분압

혼합기체 중 각 구성가스는 동일한 ^[1]온도에서 원혼합물의 전체 부피를 점유한 것처럼 해당 구성가스의 음압인 부분압을 가진다.이상적인 가스 혼합물의 총 압력은 혼합물 내 가스의 부분 압력의 합입니다(Dalton's Law).

기체의 분압은 기체 분자의 열역학적 활성의 척도이다.가스는 부분 압력에 따라 용해, 확산 및 반응하지만 가스 혼합물이나 액체 속 농도에 따라서는 반응하지 않습니다.가스의 이러한 일반적인 특성은 생물학에서 가스의 화학 반응에서도 사실이다.예를 들어 인간의 호흡에 필요한 산소량과 독성의 양은 산소의 분압만으로 정해진다.이는 다양한 흡입 호흡 가스에 존재하거나 ^[2]혈액에 용해된 산소의 매우 광범위한 농도에 걸쳐 해당됩니다. 따라서 혼합 비율은 호흡 가능한 산소 20%와 헬륨 80%와 같이 중량이나 ^[3]질량이 아닌 부피로 결정됩니다.또한 산소와 이산화탄소의 분압은 동맥혈 가스 테스트에서 중요한 매개 변수입니다.즉, 이러한 압력은 예를 들어 뇌척수액에서도 측정할 수 있습니다.

기호.

압력의 기호는 $일반적$ 으로 압력을 $식별$ 하기 위해 첨자를 사용할 수 있는 P 또는 p이며 가스 종도 첨자로 나타냅니다.조합하면 이러한 첨자가 ^[4]^[5]재귀적으로 적용됩니다.

예:

$P_{1}$ $p_{1}$ 1 $({$ $p_{1}$ p 1 $({$ displaystyle $p_{1})$ = $p_{1}$ 시간 1에서의 압력
$P_{{\ce {H2}}}$ $p_{{\ce {H2}}}$ H 2 $P_{{\ce {H2}}}$ ({ $디스플레이 스타일 P_{\$ ce $P_{{\ce {H2}}}$ { $p_{{\ce {H2}}}$ }}}) 또는 p H $p_{{\ce {H2}}}$ ({ $디스플레이$ 스타일 $p_{\ce {H2}}})$ = $p_{{\ce {H2}}}$ 수소 부분 압력
$P_{v_{{\ce {O2}}}}$ $P_{v_{{\ce {O2}}}}$ $P_{v_{{\ce {O2}}}}$ 2({ $displaystyle P_{v_{\ce {O2}}})$ $p_{v_{{\ce {O2}}}}$ $p_{v_{{\ce {O2}}}}$ v $p_{v_{{\ce {O2}}}}$ 2({ $displaystyle p_{v_{\ce {O2}}})$ = $p_{v_{{\ce {O2}}}}$ 산소의 정맥 분압

돌턴의 편압 법칙

달튼의 법칙 개념을 보여주는 개략도.

돌턴의 법칙은 이상적인 가스 혼합물의 총 압력이 혼합물에 ^[6]포함된 개별 가스의 부분 압력의 합과 같다는 사실을 나타냅니다.이러한 평등은 이상적인 기체에서 분자들이 너무 멀리 떨어져 있어서 서로 상호작용하지 않는다는 사실에서 발생합니다.대부분의 실제 가스는 이 이상에 매우 근접합니다.예를 들어 질소(N₂), 수소(H₂) 및 암모니아(NH₃)의 이상적인 가스 혼합물이 주어졌을 때:

\displaystyle p=p_{\ce {N2}}+p_{\ce {H2}}+p_{\ce {NH3}}}}

여기서:

$p$ \ $displaystyle$ p= $p$ 가스 혼합물의 총 압력
$p_{{\ce {N2}}}$ N $p_{{\ce {N2}}}$ 2 ({ $displaystyle p_{\ce {N2}}}})$ = $p_{{\ce {N2}}}$ 질소 분압(N₂)
$p_{{\ce {H2}}}$ H $p_{{\ce {H2}}}$ 2 ({ $displaystyle p_{\ce {H2}}}})$ = $p_{{\ce {H2}}}$ 수소분압(H₂)
$p_{{\ce {NH3}}}$ $p_{{\ce {NH3}}}$ 3 {\ $displaystyle p_{\ce {NH3}}}}$ = $p_{{\ce {NH3}}}$ 암모니아 분압(NH₃)

이상적인 가스 혼합물

이상적으로 분압의 비율은 분자 수의 비율과 같다.즉, 이상적인 가스 혼합물에서 개별 가스 성분의 몰 $x_{\mathrm {i} }$ $(\$ 는 $x_{\mathrm{i}}$ 성분의 분압 또는 성분의 몰 분압으로 나타낼 수 있다.

x_{\mathrm {i} = specfrac {p} = specfrac {n_{\mathrm {i} } } {n}

이상 기체 내 개별 가스 성분의 분압은 다음 식을 사용하여 구할 수 있습니다.

p_{\mathrm {i}}=x_{\mathrm {i}}\cdot p

여기서:
$x_{\mathrm {i}}$	= 가스 혼합물 내 개별 가스 성분의 몰 분율
$p_{\mathrm {i}}$	= 가스 혼합물 내 개별 가스 성분의 분압
$n_{\mathrm {i}}$	= 가스 혼합물 내 개별 가스 성분의 몰
$n$	= 가스 혼합물의 총 몰
$p$	= 가스 혼합물의 총 압력

가스 혼합물 내 가스 성분의 몰 분율은 가스 ^[7]혼합물 내 해당 성분의 체적 분율과 동일합니다.

편압의 비율은 다음과 같은 등온도에 따라 달라집니다.

{V_{\rm {X}}{V_{\rm {tot}}={p_{\rm {tot}}}={n_{\rm {X}}}{n_{\rm {t}}}}}}}{n_{\rm {tot}}}}}}}

V는_X 개별 가스 성분의 부분 부피(X)입니다.
V는_tot 가스 혼합물의 총 부피입니다.
p는_X 기체 X의 분압이다.
p는_tot 가스 혼합물의 총 압력입니다.
n은_X 가스의 물질량(X)이다.
n은_tot 가스 혼합물의 총 물질량이다.

부분 부피(Amagat의 적층 부피의 법칙)

혼합물에 포함된 특정 가스의 부분 부피는 혼합 가스의 한 성분의 부피입니다.공기 등 가스 혼합물에서 산소 등 특정 가스 성분에 초점을 맞추는 것이 유용합니다.

분압과 몰 ^[8]분율 모두에서 근사치를 구할 수 있습니다.

\displaystyle V_{\rm {X}=V_{\rm {tot}}\times {p_{\rm {tot}}=V_{\rm {tot}}\times {n_{\rm {X}}}}{n_{\rm {tot}}}}

V는_X 혼합물에 포함된 개별 가스 성분 X의 부분 부피입니다.
V는_tot 가스 혼합물의 총 부피입니다.
p는_X 기체 X의 분압이다.
p는_tot 가스 혼합물의 총 압력입니다.
n은_X 가스 X의 물질의 양이다.
n은_tot 가스 혼합물 내 물질의 총량이다.

증기압

다양한 액체에 대한 로그린 증기 압력 차트

증기 압력은 비증기 상(액체 또는 고체)과 평형 상태에 있는 증기의 압력입니다.대부분의 경우 이 용어는 액체가 증발하는 경향을 설명하기 위해 사용됩니다.그것은 액체나 고체에서 분자와 원자가 빠져나가는 경향을 나타내는 척도이다.액체의 대기압 비등점은 증기압이 주변 대기압과 동일한 온도에 해당하며 보통 비등점이라고 합니다.

일정 온도에서 액체의 증기 압력이 높을수록 액체의 정상 끓는점은 낮아진다.

