей было резкое снижение парциального давления кислорода на большой высоте.

На больших высотах (7-8 км) артериальная кровь по своему газовому составу приближается к венозной; все ткани тела начинают испытывать острый недостаток в кислороде, что и приводит к тяжелым последствиям. Подъем на высоту более 5000 м обычно требует пользования особыми кислородными приборами.

При специальной тренировке организм может приспосабливаться к пониженному содержанию кислорода в атмосферном воздухе. У тренированного человека углубляется дыхание, увеличивается количество эритроцитов в крови за счет усиленного образования их в кроветворных органах и поступления из депо крови. Кроме того, усиливаются сердечные сокращения, что приводит к увеличению минутного объема крови.

Для тренировки широко применяют барокамеры.

Углекислый газ переносится кровью в виде химических соединений — бикарбонатов натрия и калия. Связывание углекислого газа и отдача его кровью зависят от его напряжения в тканях и крови.

Кроме того, в переносе углекислого газа участвует гемоглобин крови. В капиллярах тканей гемоглобин вступает в химическое соединение с углекислым газом. В легких это соединение распадается с освобождением углекислого газа. Около 25-30% выделяемого в легких углекислого газа переносит гемоглобин.

Когда делала прическу мне советовали в салоне купить Ринфолтил, нашла у этих ребят. витамины.com.ua.

Здесь us?ugi ksero warszawa

Источник: http://www.sohmet.ru/books/item/f00/s00/z0000030/st021.shtml

Парциальное давление газов — определение, формулы и законы

Парциальные давления газов в жидкости

Учёный Дальтон в 1801 году сформировал закон парциальных давлений: Па смеси из идеальных газов равняется сумме рi её компонентов. Уравнение имеет следующий вид: Рсм=n (сумма pi), где n — число долей смеси.

Для определения парциального давления в химии используется отдельный компонент из атмосферного воздуха. При расчете учитывается значение каждого отдельного вещества, их число, температуры с объёмами. При необходимости можно найти общий показатель, сложив давление каждого компонента в отдельности.

Каждый газ в сосуде должен обозначаться как «идеальный». При нормальных условиях они взаимодействуют с углекислым газом, водородом, водой, азотом, водяным паром, кислородом, компонентами крови и прочими компонентами из таблицы Менделеева. При этом не образуются соединения. Отдельные молекулы способны сталкиваться между собой, отталкиваясь, но не деформируясь.

Физические и химические задачи решаются с помощью формулы парциального давления (закон открыли учёные Бойль и Мариотт): (k = P x V). Кроме полного варианта, уравнение записывается сокращённо k = PV, где:

  • k равно постоянной величине;
  • Р — давление;
  • V — объем.

Второстепенные значения

Давление может измеряться в разных величинах: процент, паскаль (Па). Смысл последнего: сила в 1 ньютон приложена к площади в 1 кв. м. Если результат такой зависимости записывается в атмосферах, тогда для его нахождения потребуется учесть, что одна атмосфера равняется 101,325 Па.

Температура идеального газа повышается, если увеличивается объём, а снижается, если уменьшается последний показатель. Такое соотношение может называться законом Чарльза, который имеет следующий математический вид: k = V / T. Значение температуры в уравнении измеряется в градусах Кельвина. Оно зависит от градусов Цельсия. Чтобы его найти, прибавляется 273.

Уравнение используется в химии для определения мольной доли (концентрация, которая выражается через отношение количества молей 1 компонента к суммарному числу молей пары веществ, входящих в смесь). Кроме объёма, для газа характерна молярная масса (вес одной доли компонента) и объём. Существуют легкие способы её подсчёта:

  1. Стандартная. Измеряется в граммах и килограммах.
  2. Молекулярная. Так как газы весят мало, их вес вычисляется в специальной единице измерения — молярная масса. Для её определения суммируется вес составных атомов. Каждый компонент сравнивается с массой карбона, равной 12.

Уравнения Дальтона и Бойля

Физик и химик Дальтон считается первым учёным, предположившим структуру атомных элементов, их свойства. Общее давление вычисляется следующим образом: Р= P1 + P2 + P3. Пример: в колбе содержится по 10 г оксигена и нитрогена. Их общее Р будет равно 20 (10+10). Для вычисления pi используется температура, равная 37 градусам Цельсия.

