O papel do oxigênio na natureza e nos processos industriais. Encontrando oxigênio na natureza

Descrição da apresentação por slides individuais:

1 diapositivo

Descrição do slide:

2 slides

Descrição do slide:

oxigênio OXIGÊNIO (lat. Oxygenium), O (leia-se “o”), elemento químico com número atômico 8, massa atômica 15,9994. Na tabela periódica dos elementos de Mendeleev, o oxigênio está localizado no segundo período do grupo VIA. O oxigênio natural consiste em uma mistura de três nuclídeos estáveis com números de massa 16 (domina na mistura, contém 99,759% em massa), 17 (0,037%) e 18 (0,204%). Na sua forma livre, o oxigênio é um gás incolor, inodoro e insípido. Características da estrutura da molécula de O2: o oxigênio atmosférico consiste em moléculas diatômicas. A energia de dissociação da molécula de O2 em átomos é bastante elevada e chega a 493,57 kJ/mol.

3 slides

Descrição do slide:

Propriedades químicas do oxigênio: O oxigênio é o segundo elemento mais eletronegativo depois do flúor, por isso exibe fortes propriedades oxidantes. Reage com a maioria dos metais já à temperatura ambiente, formando óxidos básicos. O oxigênio geralmente reage com não metais (exceto hélio, néon, argônio) quando aquecido. Assim, reage com o fósforo a uma temperatura de ~ 60 °C, formando P2O5, com o enxofre - a uma temperatura de cerca de 250 °C: S + O2 = SO2. O oxigênio reage com grafite a 700 °C C + O2 = CO2. A interação do oxigênio com o nitrogênio começa apenas a 1200°C ou em uma descarga elétrica N2 + O2 2NO - Q. O oxigênio também reage com muitos compostos complexos, por exemplo, com o óxido de nitrogênio (II), ele reage já à temperatura ambiente: 2NO + O2 = 2NO2.

4 slides

Descrição do slide:

O sulfeto de hidrogênio, reagindo com o oxigênio quando aquecido, dá enxofre 2H2S + O2 = 2S + 2H2O ou óxido de enxofre (IV) 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O, dependendo da proporção entre oxigênio e sulfeto de hidrogênio. Nas reações acima, o oxigênio é o agente oxidante. Na maioria das reações de oxidação envolvendo oxigênio, são liberados calor e luz - tais processos são chamados de combustão. Um agente oxidante ainda mais forte que o oxigênio O2 é o ozônio O3. É formado na atmosfera durante as descargas atmosféricas, o que explica o cheiro específico de frescor após uma tempestade. O ozônio é geralmente produzido pela passagem de uma descarga através do oxigênio (a reação é endotérmica e altamente reversível; o rendimento de ozônio é de cerca de 5%): 3О2<=>2O3 - 284kJ. Quando o ozônio reage com uma solução de iodeto de potássio, o iodo é liberado, enquanto esta reação não ocorre com o oxigênio: 2KI + O3 + H2O = I2 + 2KOH + O2. A reação é frequentemente usada qualitativamente para a detecção de íons I ou ozônio. Para isso, adiciona-se amido à solução, o que dá um complexo azul característico com o iodo liberado. A reação também é qualitativa porque o ozônio não oxida os íons Cl- e Br-.

5 slides

Descrição do slide:

6 slides

Descrição do slide:

A produção de oxigênio na indústria o oxigênio é obtido: por destilação fracionada do ar líquido (o nitrogênio, que tem ponto de ebulição mais baixo, evapora e permanece o oxigênio líquido); eletrólise da água. Todos os anos, mais de 80 milhões de toneladas de oxigênio são produzidas em todo o mundo. Em condições de laboratório, o oxigênio é obtido pela decomposição de uma série de sais, óxidos e peróxidos: 2KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2, 4K2Cr2O7 -> 4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2, 2KNO3 -> 2KNO2 + O2, 2Pb3O4 -> 6PbO + O2, 2HgO -> 2H g+ O2, 2BaO -> 2BaO + O2, 2H2O2 -> 2H2O + O2. O oxigênio é especialmente facilmente liberado como resultado da última reação, uma vez que no peróxido de hidrogênio H2O2 não há uma ligação dupla, mas sim uma ligação simples entre os átomos de oxigênio -O-O-.

7 slides

Descrição do slide:

Aplicação As principais quantidades de oxigênio obtidas do ar são utilizadas na metalurgia. A explosão de oxigênio (em vez de ar) em altos-fornos pode aumentar significativamente a velocidade do processo do alto-forno, economizar coque e produzir ferro fundido de melhor qualidade. A explosão de oxigênio é usada em conversores de oxigênio ao converter ferro fundido em aço. O oxigênio puro ou ar enriquecido com oxigênio é utilizado na produção de muitos outros metais (cobre, níquel, chumbo, etc.). O oxigênio é usado no corte e soldagem de metais. estar sob pressão de até 15 MPa. Os cilindros de oxigênio são pintados de azul. O oxigênio líquido é um poderoso agente oxidante e é usado como componente do combustível de foguetes. Materiais facilmente oxidáveis, como serragem, algodão, pó de carvão, etc., impregnados com oxigênio líquido (essas misturas são chamadas de oxilíquidos), são utilizados como explosivos, utilizados, por exemplo, na construção de estradas nas montanhas.

8 slides

Diapositivo 9

Descrição do slide:

Cada planta ou animal contém muito mais oxigênio do que qualquer outro elemento (em média cerca de 70%). O tecido muscular humano contém 16% de oxigênio, tecido ósseo - 28,5%; No total, o corpo de uma pessoa média (peso corporal de 70 kg) contém 43 kg de oxigênio. O oxigênio entra no corpo de animais e humanos principalmente através dos órgãos respiratórios (oxigênio livre) e com água (oxigênio ligado). A necessidade de oxigênio do corpo é determinada pelo nível (intensidade) do metabolismo, que depende da massa e superfície do corpo, idade, sexo, natureza da nutrição, condições externas, etc. isto é, processos oxidativos totais) de uma comunidade é determinada como uma importante característica energética dos organismos para sua biomassa total. Pequenas quantidades de oxigénio são utilizadas na medicina: o oxigénio (das chamadas almofadas de oxigénio) é administrado a pacientes que têm dificuldade em respirar durante algum tempo. No entanto, deve-se ter em mente que a inalação prolongada de ar enriquecido com oxigênio é perigosa para a saúde humana. Altas concentrações de oxigênio causam a formação de radicais livres nos tecidos, perturbando a estrutura e a função dos biopolímeros. A radiação ionizante tem um efeito semelhante no corpo. Portanto, uma diminuição no teor de oxigênio (hipóxia) nos tecidos e células quando o corpo é irradiado com radiação ionizante tem um efeito protetor - o chamado efeito do oxigênio.