표시된 증기 압력 차트에는 다양한 ^[9]액체의 증기 압력 대 온도를 나타내는 그래프가 있습니다.도표에서 볼 수 있듯이 증기 압력이 가장 높은 액체는 정상 끓는점이 가장 낮습니다.

예를 들어, 주어진 온도에서 염화메틸은 차트에 있는 액체 중 가장 높은 증기 압력을 가집니다.또한 정상 비등점(-24.2°C)이 가장 낮으며, 이는 염화메틸(파란색 선)의 증기 압력 곡선이 절대 증기 압력의 한 대기(atm)의 수평 압력선과 교차하는 지점이다.고도가 높을 경우 대기압이 해수면보다 낮기 때문에 액체의 비등점이 감소한다는 점에 유의하십시오.에베레스트산 정상에서 대기압은 약 0.333 atm이므로 그래프를 사용하면 디에틸에테르 비등점은 해수면(34.6 atm)에서 약 7.5 °C가 된다.

가스 혼합물을 포함하는 반응의 평형 상수

각 가스의 분압과 전체 반응식을 고려할 때 혼합 가스와 관련된 화학 반응에 대한 평형 상수를 산출할 수 있다.다음과 같은 가스 반응 물질 및 가스 생성물과 관련된 가역 반응의 경우:

(\displaystyle {{\mathit {a})A}+{\mathit {b}B}<=>{\mathit {c}C}+{\mathit {d}}D}}}}}

반응의 평형 상수는 다음과 같다.

{\displaystyle K_{\mathrm {p} = flac {p_{C}^{c},p_{D}^{d}}{p_{A}^{a},p_{B}^b}}}:

여기서:
$K_{p}$	= 반응의 평형 상수
$a$	= $A$ 의 계수(\ $style$ A)
$(\display style b)$	= $B$ 의 계수(\ $style$ B)
$(\displaystyle c)$	= 제품 $C$ 의 $계수$ (\ $style$ C $)$
$d$	= 제품 $D$ 의 $계수$ {\ $displaystyle$ D $}$
$p_{C}^{c}$	= $C\displaystyle$ C $\$ $displaystyle$ C\displaystyle $c\$ 의 검정력으로 $C$ 한 C\displaystyle C\displaysty
$p_{D}^{d}$	= D $(디스플레이$ $스타일$ D)의분압을 d( $디스플레이$ $스타일$ d)의 거듭제곱으로 올렸습니다.
$\displaystyle p_{A}^{a}}$	= $A의$ 부분 $A$ 을 $A의$ 으로 높입니다.
$p_{B}^{b}$	= B $(디스플레이$ $스타일$ B $)$ 의 분압이 b $(디스플레이 스타일$ B $)$ 의 $B$ $b$ 으로 상승

가역반응의 경우, 총 압력, 온도 또는 반응물질 농도의 변화는 르 샤틀리에의 원리에 따라 반응의 오른쪽 또는 왼쪽 중 하나를 선호하도록 평형을 이동시킨다.그러나 반응 속도론은 평형 변화를 반대하거나 강화시킬 수 있다.경우에 따라서는 반응 속도론이 최우선 고려 요인이 될 수 있습니다.

헨리의 법칙과 가스의 용해성

가스는 용해되지 않은 가스와 액체에 용해된 가스(용매라고 함)^[10] 사이의 평형에 의해 결정되는 범위까지 액체에서 용해됩니다.이 평형의 평형 상수는 다음과 같다.

k=syslogfrac {p_{x}}{C_{x}}}

(1)

여기서:

$k$ \ $displaystyle$ k= $k$ 용매화 프로세스의 평형 상수
$p_{x}$ x { $display style$ p _ { $x$ } = $p_{x}$ 가스의 일부 함유 용액과 평형상태에서 $x$ 의 부분압 x {\ $display style$ x $x$ }
$C_{x}$ x \ $displaystyle C_{x}$ = $C_{x}$ 용액 중의 $가스$ 농도x \ $displaystyle$ x

평형 상수의 형태는 용액에 있는 용질 가스의 농도가 용액 위에 있는 가스의 부분 압력에 정비례한다는 것을 보여준다.이 문장은 헨리의 법칙으로 알려져 있으며 평형 $상수$ k $(\displaystyle$ k $)$ 는 $k$ 종종 헨리의 법칙 ^[10]^[11]^[12]상수라고 불립니다.