Чтобы перевести её в градусы Кельвина, значение по Цельсию, равное 37, добавляется к 273. Результат — 310. Для вычисления количества молей газов используется масса, поделённая на молярную. Если уравнение касается нитрогена, вес каждого компонента соответствует цифре 14.

Так как вещество содержит в себе 2 атома, то 14х2, что равно 28. Масса в граммах делится на полученный результат. Таким способом вычисляется количество молей, приблизительно равное 0,4 моль.

Чтобы найти аналогичное значение у оксигена, применяется масса 16. Вещество относится к двухатомным газам, поэтому 16х2 равняется 32.

По результатам получается, что 0,3 моль оксигена содержится в составе газовой смеси.

Если в задаче указывается общее давление и pi в атмосферах, тогда используется в качестве константы R (0.0821 л атм/K моль). При подстановке данных в уравнение можно узнать Pобщее.

Чтобы вычислить ПД нитрогена, 0,4 моль умножается на константу и температуру. Результат делится на 2 литра, что приблизительно равно 5.09 атм. Аналогичные шаги выполняются для вычисления ПД оксигена.

Конечный результат равен 3.82 атм.

Свойства веществ

Значение pi газа, растворённого в жидкости, равняется pi того вещества, который образовался бы в фазе газообразования в случае равновесия с жидкостью при аналогичной температуре. Парциальное давление (ПД) измеряется в качестве термодинамической активности молекул вещества.

Газы постоянно вытекают из сферы с высоким ПД в область с низким давлением. Чем больше такая разница, тем быстрее поток. Газам свойственно растворяться, диффундировать, реагировать на ПД. В некоторых случаях показатель не зависит от концентрации газовой смеси.

При решении задач в области химии и физики учитываются свойства газов: сжимаемость и способность расширяться. Они не имеют своей формы, поэтому расширяются до заполнения сосуда, принимая его форму.

По аналогичной причине они не имеют объёма. Газ давит на стенки ёмкости по всем направлениям одинаково. Характерное свойство компонентов — способность смешиваться между собой в разных соотношениях.

Так как объём зависит от температуры и давления, поэтому в норме должно быть 0 °C и 760 мм рт. ст. При этом нет места влаги. Если объём считается нормальным, его обозначают стоящей впереди буквой.

Подобная зависимость отображается в термодинамике с помощью графика.

Если доказана зависимость объема от давления, при этом температура постоянная, используются изотермы (линии, которые изображают на диаграмме процесс с неизменной температурой).

Точки и функции

В законе Бойля чётко указана зависимость объёма от давления при одинаковой температуре. Если данные нанести на график в функцию давления, через точки можно будет провести кривую. Точный эксперимент и незначительный разброс точек позволяют описать объёмное поведение системы с небольшой погрешностью.

Несколько подобных кривых для разных температур во всём диапазоне изученных условий позволяет описать объёмное поведение газа. Одновременно отображаются кривые постоянного давления, которые описывают изменения основных показателей. Чтобы получить окончательные результаты, кривые требуют незначительного сглаживания. Подобные графики сделать самостоятельно менее сложно.

Объём газа при неизменной температуре сильно изменяется с колебаниями давления. Но графически представить такую зависимость в широком диапазоне изменения давлений трудно. Если охвачена широкая область изменения, используются крупные масштабы.

Для упрощения процесса построения на график наносится зависимость произведения Р от давления при одной температуре, что существенно уменьшает область выявления функции. Наибольший эффект получается от применения 1−2 специальных функций объёма, которые называются коэффициентом сжимаемости и остаточным объёмом.

Каждое понятие характеризуется объёмным поведением газа с учётом его отклонений от нормального состояния вещества и созданных идеальных условий. Чтобы упростить поставленную задачу, график отображается на специальной бумаге либо при помощи компьютерных программ. Во втором случае достаточно ввести данные. Сервис самостоятельно строит прямые, кривые и прочие элементы графика.

Простые зависимости лучше отображать в стандартных программах Word. Графические сложные задачи в химии и физике решаются с помощью «Agrafer» — известная компьютерная программа, которая используется не только студентами, но и школьниками.

Источник: https://nauka.club/khimiya/partsialno%D0%B5-davleni%D0%B5.html

ПОИСК

Парциальные давления газов в жидкости
    Если в жидкости растворяется смесь газов, то в уравнение закона действующих масс входит парциальное давление растворенного газа, а константа К меняется в зависимости от природы газа (она как раз соответствует стандартному (химическому) потенциалу данного газа).