10 slides

Descrição do slide:

Distribuição e formas de oxigênio na natureza O oxigênio é o elemento mais comum da crosta terrestre sólida, da hidrosfera e dos organismos vivos. Seu Clarke na litosfera é de 47%, o Clarke na hidrosfera é ainda maior - 82% e na matéria viva - 70%. São conhecidos mais de 1.400 minerais contendo oxigênio, nos quais dezenas de elementos da tabela periódica são seus companheiros. O oxigênio é um elemento cíclico da classificação de V. I. Vernadsky, participa de numerosos ciclos de diversas escalas - desde os pequenos, dentro de uma paisagem específica, até os grandiosos, conectando a biosfera com centros de magmatismo. O oxigênio é responsável por aproximadamente metade da massa total da crosta terrestre e 89% da massa dos oceanos do mundo. Na atmosfera, o oxigênio representa 23% da massa e 21% do volume

11 slides

Descrição do slide:

Na superfície da Terra, as plantas verdes decompõem a água durante a fotossíntese e liberam oxigênio livre (O2) na atmosfera. Como observou Vernadsky, o oxigênio livre é o agente mais poderoso de todos os corpos químicos conhecidos na crosta terrestre. Portanto, na maioria dos sistemas da biosfera, por exemplo em solos, águas subterrâneas, fluviais e marítimas, o oxigênio atua como um verdadeiro ditador geoquímico, determinando a singularidade geoquímica do sistema e o desenvolvimento de reações oxidativas nele. Ao longo de bilhões de anos de história geológica, as plantas transformaram a atmosfera do nosso planeta em oxigênio, o ar que respiramos é feito de vida. O número de reações de oxidação que consomem oxigênio livre é enorme. Na biosfera, são principalmente de natureza bioquímica, ou seja, realizadas por bactérias, embora seja conhecida a oxidação puramente química. Em solos, lodos, rios, mares e oceanos, horizontes hídricos subterrâneos - onde quer que haja substâncias orgânicas e água, desenvolve-se a atividade de microrganismos que oxidam compostos orgânicos.

12 slides

Descrição do slide:

Na maioria das águas naturais contendo oxigênio livre - um forte agente oxidante, existem compostos orgânicos - fortes agentes redutores. Portanto, todos os sistemas geoquímicos com oxigênio livre estão em desequilíbrio e são ricos em energia livre. Quanto mais matéria viva no sistema, mais pronunciado é o desequilíbrio. Em todos os lugares da biosfera, onde águas que não contêm oxigênio livre (com ambiente redutor) encontram esse gás, surge uma barreira geoquímica de oxigênio, na qual se concentram Fe, Mn, S e outros elementos com a formação de minérios desses elementos. Anteriormente, o equívoco predominante era que à medida que se aprofunda na crosta terrestre, o ambiente se torna mais redutor, mas isso não corresponde totalmente à realidade. Na superfície da Terra, na paisagem, podem ser observadas condições fortemente oxidantes e redutoras. O zoneamento redox é observado em lagos - a fotossíntese se desenvolve na zona superior e são observadas saturação e supersaturação com oxigênio. Mas nas partes profundas do lago, nos lodos, ocorre apenas a decomposição de substâncias orgânicas. Abaixo da biosfera, na zona metamórfica, o grau de redução do ambiente muitas vezes diminui, como nas câmaras magmáticas. As condições mais redutoras da biosfera ocorrem em áreas de decomposição vigorosa de matéria orgânica, e não em profundidades máximas. Essas áreas são características tanto da superfície terrestre quanto dos aqüíferos.

Diapositivo 13

Descrição do slide:

Ciclo do oxigênio O oxigênio é o elemento mais abundante na Terra. A água do mar contém 85,82% de oxigênio, o ar atmosférico contém 23,15% em peso ou 20,93% em volume e a crosta terrestre contém 47,2% em peso. Essa concentração de oxigênio na atmosfera é mantida constante pelo processo de fotossíntese. Neste processo, as plantas verdes convertem dióxido de carbono e água em carboidratos e oxigênio quando expostas à luz solar. A maior parte do oxigênio está ligada; A quantidade de oxigênio molecular na atmosfera é estimada em 1,5 * 1015 m, o que representa apenas 0,01% do conteúdo total de oxigênio na crosta terrestre. Na vida natural, o oxigênio é de excepcional importância. O oxigênio e seus compostos são indispensáveis para a manutenção da vida.

Diapositivo 14

Descrição do slide:

Eles desempenham um papel vital nos processos metabólicos e na respiração. O oxigênio faz parte das proteínas, gorduras, carboidratos, a partir dos quais os organismos são “construídos”; O corpo humano, por exemplo, contém cerca de 65% de oxigênio. A maioria dos organismos obtém a energia necessária para desempenhar as suas funções vitais através da oxidação de certas substâncias com a ajuda do oxigénio. A perda de oxigênio na atmosfera como resultado dos processos de respiração, decomposição e combustão é compensada pelo oxigênio liberado durante a fotossíntese. O desmatamento, a erosão do solo e diversas minas de superfície reduzem a massa total da fotossíntese e reduzem o ciclo em grandes áreas. Junto com isso, uma poderosa fonte de oxigênio é, aparentemente, a decomposição fotoquímica do vapor d'água nas camadas superiores da atmosfera sob a influência dos raios ultravioleta do sol. Assim, na natureza, o ciclo do oxigênio ocorre continuamente, mantendo a constância da composição do ar atmosférico. Além do ciclo do oxigênio descrito acima de forma não ligada, esse elemento também completa o ciclo mais importante, fazendo parte da água. O ciclo da água (H2O) consiste na evaporação da água da superfície da terra e do mar, sua transferência por massas de ar e ventos, condensação de vapores e posterior precipitação na forma de chuva, neve, granizo e neblina.

1. A natureza química do oxigênio e do dióxido de carbono Oxigênio O papel do oxigênio na natureza e seu uso na tecnologia Monóxido de carbono (IV). 2. Participação do oxigênio e do dióxido de carbono nas trocas gasosas do corpo humano Pressão parcial do oxigênio e do dióxido de carbono Hemoglobina Variedades de hemoglobina em humanos. 3. Hipóxia. A influência da hipóxia no estado funcional de uma pessoa. 4. Métodos de estudo da função da respiração externa. Testes funcionais. 5. Estudo do estado da respiração externa em escolares com diversos graus de aptidão física. Fim >> Fim >> > Fim >>">