헨리의 법칙은 때때로 다음과 ^[13]같이 쓰여진다.

k'=snapsfrac {C_{x}}{p_{x}}}

(2)

$k'$ 서 k ${\$ { $displaystyle$ k $'$ 는 $k'$ 헨리의 법칙 ^[13]상수라고도 합니다.위의 식 (1)과 (2)를 비교하면 알 수 있듯이 k $k$ { $displaystyle$ k $k$ 는 $k'$ $k$ 의 역수입니다. 둘 다 헨리의 법칙 상수라고 할 수 있으므로 기술 문헌의 독자는 헨리의 법칙 방정식이 어떤 버전으로 사용되고 있는지 주의할 필요가 있습니다.

헨리의 법칙은 희박하고 이상적인 용액과 액체 용제가 용해 중인 기체와 화학적으로 반응하지 않는 용액에만 적용되는 근사치입니다.

잠수 중 호흡 가스

수중 다이빙에서 호흡 가스의 개별 성분 가스의 생리적인 영향은 부분 압력의 함수이다.

다이빙 용어를 사용하여 부분 압력은 다음과 같이 계산된다.

분압 = (총 절대 압력) × (가스 성분의 체적 비율)

구성 요소 가스 "i"의 경우:

p_i = P × F_i

예를 들어 수중 50m(164ft)에서 총 절대 압력은 6bar(600kPa)(즉, 대기압 1bar + 수압 5bar)이며 공기, 부피 기준 산소 21% 및 질소 약 79%의 주요 구성 요소의 부분 압력은 다음과 같습니다.

pN₂ = 6 bar × 0.79 = 4.7 bar 절대

pO₂ = 6 bar × 0.21 = 1.3 bar 절대

여기서:
p_i.	= 가스성분의 $P_{\mathrm {i} }$ i = $P_{\mathrm {i} }$ {\ $displaystyle$ P_ ${\mathrm$ {i $}}}$ 이 $P_{\mathrm {i} }$ 글에서 사용하는 용어
P	= 총 압력 = $이$ 문서에서 사용한 용어로 $P$ {\ $style$ P $}$
에프_i	= 가스 성분의 부피 분율 i $x_{\mathrm {i} }$ 몰 $x_{\mathrm {i} }$ $x_{\mathrm {i} }$ i {\ $displaystyle x_{\$ mathrm {i $x_{\mathrm {i} }$ 본 문서에서 사용한 용어
pN₂	= 질소 분압 = $P_{\mathrm {N_{2}} }$ $P_{\mathrm {N_{2}} }$ {\ $displaystyle$ P_ ${\mathrm$ { $N_{2}}}}$ 이 $P_{\mathrm {N_{2}} }$ 글에서 사용하는 용어
po₂	= 산소분압 = $P_{\mathrm {O_{2}} }$ $2$ {\ $displaystyle$ P_ ${\mathrm$ { $O_{2}}}}$ 이 $P_{\mathrm {O_{2}} }$ 글에서 사용하는 용어로는

가스 혼합물의 산소 부분 압력에 대한 안전 하한은 0.~~16bar(16kPa)~~입니다(정확한 수치는 <= 9.5KPa 또는 0.095bar).콜로라도에 사는 사람들은 산소 분압이 13.9KPa에 불과하다.적절한 인용에 힘쓰고 있음) 절대.산소분압이 절대 0.~~16bar~~ 0.095bar 미만일 경우 저산소증과 갑작스러운 무의식이 문제가 됩니다.산소분압이 너무 높으면 경련을 수반하는 산소독성이 문제가 된다.NOAA 다이빙 매뉴얼은 1.6bar 절대시 45분, 1.5bar 절대시 120분, 1.4bar 절대시 150분, 1.3bar 절대시 180분, 1.2bar 절대시 210분 등의 최대 단일 노출을 권장한다.산소 독성은 이러한 산소 부분 압력과 노출을 초과하면 위험이 됩니다.산소의 분압에 따라 가스 혼합물의 최대 작동 깊이도 결정됩니다.