Например, растворимость кислорода в воде в два раза выше, чем растворимость азота это имеет большое значение для процесса обмена веществ у рыб. В применении к газовым смесям рассмотренная выше закономерность называется законом Генри — Дальтона. Константа К может иметь различные размерности.

Для применяемых чаще всего размерностей эта константа называется коэффициентом поглощения Бунзена. Он представляет собой отношение объема газа (приведенного к О С и нормальному давлению) к единице объема растворителя при парциальном давлении газа р=101 325 Па. [c.260]
    Решение. По условию задачи в 1 л воды растворяется 49 мл О2 и 23 мл N1.

Однако непосредственно сравнивать этн объемы нельзя, так как парциальные давления растворенных газов различны и составляют соответственно 0,2 и 0,8 от общего давления газовой смеси. Е ли принять последнее за единицу, то объемы растворенных кислорода и азота, приведенные к этому давлению, будут равны 49-0,2 = 9,8 мл О2 и 23-0,8 = [c.54]

    На рис.

П-4, а даны характерные зависимости парциального давления растворенного газа над раствором от его концентрации в растворе для различных химических (кривые 1 ж 2) ж физических (прямые 3—5) абсорбентов. [c.36]

    Для идеальных систем (например, растворов) уравнения линии равновесия известны. Например, для идеального раствора, если его температура выше критической температуры растворяющегося газа, применим закон Генри, по которому парциальное давление растворенного газа пропорционально его молярной доле в растворе  [c.29]

    Для данного случая массообмена переменными являются температура, давление и концентрации компонента А в газовой и жидкой фазах.

Следовательно, в состоянии равновесия при условии постоянства температуры и общего давления зависимость между концентрациями распределяемого в газовой и жидкой фазах компонента (или парциальным давлением газа и составом жидкости) будет однозначной.

Эта зависимость выражается законом Генри парциальное давление растворенного газа пропорционально его молярной доле в растворе  [c.44]

    Для системы газ — жидкость переменными, влияющими на процесс, являются температура, давление и концентрации компонента в обеих фазах. Зависимость между составом газа (его концентрацией) и составом жидкости выражается законом Генри, по которому парциальное давление растворенного газа ра пропорционально его мольной доле Ха в растворе  [c.160]

    Парциальное давление растворенного газа, мм рт. ст. [c.394]

    Согласно закону Рауля парциальное давление растворенного газа или пара в жидкости равно произведению упругости ра этого газа в чистом виде при данной температуре на молярную концентрацию X его в жидкости, т. е. [c.17]

    Решение, По условию задачи в 1 л воды растворяется 49 мл Ог и 23 мл N2, Однако непосредственно сравнивать эти объемы нельзя, так как парциальные давления растворенных газов различны и составляют соответственно 0,2 и 0,8 от общего давления газовой смеси. Если принять последнее за единицу, то объемы растворенных кислорода и азота, приведенные к этому давлению, будут равны 49 0,2 = 9,8 мл О2 и 23-0,8 = 18,4 мл N2 общий объем растворенных газов составит, следовательно, 9,8 + 18,4 = 28,2 мл. [c.110]

    Здесь /л — плотность потока растворенного вещества р , Рц — парциальные давления растворенного газа в вышележащей и нижележащей по потоку жидких средах Н = с р — коэффициент Генри с , Сз — объемные концентрации вещества, растворенного в полимере, на двух наружных поверхностях мембраны. [c.58]

    Для данной системы газ — жидкость переменными являются температура, давление и концентрации в обеих фазах.

Следовательно, в состоянии равновесия при постоянных температуре и общем давлении зависимость между парциальным давлением газа А (или его концентрацией) и составом жидкой фазы однозначна.

Эта зависимость выражается законом Генри парциальное давление растворенного газа пропорционально его мольной доле в растворе [c.458]

    По закону Генри, парциальное давление растворенного газа пропорционально его молярной доле в растворе. [c.15]

    Когда температура воды достигает температуры насыщения при данном давлении, парциальное давление водяного пара становится равным общему давлению, а их разница, равная парциальному давлению растворенных газов, равной нулю. [c.142]

    При низких температурах, например для водных растворов, можно удалять растворенный газ пропусканием другого, менее растворимого газа, так как в пузырьках этого последнего газа парциальное давление растворенного газа равно нулю, он выделяется из раствора и уносится газовым потоком. На том же основано выделение газа на твердых пористых частицах, вносимых в раствор, ввиду того что в порах частиц содержится посторонний газ. [c.141]

    Гидростатическое давление оказывает воздействие на химические реакции, в том числе на ферментативные, прежде всего через объемные эффекты этих реакций [10]. Только такой тип воздействия мы будем здесь рассматривать,.