O oxigênio é o elemento mais abundante na Terra. No estado livre, o oxigênio molecular faz parte do ar, onde seu conteúdo é de 20,95% (em volume). O conteúdo da crosta terrestre é de 47,2% (em massa). O oxigênio é um componente importante de carboidratos, gorduras e proteínas. Existe na forma de duas modificações alotrópicas - oxigênio molecular (dioxigênio) e ozônio (trioxigênio). A molécula mais estável é o O2, que possui propriedades paramagnéticas. Em condições de laboratório, o oxigênio pode ser obtido das seguintes formas: A) Pela decomposição do sal Berthollet: 3KClO 3 = 2KCl + 3O 2 B) Pela decomposição do permanganato de potássio: 2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 C) Por aquecimento de nitratos de metais alcalinos (NaNO 3 , KNO 3); neste caso, apenas 1/3 do oxigênio neles contido é liberado no estado livre: 2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2 A principal fonte de produção industrial de oxigênio é o ar, que é queimado e depois fracionado. Primeiro, o nitrogênio é liberado (t ebulição = -195,8˚C), e o oxigênio quase puro permanece no estado líquido, pois seu ponto de ebulição é mais alto (-183˚C).Um método difundido para a produção de oxigênio é baseado na eletrólise de água. Propriedades físicas. Em condições normais, o oxigênio é um gás incolor, inodoro e insípido. Ponto de ebulição 183˚C, mais pesado que o ar, densidade 1,43 g/cm3. Em condições normais, 0,04 g de oxigênio se dissolve em 1 litro de água. Propriedades quimicas. Como elemento que ocupa lugar no canto superior direito da tabela periódica D.I. Mendeleev, o oxigênio tem propriedades não metálicas pronunciadas. Tendo seis elétrons no nível de energia externo, o átomo de oxigênio pode mover-se para a 8ª camada de elétrons extremamente preenchida (condição de máxima estabilidade química) adicionando 2 elétrons. Portanto, em reações com outros elementos (exceto flúor), o oxigênio apresenta propriedades exclusivamente oxidantes. O oxigênio forma compostos com todos os elementos químicos, exceto hélio, néon e argônio. Reage diretamente com a maioria dos elementos, exceto halogênios, ouro e platina. A taxa de reação, tanto com substâncias simples quanto com substâncias complexas, depende da natureza das substâncias, da temperatura e de outras condições. Um metal ativo como o césio inflama-se espontaneamente no oxigênio à temperatura ambiente. O oxigênio reage ativamente com o fósforo quando aquecido a 60˚С, com enxofre – até 250˚С, com hidrogênio – mais de 300˚С, com carbono (na forma de carvão e grafite) – em ˚С: 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 S + O 2 = SO 2 2H 2 + O 2 = 2H 2 O C + O 2 = CO 2 A combustão do hidrogênio em oxigênio ocorre por meio de um mecanismo em cadeia. Esta reação começa com a formação de partículas ativas instáveis - radicais livres que carregam elétrons desemparelhados: H 2 + O 2 = OH + OH (nucleação da cadeia) Os radicais OH reagem facilmente com a molécula de H 2: OH + H 2 = H 2 O + O átomo de hidrogênio H reage ainda mais com a molécula de O 2 para formar novamente o radical OH e um átomo de oxigênio, etc. Esses atos elementares contribuem para o desenvolvimento da cadeia. Quando substâncias complexas queimam em excesso de oxigênio, formam-se óxidos dos elementos correspondentes: 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 OCH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O Sulfeto de hidrogênioMetano C 2 H 5 OH + 3O 2 = 2CO 2 + 3H 2 O4FeS O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Etanol Pirita As reações consideradas são acompanhadas pela liberação apenas de calor e luz. Tais processos envolvendo oxigênio são chamados de combustão. Além do tipo de interação indicado, existem também aquelas que são acompanhadas pela liberação apenas de calor, mas sem luz. Estes incluem, em primeiro lugar, o processo de respiração.

Com a participação do oxigênio, ocorre um dos processos vitais mais importantes - a respiração. A oxidação de carboidratos, gorduras e proteínas com oxigênio serve como fonte de energia para os organismos vivos. No corpo humano, o teor de oxigênio é de 61% do peso corporal. Na forma de vários compostos, faz parte de todos os órgãos, tecidos e fluidos biológicos. Uma pessoa inala m3 de ar por dia. O oxigênio é amplamente utilizado em quase todos os ramos da indústria química: - na produção de ácidos nítrico e sulfúrico, - na síntese orgânica, - nos processos de torrefação de minérios. O processo de produção de aço é impossível sem oxigênio; a metalurgia utiliza mais de 60% de todo o oxigênio industrial. A combustão do hidrogênio em oxigênio é acompanhada pela liberação de energia significativa - quase 286 kJ/mol. Esta reação é usada para soldagem e corte de metais. O oxigênio líquido é usado para fazer misturas explosivas. A enorme demanda por oxigênio representa um sério problema ambiental para a humanidade preservar suas reservas na atmosfera. Até agora, a única fonte que reabastece a atmosfera com oxigênio é a atividade vital das plantas verdes. Portanto, é especialmente importante garantir que o seu número na Terra não diminua.

O CO 2 (dióxido de carbono) tem uma estrutura linear. As ligações na molécula são formadas por quatro pares de elétrons. Na molécula de monóxido de carbono (IV), ocorre a hibridização sp. Os dois orbitais de carbono hibridizados sp formam duas ligações sigma com os átomos de oxigênio, e os orbitais p de carbono não hibridados restantes formam ligações pi com os dois orbitais p dos átomos de oxigênio, que estão localizados em planos perpendiculares entre si. O que foi dito acima explica a estrutura linear do CO 2. O CO2 é formado durante a decomposição térmica dos carbonatos. Na indústria, o CO2 é obtido pela queima de calcário: CaCO 3 = CaO + CO 2 No laboratório, pode ser obtido pela ação de ácidos diluídos sobre carbonatos: CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Em condições normais condições, o CO 2 é um gás incolor 1,5 vezes mais pesado que o ar. Solúvel em água (a 0 ˚С 1,7 l CO 2 em 1 l H 2 O). À medida que a temperatura aumenta, a solubilidade do CO 2 diminui muito e seu excesso é retirado da solução em forma de bolhas, formando espuma. Esta propriedade é usada para fazer refrigerantes. Quando fortemente resfriado, o CO 2 cristaliza na forma de uma massa branca semelhante à neve, que, quando comprimida, evapora muito lentamente, diminuindo a temperatura ambiente. Isso explica seu uso como “gelo seco”. Não suporta a respiração, mas serve como fonte de nutrição para as plantas verdes (fotossíntese). A propriedade do CO 2 de não suportar a combustão é utilizada em dispositivos de combate a incêndio. Em altas temperaturas, o monóxido de carbono (IV) pode reagir com metais cuja afinidade pelo oxigênio é maior que a do próprio carbono (por exemplo, com magnésio): CO 2 + 2Mg = 2MgO + C Quando o CO 2 é dissolvido em água, sua parcial ocorre interação, levando à formação de ácido carbônico H 2 CO 3.