마취는 고압에서 가스를 흡입할 때 문제가 된다.일반적으로 기술 다이빙을 계획할 때 사용되는 마취 가스의 최대 총 부분 압력은 약 35m(115ft)의 동등한 마취 깊이에 기초할 때 약 4.5bar가 절대적일 수 있다.

호흡 가스의 일산화탄소 등 독성 오염물질의 영향도 호흡 시 부분 압력과 관련이 있습니다.수면에서 비교적 안전할 수 있는 혼합물은 다이빙의 최대 깊이에서 위험하게 독성이 있을 수 있으며, 잠수 역호흡기의 호흡 루프에 있는 허용 가능한 수준의 이산화탄소는 부분 압력이 급격히 상승할 때 수 초 이내에 견딜 수 없게 될 수 있으며, 잠수부의 패닉이나 무력화를 초래할 수 있다..

의학에서

특히 산소( $p$ $p_{\mathrm {O_{2}} }$ 2 {\ $displaystyle p_{\$ mathrm ${O_$ {2 $p_{\mathrm {O_{2}} }$ 와 이산화탄소( $p_{\mathrm {CO_{2}} }$ $p_{\mathrm {CO_{2}} }$ O $p_{\mathrm {CO_{2}} }$ {\ $display p_{\mathrm {CO_{2$ 의 분압은 동맥혈 가스 테스트에서 중요한 매개 변수이지만 뇌척추액 ^[why?]등에서도 측정할 수 있습니다.

p_{\mathrm {CO_{2}} }

({

{\

mathrm

{

O_

p_{\mathrm {CO_{2}} }

p C

O2

({

displaystyle

p_{\

mathrm

{

CO_{2}})

의

p_{\mathrm {O_{2}} }

범위

	구성 단위	동맥혈 가스	정맥혈 가스	뇌척수액	폐포 폐가스 압력
$p_{\mathrm {O_{2}}}$	kPa	11~13^[14]	4.0~5^[14].3	5^[14].3~5.9	14.2
$p_{\mathrm {O_{2}}}$	mmHg	75~100^[15]	30~40^[16]	40~44^[17]	107
$p_{\mathrm {CO_{2}}}$	kPa	4.7~6^[14].0	5.5~6^[14].8	5.9~6^[14].7	4.8
$p_{\mathrm {CO_{2}}}$	mmHg	35~45^[15]	41~51^[16]	44~50^[17]	36

「」를 참조해 주세요.

호흡 가스 – 사람의 호흡에 사용되는 가스
헨리의 법칙 – 용해 가스의 비율에 관한 가스 법칙
이상 가스 – 실제 가스의 거동을 근사하는 수학적 모델
- 이상기체의 법칙 – 가상의 이상기체 상태에 대한 방정식
몰 분율 – 혼합물 내 성분 비율
- 몰(단위) – 물질량의 SI 단위
증기 – 임계점보다 낮은 온도에서 기체상에 있는 물질