оставив в стороне другие возможные эффекты, как, например, сдвиг рК буферных солей, увеличение парциального давления растворенных газов и т. д.. Точно так же не будут затронуты вопросы, возникающие при воздействии на систему сжатыми газами.

[c.162]

    В этих таблицах растворимость Н представляет собой фактор пропорциональ ности в уравнении закона Генри, Р = Не, где с — содержание растворенного газа В жидкой фазе, выраженное в молекулярных долях Р—парциальное давление растворенного газа в газовой фазе, выраженное в атмосферах. [c.547]

    Если же закон Генри применим, то растворимость определяется величиной константы //закона Генри и температурой, причем// = Р/с равно числу атмосфер на единицу содержания растворенного газа в растворе, выраженного в молекулярных долях.

Для значительного числа газов закон Генри при парциальных давлениях, не превышающих 1 ат, соблюдается очень хорошо.

При парциальном давлении растворенного газа большем 1 ат И редко остается независимой от него и какое-нибудь данное значение величины Н может применяться только на небольшом участке парциальных давлений.

При определении растворимости газа при этих высоких давлениях должны быть специально указаны парциальное давление растворенного газа, температура и значение величины Н. При пользовании помещенными выше таблицами, если парциальное давление растворенного газа не ука-вано, то приводимое в них значение величины И л ожет быть прим - [c.556]

    Рд — парциальное давление растворенного газа внутри газовой фазы в атмосферах, [c.564]

    Рг — выраженное в атмосферах парциальное давление растворенного газа при равновесии с жидкостью состава, существующего в данный момент в жидкой фазе, [c.564]

    Сд — концентрация растворенного вещества в Моль/м жидкости при равновесии с парциальным давлением растворенного газа, существующим внутри газовой фазы, [c.564]

    P —парциальное давление растворенного газа на границе раздела между газовой и жидкой фазами, выраженное в атмосферах, [c.564]

    Р — парциальное давление растворенного газа в надтопливном пространстве, Па  [c.29]

    Растворимость различных газов в воде. Для определения факторов растворимости какого-нибудь газа в какой-нибудь жидкости fe общем случае бывает необходимо установить температуру, равновесное парциальное давление растворенного газа в газовой фазе и концентрацию растворенного газа в жидкой фазе.

Строго говоря, наряду с парциальным давлением растворенного газа должно быть установлено также и общее давление в газовой фазе, однако в тех случаях, когда общее давление невелико (не ьревышает примерно 5 ат), растворимость для дан ого парциального давления растворенного газа может с достаточной точностью рассматриваться независимой от общего давления. Растворимость NH3 (табл. 3) при температуре 30° при парциальном давлении NH3 в 260 лш рт. ст. равняется 20 вес. ч. NH3 на 100 вес. ч. HgO. Этот метод — установление температуры, парциального давления растворенного газа в газовой фазе и концентрации его в жидкой фазе — должен применяться для всех тех систем, в которых закон Генри не соблюдается. [c.556]

    Для того чтобы перейти из внутренних слоев газовой фазы во внутреннюю область жидкой фазы, молекула А должна продиффундировать через поверхностный слой пара и поверхностный слой жидкости. Суммарное сопротивление этих двух слоев и является общим сопротивлением переносу материальной частицы из одной фазы в другую.

Движущей силой, вызывающей переход вещества через это сопротивление, является разница в соотношениях концентраций растворенных молекул внутри газовой и жидкой фаз при равновесии их в данный момент. Прежде чем рассчитать эту разность в концентрациях, последние должны быть выражены для обеих фаз в одних и тех же единицах.

Концентрация растворенного вещества в газозой фазе обычно бывает выражена парциальным давлением растворенного газа в атмосферах и обозначается через Р. Концентрация же растворенною вещества в жидкой фазе С выражается в Молях растворенного вещества на 1 л жидкой фазы.

В этом случае С выражено не в тех единицах, что Р, однако когда известны равновесные данные, С может быть легко переведено в те же единицы, в которых выражено Р, или, наоборот, Р переведено в те же единицы, что С.