Os alvéolos dos pulmões são invaginações hemisféricas das paredes dos ductos alveolares e dos bronquíolos respiratórios. O diâmetro dos alvéolos é µm. O número de alvéolos em um pulmão humano é em média 400 milhões (com variações individuais significativas). A maior parte da superfície externa dos alvéolos está em contato com os capilares da circulação pulmonar. A área total desses contatos é grande - cerca de 90 m2.O sangue é separado do ar alveolar pela chamada membrana pulmonar, composta por células endoteliais, duas membranas principais, epitélio alveolar escamoso e uma camada de sufocante. A espessura da membrana pulmonar é de apenas 0,4 - 1,5 mícrons. As trocas gasosas nos pulmões ocorrem como resultado da difusão do oxigênio do ar alveolar para o sangue (cerca de 500 litros por dia) e do dióxido de carbono do sangue para o ar alveolar (cerca de 430 litros por dia). A difusão ocorre devido à diferença na pressão parcial desses gases no ar alveolar e na sua tensão no sangue. A pressão parcial do gás em uma mistura de gases é proporcional à porcentagem do gás e à pressão total da mistura. Não depende da natureza do gás. Portanto, com pressão de ar seco de 760 mmHg. a pressão parcial do oxigênio é de aproximadamente 21%, ou seja, 159 mmHg. Ao calcular a pressão parcial do ar alveolar, deve-se levar em consideração que ele está saturado com vapor d'água, cuja pressão parcial à temperatura corporal é de 47 mm Hg. Portanto, a pressão parcial dos gases é responsável por 760 – 47 = 713 mmHg. Se o teor de oxigênio no ar alveolar for 14%, sua pressão parcial será de 99,8 mmHg. (cerca de 100mmHg). Com um teor de dióxido de carbono de 5,5%, a pressão parcial corresponde a 39,2 mmHg (cerca de 40 mmHg). A pressão parcial de oxigênio e dióxido de carbono no ar alveolar é a força com a qual as moléculas desses gases se esforçam para penetrar na membrana alveolar até o sangue. No sangue, os gases estão dissolvidos (livres) e quimicamente ligados. Apenas moléculas de gás dissolvidas participam da difusão. A quantidade de gás que se dissolve em um líquido depende de: 1) A composição do líquido, 2) O volume e a pressão do gás acima do líquido, 3) A temperatura do líquido, 4) A natureza do gás que está sendo estudado. Quanto maior a pressão de um determinado gás e quanto menor a temperatura, mais gás se dissolve no líquido. A uma pressão de 760 mmHg. e a uma temperatura de 38 °C, 2,2% de oxigênio e 5,1% de dióxido de carbono se dissolvem em 1 ml de sangue. A dissolução de um gás em um líquido continua até que ocorra um equilíbrio dinâmico entre o número de moléculas de gás que se dissolvem e escapam para o meio gasoso. A força com a qual as moléculas de um gás dissolvido tendem a escapar para o meio gasoso é chamada de tensão do gás no líquido. Assim, em equilíbrio, a tensão do gás é igual à pressão parcial do gás acima do líquido. Se a pressão parcial de um gás for superior à sua voltagem, o gás se dissolverá. Se a pressão parcial de um gás for inferior à sua voltagem, o gás deixará a solução para o ambiente gasoso. A permeabilidade da membrana pulmonar ao gás é expressa pela capacidade de difusão dos pulmões. Esta é a quantidade de gás que penetra na membrana pulmonar em 1 minuto por 1 mmHg. Gradiente de pressão. A capacidade de difusão dos pulmões é proporcional à espessura da membrana. Normalmente, a capacidade de difusão de oxigênio dos pulmões é de cerca de 25 ml/min mmHg. Para o dióxido de carbono, devido à alta solubilidade desse gás na membrana pulmonar, a capacidade de difusão é 24 vezes maior. A pressão parcial e a tensão do oxigênio e do dióxido de carbono nos pulmões são mostradas na tabela. Pressão parcial e tensão de oxigênio e dióxido de carbono nos pulmões (mmHg) A difusão do oxigênio é garantida por uma diferença de pressão parcial de cerca de 60 mmHg, e do dióxido de carbono - apenas cerca de 6 mmHg. O tempo de fluxo sanguíneo através dos capilares do pequeno círculo (em média 0,7 s) é suficiente para a equalização quase completa da pressão parcial e da tensão dos gases: o oxigênio se dissolve no sangue e o dióxido de carbono passa para o ar alveolar com uma relativa pequena diferença de pressão devido à alta capacidade de difusão dos pulmões para este gás Gases Sangue venoso Ar alveolar Sangue arterial O2O CO

A hemoglobina é o principal componente dos glóbulos vermelhos e garante a função respiratória do sangue, sendo uma enzima respiratória. Está localizado dentro dos glóbulos vermelhos, e não no plasma sanguíneo, o que: A) Proporciona uma diminuição na viscosidade do sangue (dissolver a mesma quantidade de hemoglobina no plasma aumentaria várias vezes a viscosidade do sangue e impediria drasticamente o funcionamento do coração e circulação sanguínea); B) Reduz a pressão onocótica plasmática, evitando a desidratação tecidual; C) Evita que o corpo perca hemoglobina devido à sua filtração nos glomérulos dos rins e excreção na urina. De acordo com a sua estrutura química, a hemoglobina é uma cromoproteína. Consiste na proteína globina e no grupo protético heme. Uma molécula de hemoglobina contém uma molécula de globina e 4 moléculas de heme. O heme contém um átomo de ferro capaz de se ligar e doar uma molécula de O2, ao mesmo tempo que a valência do ferro não muda, ou seja, permanece divalente. O ferro faz parte de todas as enzimas respiratórias nos tecidos. Um papel tão importante do ferro na respiração é determinado pela estrutura de seu átomo - um grande número de elétrons livres, a capacidade de formar complexos e participar de reações de oxidação-redução. O sangue de homens saudáveis contém uma hemoglobina média de 145 g/l com flutuações de 130 a 160 g/l. No sangue das mulheres existe cerca de 130 g/l com flutuações de 120 a 140 g/l. Na clínica, muitas vezes é determinado um indicador de cor - a saturação relativa dos glóbulos vermelhos com hemoglobina. Normalmente é 0,8-1. Os glóbulos vermelhos com este indicador são chamados normocrômicos. Se o indicador for maior que 1, os glóbulos vermelhos são chamados de hipercrômicos e, se forem menores que 0,8, são chamados de hipocrômicos. A hemoglobina é sintetizada pelos eritroblastos e normoblastos da medula óssea. Quando os glóbulos vermelhos são destruídos, a hemoglobina, após a eliminação do heme, é convertida no pigmento biliar bilirrubina. Este último entra no intestino com a bile, onde é convertido em estercobilina e urobilina, excretados nas fezes e na urina. Durante o dia, cerca de 8 g de hemoglobina são destruídos e convertidos em pigmentos biliares, ou seja, cerca de 1% da hemoglobina do sangue.

