基本介紹
簡介,理想氣體混合物,氣體的溶解與分壓,血液中的氣體分壓與潛水,
簡介
氣體分壓（英語：partial pressure）指的是當氣體混合物中的某一種組分在相同的溫度下占據氣體混合物相同的體積時，該組分所形成的壓力。比如我們收集一瓶空氣，將其中的氮氣除去，恢復到相同的溫度。剩餘的氧氣仍會逐漸占滿整個集氣瓶，但剩下的氧氣單獨造成的壓力會比原來的低，此時的壓力值就是原空氣中氧氣的分壓值。氣體的分壓與其在液體中的溶解度，氣體反應的平衡常數等都有著密切的關係。
理想氣體混合物
理想氣體的混合物中，各氣體組分的分子間沒有相互作用力，互不干擾，可視為每個組分各自對容器壁造成各自的壓強，其總壓等於各組分的分壓和。這就是道爾頓分壓定律
氣體的溶解與分壓
在氣-液體系比如氧氣和水中，氧氣可微量溶解於水中，溶解後的氧氣同時也逸出；而水也同時有逸出為水蒸氣和水蒸氣液化回到水的過程。這些過程達到動態平衡後，液相為氧氣與和水形成的溶液，而氣相為氧氣和水蒸氣的混合物。對於這種體系，氣體在液體中的溶解度與氣體的平衡分壓成正比，與溶劑的性質無關，即亨利定律。
血液中的氣體分壓與潛水
氧氣可以少量溶於血液中之後為血紅蛋白結合，故血液中的氧分壓隨之成為血氣分析的一個重要指標。通常情況下，大氣壓為約100千帕，其中氧氣的摩爾分數（等於體積分數）為21%，氮氣為78%，故氧氣的分壓約為100千帕×21% = 21千帕。氧氣被人吸入後部分溶於血液，動脈中的氧分壓為11-13千帕，靜脈血約為4-5千帕。一般來說，當吸入氣體的氧分壓低於16千帕時，就會出現缺氧症狀，人變得行動遲鈍。低於6千帕，會開始失去知覺，乃至死亡；而當吸入氣體中的氧分壓長時間大於60千帕時，會出現氧中毒的症狀。
在直接潛水中，增加水壓導致外界壓力增高。為保持體內外壓力平衡，需使用高壓力呼吸氣體，其中氧分壓的計算可同樣基於道爾頓分壓定律。比如要下潛50米的深度，根據液體壓強公式{\displaystyle p=\rho gh}，每下潛10米，壓強增加一個大氣壓，故50米水深處的總壓強為6個大氣壓即約600千帕，此時氧氣分壓為130千帕，已超過上述60千帕的吸入氣體的氧分壓上限，長期吸入此氣體易導致氧中毒，而其中高壓的氮氣也增加了發生氮醉的可能性。解決氧氣分壓過大的一個方法是通過加入氦氣配製多組分的呼吸氣體，比如配製成20%氦氣，80%空氣混合的總壓為600千帕的呼吸氣體，此時氧氣分壓計算為600×80%×21% ，約為100千帕。這樣就在保持總壓不變的前提下，降低了氮氣和氧氣的分壓，減少了氮醉和氧中毒的可能性。