레퍼런스

^ Charles Henrickson (2005). Chemistry. Cliffs Notes. ISBN 978-0-7645-7419-1.
^ "Gas Pressure and Respiration". Lumen Learning.
^ 가스 블렌딩
^ Staff. "Symbols and Units" (PDF). Respiratory Physiology & Neurobiology : Guide for Authors. Elsevier. p. 1. Retrieved 3 June 2017. All symbols referring to gas species are in subscript,
^ IUPAC, 화학 용어집, 제2판('골드북') (1997).온라인 수정판: (2006–) "압력, p. doi:10.1351/goldbook.P04819"
^ 돌턴의 편압의 법칙
^ 프로스트버그 주립대학교 '일반화학 온라인'
^ 200인치 페이지:의학 생물 물리학.플레밍 코넬리우스2008년 제6호
^ Perry, R.H. and Green, D.W. (Editors) (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049841-9. {{cite book}}: author=범용명(도움말)이 있습니다.CS1 유지: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
^ ^a ^b 헨리의 법칙 상수 목록과 변환 도구
^ Francis L. Smith & Allan H. Harvey (September 2007). "Avoid Common Pitfalls When Using Henry's Law". CEP (Chemical Engineering Progress). ISSN 0360-7275.
^ 2012-05-04년 웨이백 머신에 보관된 대학의 기초 화학, 헨리의 법칙 및 가스 용해성
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^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f 0.13322kPa/mmHg를 사용한mmHg 값에서 도출
^ ^a ^b 정상 기준 범위 표 댈러스 텍사스 대학 사우스웨스턴 메디컬 센터의 웨이백 머신에서 2011-12-25년에 보관된 것입니다.질병의 병리학적 기반에 대한 대화형 사례 연구에 사용됩니다.
^ ^a ^b Brookside Associates 의학교육과--> ABG 2009년 12월 6일 회수
^ ^a ^b PATSY 425 CEREBROSPINAL Fluid [CSF ] 2012-02-22 브리티시컬럼비아 대학 병리학 및 실험의학부의 웨이백 머신에 보관.G.P. 본디 박사님이요2011년 11월 취득

[1] Charles Henrickson (2005). Chemistry. Cliffs Notes. ISBN 978-0-7645-7419-1.

[2] "Gas Pressure and Respiration". Lumen Learning.

[3] 가스 블렌딩

[Elsevier_guide-4] Staff. "Symbols and Units" (PDF). Respiratory Physiology & Neurobiology : Guide for Authors. Elsevier. p. 1. Retrieved 3 June 2017. All symbols referring to gas species are in subscript,

[5] IUPAC, 화학 용어집, 제2판('골드북') (1997).온라인 수정판: (2006–) "압력, p. doi:10.1351/goldbook.P04819"

[6] 돌턴의 편압의 법칙

[7] 프로스트버그 주립대학교 '일반화학 온라인'

[biophysics200-8] 200인치 페이지:의학 생물 물리학.플레밍 코넬리우스2008년 제6호

[9] Perry, R.H. and Green, D.W. (Editors) (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049841-9. {{cite book}}: author=범용명(도움말)이 있습니다.CS1 유지: 여러 이름: 작성자 목록(링크)

[RolfeSander-10] 헨리의 법칙 상수 목록과 변환 도구

[11] Francis L. Smith & Allan H. Harvey (September 2007). "Avoid Common Pitfalls When Using Henry's Law". CEP (Chemical Engineering Progress). ISSN 0360-7275.

[12] 2012-05-04년 웨이백 머신에 보관된 대학의 기초 화학, 헨리의 법칙 및 가스 용해성

[UArizona-13] "University of Arizona chemistry class notes". Archived from the original on 2012-03-07. Retrieved 2006-05-26.

[mmHg-14] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f 0.13322kPa/mmHg를 사용한mmHg 값에서 도출

[southwest-15] 정상 기준 범위 표 댈러스 텍사스 대학 사우스웨스턴 메디컬 센터의 웨이백 머신에서 2011-12-25년에 보관된 것입니다.질병의 병리학적 기반에 대한 대화형 사례 연구에 사용됩니다.

[brookside-16] Brookside Associates 의학교육과--> ABG 2009년 12월 6일 회수

[UBC-17] PATSY 425 CEREBROSPINAL Fluid [CSF ] 2012-02-22 브리티시컬럼비아 대학 병리학 및 실험의학부의 웨이백 머신에 보관.G.P. 본디 박사님이요2011년 11월 취득

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돌턴의 편압 법칙

이상적인 가스 혼합물

부분 부피(Amagat의 적층 부피의 법칙)

증기압

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헨리의 법칙과 가스의 용해성

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