Nas primeiras 7 a 12 semanas de desenvolvimento intrauterino do embrião, seus glóbulos vermelhos contêm hemoglobina primitiva. Na 9ª semana, a hemoglobina fetal aparece no sangue do embrião e a hemoglobina adulta aparece antes do nascimento. Durante o primeiro ano de vida, a hemoglobina fetal é quase completamente substituída pela hemoglobina adulta. É muito significativo que a Hb fetal tenha maior afinidade pelo O 2 do que a hemoglobina adulta, o que permite que ela seja saturada com menor tensão de oxigênio. O heme de diferentes hemoglobinas é o mesmo, mas as globinas diferem em sua composição e propriedades de aminoácidos. Normalmente, a hemoglobina está contida na forma de 3 compostos fisiológicos. A hemoglobina, à qual foi adicionado oxigênio, se transforma em oxiemoglobina - HbO 2. Este composto tem cor diferente da hemoglobina, então o sangue arterial tem uma cor escarlate brilhante. A oxiemoglobina que liberou oxigênio é chamada de reduzida ou desoxihemoglobina (Hb). É encontrada no sangue venoso, que é de cor mais escura que o sangue arterial. Além disso, o sangue venoso contém um composto de hemoglobina com dióxido de carbono - carbohemoglobina, que transporta CO 2 dos tecidos para os pulmões. A hemoglobina e a oxiemoglobina absorvem raios de luz de diferentes comprimentos, o que serviu de base para o método de avaliação da saturação de oxigênio no sangue - a oxihemometria. Segundo esse método, a aurícula ou cubeta com sangue é iluminada com uma lâmpada elétrica e a saturação da hemoglobina com oxigênio é determinada por meio de uma fotocélula. A hemoglobina tem a capacidade de formar eventos patológicos. Um deles é a carboxiemoglobina - um composto de hemoglobina com monóxido de carbono (HbCO). A afinidade da hemoglobina de ferro pelo CO 2 excede sua afinidade pelo O 2, portanto, mesmo 0,1% de CO no ar leva à conversão de 80% da hemoglobina em HbCO, que é incapaz de anexar oxigênio, o que é fatal. O envenenamento leve por monóxido de carbono é um processo reversível. Ao respirar ar fresco, o CO é gradualmente eliminado. A inalação de oxigênio puro aumenta a taxa de degradação da HbCO em 20 vezes. A metemoglobina Me (Hb), também um composto patológico, é a hemoglobina oxidada, na qual, sob a influência de fortes agentes oxidantes (ferricianeto, permanganato de potássio, nitrito de amila e propila, anilina, sal de Berthollet, fenacetina), o ferro heme é convertido de divalente para trivalente. Quando grandes quantidades de metemoglobina se acumulam no sangue, o transporte de oxigênio para os tecidos é interrompido e pode ocorrer a morte. Mioglobina. O músculo esquelético e o miocárdio contêm hemoglobina muscular, chamada mioglobina. Seu grupo protético é idêntico à hemoglobina do sangue, e a parte proteica - globina - tem peso molecular menor. A mioglobina humana liga até 14% da quantidade total de oxigênio no corpo. Esta propriedade desempenha um papel importante no fornecimento de músculos em atividade. Quando os músculos se contraem, os capilares sanguíneos são comprimidos e o fluxo sanguíneo diminui ou para. Porém, devido à presença de oxigênio ligado à mioglobina, o fornecimento de oxigênio às fibras musculares é mantido por algum tempo.

A hipóxia é uma condição patológica caracterizada pela redução da tensão de oxigênio nas células e tecidos do corpo. As razões que determinam o desenvolvimento da falta de oxigênio são diferentes, portanto as próprias condições hipóxicas são heterogêneas em termos do mecanismo fisiológico de desenvolvimento. Isso determinou a necessidade de classificar a hipóxia, entre as quais existem quatro formas principais: - hipóxica, - circulatória, - hermica, - histotóxica. A diminuição da pressão parcial de oxigênio no ar inspirado leva ao desenvolvimento de hipoxemia arterial, que é o gatilho para o desenvolvimento de um estado hipóxico, causando pelo menos três conjuntos interligados de fenômenos. Em primeiro lugar, sob a influência da hipoxemia, ocorre um aumento reflexo da tensão na função dos sistemas especificamente responsáveis pelo transporte do oxigênio do meio ambiente e sua distribuição no corpo, ou seja, hiperventilação dos pulmões, aumento da minuto volume de circulação sanguínea, dilatação dos vasos sanguíneos no cérebro e no coração, constrição dos vasos sanguíneos na cavidade abdominal e nos músculos. Em segundo lugar, desenvolve-se a ativação dos sistemas adrenérgico e pituitário-adrenal, ou seja, a resposta ao estresse. Este componente inespecífico de adaptação desempenha um papel na mobilização do sistema circulatório e na respiração externa, mas, ao mesmo tempo, uma reação de estresse excessivamente pronunciada devido ao efeito catabólico pode levar a uma quebra dos processos adaptativos no corpo. O principal elo na patogênese do estado hipóxico é a deficiência de energia associada à transição do metabolismo para uma via anaeróbica menos benéfica energeticamente e uma violação do acoplamento dos processos de oxidação e fosforilação. O processo de oxidação mútua - fosforilação dos transportadores de elétrons na cadeia respiratória das mitocôndrias é interrompido. Após a interrupção do potencial redox dos transportadores pelo elétron, a fosforilação oxidativa, a geração de energia e o processo de acumulação de energia nas ligações de alta energia do ATP e do fosfato creat são reduzidos. Ao limitar a ressíntese do ATV nas mitocôndrias, a hipóxia aguda causa depressão direta das funções de vários sistemas do corpo, principalmente do sistema nervoso central, miocárdio e fígado. Em órgãos que trabalham intensamente, ocorre um aumento na degradação do glicogênio, ocorrem fenômenos distróficos e o “débito de oxigênio” do corpo aumenta. As alterações resultantes são ainda mais intensificadas sob a influência de produtos metabólicos suboxidados. O quadro observado de hipóxia hipóxica depende da diminuição da pressão parcial de oxigênio no ar inspirado. A partir de uma altitude de 1.000 m, observa-se um aumento da ventilação pulmonar, inicialmente devido ao aumento da profundidade da respiração, e a uma altitude superior a 2.000 m, a hiperventilação dos pulmões também é causada pelo aumento da frequência respiratória. . Nesse caso, a profundidade da respiração pode diminuir devido ao aumento do tônus dos músculos respiratórios e à elevação do diafragma, ao aumento do volume residual e à diminuição do volume de reserva expiratório, que é avaliado subjetivamente como um sensação de inchaço no peito. Em altitudes acima de 3.000 m, a hiperventilação leva à hipocapnia, que pode levar à respiração periódica e à diminuição da hiperventilação pronunciada. Como resultado do efeito direto da redução da pressão parcial de oxigênio na musculatura lisa dos vasos pulmonares e da liberação de substâncias biologicamente ativas, a pressão arterial pulmonar aumenta. O aumento da pressão da artéria pulmonar é um fator que determina o aumento do fluxo sanguíneo através das estruturas de troca gasosa dos pulmões. Nesse caso, o estreitamento da luz dos pequenos vasos pulmonares determina o suprimento sanguíneo uniforme para várias partes dos pulmões e o aumento de sua capacidade de difusão. Paralelamente às alterações do aparelho respiratório externo, ocorre aumento do volume minuto do fluxo sanguíneo, principalmente devido à taquicardia transitória, a partir de uma altitude de 2.510 m, e em pessoas com distúrbio do aparelho cardiorrespiratório - redução da resistência física de uma altitude de 1500 m. Na gênese da taquicardia, o mecanismo desencadeante são reflexos dos quimiorreceptores da região sinocarótida e vascular aórtica, aos quais se unem influências adrenérgicas associadas à fase de mobilização da resposta ao estresse e realizadas através dos receptores adrenérgicos do miocárdio. O quadro clínico da hipóxia hipóxica é influenciado por maiores aumentos na frequência cardíaca durante a realização de trabalho físico leve ou durante um teste ortostático. O mais sensível à deficiência de oxigênio é o sistema nervoso central, a partir do qual se observam as seguintes alterações nas funções psicológicas superiores: - aumenta o nível de excitabilidade emocional, - diminui o pensamento crítico, - as reações finamente coordenadas diminuem. Em altitudes de m, são observadas disfunções do analisador visual e auditivo, a atividade mental diminui e a memória operacional e de curto prazo é prejudicada. Em grandes altitudes, esses fenômenos são acompanhados de peso na cabeça, sonolência, dor de cabeça, fraqueza e náusea. O desenvolvimento destes sintomas é geralmente precedido de euforia. A exposição de curta duração à hipóxia moderada pode ter um efeito estimulante no desempenho físico e mental, mas permanecer mais de 30 minutos em altitudes já pode levar à diminuição do desempenho físico e mental com funcionamento excessivo do sistema cardiorrespiratório. Assim, já no primeiro dia de permanência a 3.000 m de altitude, o desempenho físico máximo pode diminuir de 20 a 45%, dependendo da estabilidade individual e da hipóxia. Portanto, o trabalho físico, mesmo de baixa intensidade, sob condições hipóxicas, pode ser avaliado pelo corpo como trabalho de potência submáxima ou máxima e, portanto, leva rapidamente à fadiga e ao esgotamento das capacidades de reserva do corpo.