Каждому значению величины С соответствует некоторое определенное значение величины Р, которое представляет собой парциальное давление растворенною газа, находящегося при данных условиях общего давления и температуры в равновесии с жидкой фазой, содержащей растворенное вещество при концентрации С.

Таким образом концентрация бещества А внутри жидкой фазы может быть выражена и как С/ и как где Рх представляет собой парциальное давление газообразного А, находящегося в равновесии с жидкой фазой при концентрации вещества А в ней, равной Ср Возвращаясь к системе, представленной на рис. 7, положим, что концентрация вещества А в газовой фазе есть и в жидкой фазе — С . Движущая сила переноса А из газа в жидкость соответствует разности концентраций (Р , —Р ). Скорость переноса вещества изме- [c.563]

    Необходимо заметить, что при расчете производительности или размера абсорбирующей системы на основе уравнений (15) и (16) пользуются коэфициентами /г/ и кд, как было установлено при обсуждении случая 1, в котором сопротивление в пограничном слое газа ничтожно мало, и случая 2, в котором ничтожно мало сопротивление пограничного слоя жидкости.

Однако этот коэфициент пограничного слоя газа определяется движущей силой, которая выражена разностью в составе газа в молях поглощаемого газа на моль инертного газа. Подобным же образом коэфициент пограничного слоя жидкости к/ зависит от разности в составе жидкости, выраженной в молях растворенного газа на моль чистого растворителя.

С другой стороны, те немногие коэфициенты, которые можно найти в литературе для коэфициента пограничного слоя газа, выражены в разности парциальных давлений растворенного газа, а для коэфициента пограничного слоя жидкости в разностн составов, выраженных в весовых единицах (граммы, килограммы, фунт или моль) растворенного газа на единицу объема (куб.

сантиметр, литр или куб. метр) раствора, КогДа концентрации поглощаемого газа малы соответственно как в газовой, так и в жидкой фазах, то без большой ошибки можно применить уравнение (16), пользуясь при этом преобразованием значений величины кд в значения величины кд для средней концентрации растворенного газа.

Подобным же образом такое преобразование может быть сделано и для определения к/ из кр Однако этот путь может привести к значительной ошибке, когда концентрация поглощаемого газа велика.

Приводимые ниже преобразования дают путь применения метода расчета, представленного уравнениями (15) и (16), к случаям, когда имеют место высокие концентрации поглощаемого газа, к/ [уравнение (15)] выражается в виде [c.575]

    Отгонка или десорбция. Этот процесс является процессом обратным абсорбции и заключается во введении жидкости, содержащей растворенный газ, в соприкосновение с инертным или нерастворен-ным газом с целью отгонки или выдувания (stripping) расстворен-ного газа из жидкости. Как при абсорбции, так и в этом случае обычно применяют противоток жидкости и инертного газа.

Аппаратура, применяемая для абсорбции, также пригодна и для десорбции. То же относится и к теории десорбции, хотя в этом случае движущий потенциал будет обратным, т. е. концентрация растворенного газа внутри жидкости будет больше, чем на границе раздела, и парциальное давление растворенного газа на границе раздела будет больше, чем внутри газовой фазы.

Вследствие этого, в то время как на рис. 11 —17, относящихся к процессу абсорбции, рабочая линия лежит выше линии равновесия, в случае процесса отгонки рабочая линия будет лежать ниже кривой равновесия.

Подобно тому, как низкие температуры и высокие давления являются предпочтительными для абсорбции, для процесса отгонки — десорбции благоприятны высокие температуры и низкие давления. [c.580]

Источник: https://www.chem21.info/info/939391/

Парциальное давление газов. Давление паров воды

Парциальные давления газов в жидкости

Растворенные в воде или тканях тела газы также оказывают давление, потому что молекулы растворенного газа находятся в случайном движении и обладают кинетической энергией.

Если растворенный в жидкости газ ударяется о поверхность, например клеточной мембраны, он оказывает парциальное давление так же, как и газ в газовой смеси.

Парциальные давления газов, растворенных в воде, обозначают так же, как обозначают их парциальные давления в газовой смеси, т.е. Рсо2, Ро2, Pn2, Ph20, РHе и т.д.

