در ادامه‌ی درس‌های اسید و باز، پس از رسیدن به معادله‌ی هندرسون هاسلباخ باید یک موضوع دیگر را هم بررسی کنیم؛ زیرا که در ادامه خواهیم دید در معادله‌ی فوق، غلظت گاز CO2 قرار می‌گیرد و برای درک این مسئله نیاز است که مفهوم فشار نسبی را بدانیم.
در فیزیولوژی تنفس، ما با یک گاز سر و کار نداریم؛ بلکه مخلوطی از گازها در بدن وجود دارد (اکسیژن، نیتروژن، کربن دی‌اکسید و …). این مخلوط گازها با هم، فشاری بر سطح وارد می‌کنند.
هر چه تعداد کل مولکول‌های گاز بیشتر باشد، این فشار بیشتر خواهد بود. اما سرعت انتشار این گازها، بستگی به این دارد که هر کدام از آن‌ها به تنهایی چه فشاری ایجاد می‌کنند. به این فشار ِمختصِ هر گاز در مخلوطی از گازها، فشار نسبی (Partial Pressure) می‌گویند.
برای این‌که فشار کلی را در آن گاز به دست بیاوریم، می‌توانیم فشار نسبی تک تک گازها را با هم جمع بکنیم (قانون دالتون –Dalton’s Law of Partial Pressures).
مثلاً، در سطح دریا، فشار اتمسفر حدود ۷۶۰ میلی‌متر جیوه است. از آن‌جایی که حدود ٪ ۷۹ جو از نیتروژن تشکیل شده، پس فشار نسبی نیتروژن حدود ۵۹۳ میلی‌متر جیوه و فشار نسبی اکسیژن – که حدود ٪ ۲۱ از جو را می‌سازد – حدود ۱۵۹ میلی‌متر جیوه است. منبع عکس: خان آکادمی
وقتی این گازها در یک حلال مثل آب حل می‌شوند، فشار نسبی آن‌ها علاوه بر غلظت‌شان، به عامل دیگری به اسم ضریب حلالیت (Solubility Coefficient) نیز بستگی دارد.
برخی از مولکول‌ها همانند CO2 با آب واکنش (شیمیایی یا فیزیکی) نشان داده و جذب آب می‌شوند؛ اما برخی از آن‌ها چون با آب واکنشی نشان نداده و یا حتی نسبت به آب وضعیت دافعه دارند، به سختی در آب حل می‌شوند.
اگر قرار باشد یک فشار نسبی مساوی توسط دو ماده در آب ایجاد کنیم، مولکول‌هایی که جذب آب نمی‌شوند، حرکت بیشتر و آزادانه‌تر دارند و با تعداد مولکول‌های کمتر، فشار نسبی بالاتری ایجاد خواهند کرد.
اما در گازی که جذب آب شده، تعدادی از مولکول‌ها درگیر با مولکول‌های آب شده و حرکات‌شان کم می‌شود. در نتیجه نیاز تبه تعداد بیشتری مولکول داریم که همان فشار نسبی را ایجاد کنند. پس گاز بیشتری باید حل شود و غلظت‌شان بیشتر خواهد بود.
در هنگام تنفس هوای اتمسفر (فشار ۷۶۰ میلی‌متر جیوه)، ضریب حلالیت گاز CO2– که حدود ۰/۰۴ درصد از جو را می‌سازد –در پلاسما در دمای ۳۷ درجه‌ی سانتی‌گراد، ۰/۰۳ میلی‌مول/میلی‌متر جیوه است. یعنی اگر ۰/۰۳ میلی‌مول از CO2 در پلاسما حل بشود، فشاری معادل یک میلی‌متر جیوه ایجاد خواهد کرد.
فشار نسبی را برای هر گاز در یک محلول، طبق قانون هنری (Henry’s Law)، می‌توانیم از راه زیر به دست بیاوریم:
Partial Pressure = Concentration of the Dissolved Gas/Solubility Coefficient
پس برای به دست آوردن غلظت یک گاز در یک محلول، می‌توانیم فشار نسبی آن را در ضریب حلالیت‌اش ضرب کنیم.
برای امتیاز دهی به این مطلب، لطفا وارد شوید: برای ورود کلیک کنید