Na complexa estrutura dos processos adaptativos-compensatórios que se desenvolvem no corpo humano aos efeitos hipóxicos, Meyerson F.Z. identificaram 4 níveis de mecanismos coordenados entre si: 1. Mecanismos cuja mobilização pode garantir um fornecimento suficiente de oxigênio ao corpo, apesar de sua deficiência no meio ambiente (hiperventilação, hiperfunção miocárdica, garantindo o volume da circulação pulmonar; e um aumento correspondente na capacidade de oxigênio do sangue). 2. Mecanismos que permitem um fornecimento suficiente de oxigênio ao cérebro, coração e outros órgãos vitais, apesar da hipóxia (reduzindo a distância de difusão do oxigênio entre a parede capilar e as mitocôndrias das células devido à formação de novos capilares e aumentando a permeabilidade das membranas celulares; aumento da capacidade das células de utilizar oxigénio devido a um aumento na concentração de mioglobina; facilitação da dissociação da oxiemoglobina). 3. Aumento da capacidade das células e tecidos de utilizar oxigênio no sangue e formar ATP, apesar de sua deficiência (aumento da afinidade da citocromo oxidase, mitocôndrias recém-formadas, aumento do acoplamento da oxidação com a fosforilação). 4. Aumento da ressíntese anaeróbica de ATP devido à ativação da glicólise. É necessário levar em conta as capacidades limitadas desses mecanismos, cujo elemento limitante são as reservas limitadas de sistemas funcionais. Assim, a eficiência da respiração externa diminui drasticamente quando o volume minuto de respiração excede 45 l/min; as capacidades hemodinâmicas são limitadas pela reserva cronotrópica e inotrópica do miocárdio. A importância limitante dos sistemas de reserva do organismo revela-se especialmente claramente em situações de sua deficiência (doenças do aparelho cardiorrespiratório, atividade física intensa, etc.), quando síndromes de desadaptação (cefaleia aguda, edema pulmonar de altitude, distrofia miocárdica focal) podem desenvolver mesmo quando permanece em uma altitude relativamente baixa (m). Se as capacidades de reserva dos sistemas fisiológicos permitem manter as funções vitais do corpo no nível adequado, então gradualmente outros mecanismos são ligados aos mecanismos de mobilização, visando a formação de uma adaptação sustentável a longo prazo. A fase de resposta urgente à hipóxia é substituída por uma fase transitória. No estágio de transição, a deficiência de compostos de alta energia nas células que desempenham uma função aumentada e estão expostas à hipóxia causa a ativação da síntese de ácidos nucléicos e proteínas. Esta activação da síntese proteica cobre uma gama invulgarmente ampla de órgãos e sistemas e resulta na formação de uma extensa pegada estrutural sistémica de adaptação. Assim, a ativação da síntese de ácidos nucléicos e proteínas na medula óssea torna-se a base para a proliferação de células eritróides, no tecido pulmonar leva à hipertrofia do tecido pulmonar e ao aumento de sua superfície respiratória. A ativação da síntese protéica adaptativa no miocárdio leva a um aumento no poder de regulação adrenérgica do coração, a um aumento significativo na concentração de mioglobina, na capacidade do leito coronário e, em geral, a um aumento no poder de o sistema de fornecimento de energia do coração. Na fase de transição, os mecanismos passam a funcionar ativamente, garantindo um aumento na capacidade dos tecidos e células de utilizar o oxigênio do sangue e formar ATP, apesar de sua deficiência (aumento do potencial redox das enzimas respiratórias dos tecidos, aumento do número de mitocôndrias, grau de oxidação e fosforilação de substratos). Há também um aumento na intensidade dos processos anaeróbicos e dos processos de neutralização de produtos metabólicos suboxidados, como glicólise, gliconeogênese e desvio das ligações limitantes do ciclo do ácido tricarboxílico. Um novo nível de regulação hormonal dos sistemas fisiológicos do corpo está se formando, levando à diminuição do metabolismo basal e ao aproveitamento mais econômico do oxigênio pelos tecidos.