Факторы, определяющие величину парциального давления растворенного в жидкости газа. Парциальное давление газа в растворе определяется не только концентрацией, но и коэффициентом его растворимости, т.е. некоторые типы молекул, например двуокись углерода, физическим или химическим способом прикрепляются к молекулам воды, а другие — отталкиваются.

При прикреплении молекул даже их большое количество в растворе не влияет на парциальное давление. И наоборот, в случае отталкиваемых молекул наблюдается большее парциальное давление при меньшем количестве растворенных молекул.

Эти отношения называют законом Генри и выражают следующей формулой:
Парциальное давление = Концентрация растворенного газа / Коэффициент растворимости.

Если парциальное давление выразить в атмосферах (1 атмосфера = 760 мм рт. ст.), а концентрацию — объемом газа, растворенного в каждом объеме воды, то при температуре тела важные для процесса дыхания газы имеют следующие коэффициенты растворимости: Кислород 0,024 Двуокись углерода 0,57 Моноксид углерода 0,018 Азот 0,012

Гелий 0,008

Видно, что растворимость двуокиси углерода более чем в 20 раз выше, чем растворимость кислорода, поэтому парциальное давление двуокиси углерода (для данной концентрации) составляет менее 1/20 парциального давления кислорода.

Диффузия газов между газовой фазой в альвеолах и растворенной фазой в крови легочных капилляров.

Парциальное давление каждого газа в смеси газов (альвеолярном воздухе) заставляет молекулы этого газа переходить в альвеолярные капилляры и там растворяться в крови.

В то же время уже растворенные в крови молекулы этого газа свободно перемещаются в жидкой части крови, а некоторые попадают обратно в альвеолы. Их количество прямо пропорционально парциальному давлению этого газа в крови.

Какое же направление диффузии будет для этого газа преобладающим? Преобладающее направление диффузии определяется разницей между двумя парциальными давлениями.

Если парциальное давление газа больше в газовой фазе (в альвеолярном воздухе), как это обычно бывает для кислорода, то большее количество молекул будет переходить в кровь.

Если парциальное давление газа больше в растворенной фазе в крови, что обычно верно для двуокиси углерода, то преобладающим направлением диффузии будет выход газа в альвеолы.

Давление паров воды

При вдыхании неувлажненного воздуха с поверхностей дыхательных путей вода немедленно испаряется и увлажняет воздух. Это происходит потому, что молекулы воды так же, как растворенные молекулы разных газов постоянно выходят с поверхностного слоя воды в газовую фазу над ним.

Парциальное давление, под воздействием которого молекулы воды выходят с поверхности, называют давлением паров воды. При нормальной температуре тела (37°С) давление паров воды составляет 47 мм рт. ст., поэтому при полном увлажнении газовой смеси, т.е.

когда наступает равновесие воды в обеих фазах, парциальное давление паров воды в смеси газов составляет 47 мм рт. ст. Подобно другим парциальным давлениям оно обозначается как РH2O.

Давление паров воды полностью зависит от температуры воды. Чем выше температура, тем больше кинетическая активность молекул, следовательно, больше вероятность выхода молекул воды с поверхности воды в газовую фазу.

Например, давление паров воды при 0°С составляет 5 мм рт. ст., а при 100°С — 760 мм рт. ст. Важно запомнить величину давления паров воды при нормальной температуре тела — 47 мм рт. ст.

; эта величина будет упоминаться в дальнейших обсуждениях.

— Также рекомендуем «Диффузия газов через жидкости. Механизмы диффузии газов через жидкости»

Оглавление темы «Кровоток в легких. Газообмен в легких»:
1. Зоны кровотока в легких. Разновидности легочного кровотока
2. Кровоток в легких при физической нагрузке. Легочный кровоток при сердечной недостаточности
3. Обмен жидкости в капиллярах легких. Обмен интерстициальной жидкости в легких
4. Отек легких. Механизмы отека легких
5. Жидкость в плевральной полости. Плевральная жидкость и плевральный выпот
6. Газообмен в легких. Диффузия газов и газообмен
7. Парциальное давление газов. Давление паров воды
8. Диффузия газов через жидкости. Механизмы диффузии газов через жидкости
9. Состав альвеолярного воздуха. Увлажнение воздуха в дыхательных путях
10. Концентрация и парциальное давление кислорода в альвеолах. Выдыхаемый воздух

Источник: https://meduniver.com/Medical/Physiology/863.html

Books-med
Добавить комментарий