Os indicadores de ventilação pulmonar são divididos (condicionalmente) em valores anatômicos. Eles dependem de sexo, idade, peso, altura. Uma avaliação correta do estado funcional do aparelho respiratório externo só é possível comparando os indicadores absolutos com os chamados valores próprios - os valores correspondentes para uma pessoa saudável da mesma idade, peso, sexo, altura. Existem volumes e capacidades pulmonares. 1) Volumes pulmonares: - volume corrente (profundidade da respiração); - volume de reserva inspiratório (ar adicional); - volume expiratório de reserva (ar de reserva); - volume residual (ar residual) 2) Capacidades pulmonares: - capacidade vital dos pulmões (soma do volume corrente do volume de reserva de inspiração e expiração); - capacidade pulmonar total (soma da capacidade pulmonar vital e volume residual); - capacidade residual funcional (soma do volume residual e do volume de reserva expiratório) - capacidade inspiratória (soma do volume de reserva corrente e inspiratório). A função da respiração externa é estudada por meio de dispositivos fechados e abertos. Em um método fechado de estudo das trocas gasosas (espirografia), são utilizados espirógrafos domésticos das fábricas de equipamentos médicos de Kiev e Kazan. Nos aparelhos do tipo fechado, o sujeito inspira o ar do aparelho e ali exala, ou seja, o trato respiratório e o aparelho formam um sistema fechado. Existe um absorvedor de dióxido de carbono ao longo do caminho do ar exalado. Uma curva de registro da respiração – um espirograma – é gravada em uma fita de papel móvel. É utilizado para determinar a frequência e profundidade da respiração, volume minuto, capacidade vital dos pulmões e suas frações, absorção de oxigênio por unidade de tempo e calcular parâmetros respiratórios e metabolismo basal. O estudo pode ser realizado respirando o ar atmosférico e o oxigênio. Uma condição necessária é a familiarização preliminar com a natureza do estudo (treinamento respiratório em espirógrafo, bolsa de Douglas). Os resultados podem ser considerados confiáveis se a conexão do sistema não alterar o padrão respiratório natural. Um método aberto para estudar as trocas gasosas (método Douglas e Holden). Nos dispositivos do tipo aberto, o sujeito inala o ar atmosférico de fora através de uma caixa de válvula. O ar exalado entra em uma bolsa Douglas (bolsa plástica ou borracha com capacidade para litros) ou em um medidor de gás que determina continuamente o volume de ar exalado. A conexão ao sistema é feita simultaneamente com o acionamento do cronômetro. O ar coletado na bolsa Douglas é misturado mecanicamente e levado para análise. O ar restante passa por um relógio de gás para determinar o volume de ar exalado. Este último, dividido pelo número de minutos do estudo, é dado de acordo com tabelas especiais para condições normais (pressão barométrica 760 mm Hg e temperatura 0 ˚C). O valor resultante é o volume minuto de respiração. A análise de uma amostra de ar exalado em uma análise de gases (aparelho Holden) permite determinar a porcentagem de absorção de oxigênio e liberação de dióxido de carbono. Usando tabelas especiais, eles calculam a utilização de oxigênio nos pulmões, a liberação de dióxido de carbono, o coeficiente respiratório e a taxa metabólica basal. Os sistemas abertos também incluem o dispositivo Belau, que permite registrar continuamente o conteúdo de oxigênio e dióxido de carbono no ar exalado. Pneumografia. Método para estudar os movimentos respiratórios do tórax. A curva respiratória (pneumograma) é registrada por meio de um manguito de borracha, que é colocado no tórax e conectado à cápsula de Marey e a um dispositivo de escrita. Sensores piezoelétricos também se difundiram, convertendo movimentos mecânicos do tórax em corrente elétrica. Nesse caso, o pneumograma é registrado por meio de um osciloscópio. O método pneumográfico permite determinar a frequência e o ritmo da respiração, alterações nas fases do ciclo respiratório. Normalmente, a proporção entre a duração da inspiração e da expiração é de 1: 1,2 e 1,5. Recomenda-se realizar o registro do pneumograma em longo prazo, se possível, quando o paciente estiver calmo. O método pneumográfico é amplamente utilizado para estudar a respiração em crianças pequenas, embora o uso de estudos abertos e fechados de trocas gasosas nessa idade seja difícil. Pneumotacometria. Método para medir a potência de inspiração e expiração forçada. Usado para avaliar a resistência das vias aéreas (permeabilidade brônquica). O sensor do pneumotacômetro é um tubo de metal com diafragma. A diferença de pressão que ocorre quando o ar passa pelos orifícios do diafragma é medida com um manômetro especial. O sujeito é solicitado a colocar a ponta do tubo na boca e expirar de forma extremamente rápida e profunda. Então, após um breve descanso e abrir a torneira, respira-se rapidamente. A seta do aparelho mostra a potência do fluxo de ar em litros por segundo. As medições são feitas três vezes, o maior resultado é levado em consideração. Significado clínico. Nas doenças acompanhadas de obstrução brônquica prejudicada (pneumonia crônica, asma brônquica), costuma-se observar diminuição da potência de saída forçada e, em menor grau, de inalação. Volume corrente. (DO) – volume de ar inspirado e expirado durante cada ciclo respiratório. É determinado dividindo o volume minuto e a frequência respiratória pelo número de respirações por minuto. O valor do DO depende da idade, do desenvolvimento físico e da capacidade vital dos pulmões. O estudo do volume corrente e da frequência respiratória permite avaliar objetivamente a natureza da ventilação pulmonar. A respiração profunda e rara cria melhores condições para as trocas gasosas pulmonares. A respiração frequente e superficial, pelo contrário, é ineficaz devido ao papel crescente do “espaço prejudicial” (o ar que enche o trato respiratório e não participa das trocas gasosas) e à ventilação desigual de diferentes partes dos pulmões. Na infância, há labilidade significativa dos parâmetros respiratórios externos e, em primeiro lugar, da frequência e profundidade da respiração. A respiração de uma criança desde tenra idade é frequente e superficial. Com a idade, a respiração das crianças torna-se menos frequente (de 48 a 17 respirações por minuto) e o volume corrente aumenta (de 30 ml com um mês de idade para 275 ml aos 15 anos - dados médios segundo N.A. Shalkova). Significado clínico. O valor do volume respiratório em combinação com a frequência respiratória é de importância prática. Assim, na pneumonia aguda e nas doenças respiratórias crônicas (pneumosclerose difusa bilateral, pneumofibrose), o volume corrente diminui, enquanto a frequência respiratória aumenta. Uma diminuição no volume respiratório é observada em pacientes com insuficiência circulatória grave, congestão pulmonar grave, rigidez torácica e inibição do centro respiratório. O volume de reserva inspiratório é o volume máximo de ar que pode ser inalado após uma inspiração silenciosa. Determinado por espirograma. Após uma inspiração calma, o sujeito é solicitado a respirar o mais profundamente possível; após um segundo, o registro da inspiração máxima é repetido. A altura da onda de inspiração máxima é medida. A altura do pico de inspiração máxima é medida a partir do nível de inspiração silenciosa. De acordo com a escala do espirógrafo, é feita a conversão para mililitros. Em crianças, o volume de reserva varia dentro de uma ampla faixa de ml. O volume de reserva expiratório é o volume máximo de ar que pode ser expirado após uma expiração silenciosa. Após uma expiração calma, pede-se ao sujeito que expire o máximo possível em um espirômetro ou espirógrafo. O tamanho do pico de expiração máxima é medido desde o nível de expiração silenciosa até o topo da onda e recalculado em mililitros. A quantidade de volume de reserva expiratório em crianças varia dentro de ml, totalizando aproximadamente 20-25% da capacidade vital dos pulmões. Significado clínico. Observa-se uma diminuição significativa nos volumes de reserva de inspiração e expiração com diminuição da elasticidade do tecido pulmonar, asma brônquica e enfisema. O significado prático do volume de reserva de inspiração e expiração devido à variabilidade individual significativa é insignificante. A capacidade vital (CV) é a quantidade máxima de ar que pode ser exalada após uma inspiração máxima. É medido usando um espirômetro ou espirógrafo. O valor da capacidade vital aumenta com a idade. De acordo com N.A. Shalkova, os dados médios na idade de 4-6 anos são 1100 – 1200 ml, aumentando ao longo dos anos para ml. Os meninos têm maior CV do que as meninas. Recomenda-se avaliar a capacidade vital do sujeito em comparação com a capacidade vital pretendida dos pulmões (CV). Várias fórmulas foram propostas para determinar a capacidade vital dos pulmões a longo prazo: VEL = (27,63-0,112 · idade) · altura em pé (para homens); ou (21,78-0,101 · idade) · altura em pé (para mulheres). Segundo Anthony: VEL = taxa metabólica basal adequada · 2,3 (para mulheres) ou 2,6 (para homens). O valor assim obtido é então multiplicado por um fator de correção de 1,21. Uma diminuição da capacidade vital abaixo de 80% do valor adequado é considerada um fenômeno patológico. Significado clínico. Observa-se diminuição da capacidade vital em crianças com pneumonia aguda e doenças respiratórias crônicas. Ela progride à medida que a insuficiência respiratória aumenta. A capacidade vital diminui com doenças do sistema cardiovascular, com mobilidade limitada do tórax e do diafragma. A medição repetida da capacidade vital ao longo do tempo é essencial. Nas crianças, a capacidade vital aumenta durante a prática de esportes.

A capacidade pulmonar total (CPT) é a quantidade de ar nos pulmões após inspiração máxima. Calculado após determinação do volume residual e capacidade vital dos pulmões. Depende dos volumes pulmonares constituintes. O TLC aumenta com a idade nas crianças. Para determinar a capacidade vital total adequada dos pulmões (VLC), propõe-se proceder a partir do valor da VLC adequada. Segundo Anthony: DOGEL é igual a DJEL multiplicado por 1,32. São permitidas flutuações desses valores médios em ± 15-20%. Significado clínico. Uma diminuição acentuada do TEL é observada na fibrose pulmonar difusa e, em menor grau, é expressa na pneumosclerose e na insuficiência cardíaca. Sob a influência das atividades esportivas, o BEL nas crianças aumenta. Ventilação pulmonar. O volume respiratório minuto (MRV) é a quantidade de ar ventilado nos pulmões por minuto. Pode ser medido respirando em uma bolsa de Douglas, em um relógio de gás ou em um espirograma. O espirograma determina a soma dos movimentos respiratórios durante 3-5 minutos e depois calcula o valor médio por minuto. MOD em condições metabólicas basais (em repouso, deitado, com o estômago vazio) é um valor relativamente constante. O valor médio de MOD em crianças saudáveis aumenta de 2.000 ml com 1 ano de idade para 5.000 ml aos 15 anos. MOD em crianças em ml por 1 m2 de superfície corporal diminui com a idade de 7.800 ml com 1 ano de idade para 3.750 ml aos 15 anos. Para avaliar a adesão à ressonância magnética, propõe-se o cálculo do equivalente respiratório (ER), que expressa a quantidade de litros de ar que devem ser ventilados para utilizar 100 ml de oxigênio. DE é igual ao MOD real dividido pelo consumo adequado de oxigênio multiplicado por 10. Quanto maior o DE, mais intensa é a ventilação pulmonar e menos eficiente é a função respiratória. A alta frequência e a profundidade respiratória em crianças pequenas causam menor eficiência da função respiratória em comparação com crianças mais velhas. Isto provoca uma diminuição gradual da DE com a idade das crianças (em média de 3,8 aos 5 meses para 2,4 aos 15 anos). Significado clínico. Observa-se aumento da MOP (hiperventilação) devido à excitação do centro respiratório, aumento da necessidade de oxigênio do organismo e deterioração das condições de troca gasosa pulmonar: diminuição da superfície respiratória dos pulmões, dificuldade de difusão de oxigênio, etc Observa-se diminuição da MOP (hipoventilação) devido à depressão do centro respiratório, diminuição da elasticidade do tecido pulmonar e limitação da mobilidade dos pulmões (derrame pleural, pneumotórax, etc.). ) A determinação da MOP durante a atividade física é de grande importância para a identificação de formas precoces (latentes) de insuficiência respiratória. Em caso de insuficiência respiratória, a transição da respiração aérea para a respiração oxigenada é frequentemente acompanhada por uma diminuição da MVR, o que não é observado em indivíduos saudáveis. Ventilação pulmonar máxima (VVM) (limite respiratório, volume minuto máximo, capacidade respiratória máxima) é a quantidade máxima de ar que pode ser ventilada em um minuto. O MVL é determinado usando relógio de gás, bolsa de Douglas e espirografia direta. Na infância, o método mais comum para determinar o MVL é a respiração forçada voluntária por 15 segundos (uma hiperventilação mais longa leva ao aumento da liberação de dióxido de carbono do corpo e à hipocapnia). Através do espirograma, a soma dos valores dos dentes (em milímetros) é calculada e, de acordo com a escala do espirógrafo, convertida para mililitros. A quantidade medida de ar exalado diminui em 4. O MVL é determinado na posição sentada, várias vezes, de preferência ao longo de vários dias. Ao repetir estudos, o maior valor é levado em consideração. O MVL em crianças aumenta com a idade de 42 anos aos 6-8 anos para 80 litros por ano. Significado clínico. Uma diminuição na MVL é observada em doenças acompanhadas por uma diminuição na complacência pulmonar, obstrução brônquica prejudicada e insuficiência cardíaca. Troca gasosa pulmonar. Absorção de oxigênio (PO 2) – a quantidade de oxigênio absorvido por minuto. É determinado pelo método espirográfico de estudo da função da respiração externa seja pelo nível da inclinação do espirograma (em aparelhos sem fornecimento automático de oxigênio) ou pela curva de registro do suprimento de oxigênio (em dispositivos com fornecimento automático de oxigênio - o espirograma é gravado horizontalmente). Levando em consideração a escala do espirógrafo e a velocidade de movimento do papel, calcula-se a quantidade de oxigênio absorvido por minuto. O consumo de oxigênio aumenta com a idade. Em crianças de 1 ano é em média 60 ml, em crianças - 200 ml por minuto. A determinação da PO 2 é realizada em condições metabólicas basais. Ao dividir a taxa metabólica basal necessária por 7,07, obtém-se o valor necessário de PO 2. Um desvio do valor médio necessário de ± 20% é aceitável. Significado clínico. Observa-se aumento da PO 2 com aumento dos processos oxidativos no organismo e com aumento da ventilação pulmonar. Com a atividade física, a PO 2 aumenta. Observa-se diminuição da PO 2 na insuficiência cardíaca e pulmonar, com aumento significativo da ventilação minuto. O fator de utilização de oxigênio (ICO) é o número de ml de oxigênio absorvido em 1 litro de ar ventilado. É calculado dividindo a quantidade de oxigênio absorvido por minuto pelo valor MOD (em l). A determinação é feita pelo mesmo espirograma, no mesmo período de tempo. Use os valores reais de MOD e PO 2 determinados à temperatura ambiente. O valor do IC aumenta com a idade das crianças, de 20 ml no primeiro ano de vida para 36 ml aos 15 anos. Significado clínico. Uma diminuição no IC indica deterioração e diminuição da eficiência da ventilação pulmonar e interrupção dos processos de difusão. A realização de teste com respiração de oxigênio é acompanhada de aumento do IC em alguns pacientes. Esta circunstância, combinada com outros sintomas, pode ser considerada uma manifestação de insuficiência respiratória. Sob a influência da atividade física em crianças saudáveis, o IC aumenta, o que é um indicador de bom aproveitamento do ar ventilado. Em caso de insuficiência respiratória latente, ocorre diminuição do coeficiente de utilização de oxigênio mesmo com atividade física moderada e, em caso de insuficiência evidente, em repouso.

Os testes de apneia inspiratória (Shtange) e expiratória (Gencha) são simples e acessíveis. Amplamente utilizado para avaliar o estado funcional dos sistemas respiratório e cardiovascular. O estudo é realizado na posição sentada após repouso de 5 a 7 minutos, de preferência com o estômago vazio. Teste de Stange. A criança é solicitada a respirar fundo 3 vezes e expirar e, no auge da quarta inspiração, prender a respiração, segurando o nariz com os dedos. O tempo desde o final da respiração profunda até a retomada da respiração é registrado em um cronômetro. A duração da retenção da respiração durante a inspiração em crianças saudáveis de 6 a 18 anos varia em segundos. Teste de Gench. Pede-se à criança que respire fundo 3 vezes e expire e após a terceira expiração prenda a respiração, segurando o nariz com os dedos. O cronômetro registra o tempo desde o final da terceira expiração até a retomada da respiração. Em pessoas saudáveis em idade escolar, esse tempo é igual a segundos. Teste combinado de apneia (teste A.F. Serkin) 1ª fase. É determinado o tempo durante o qual o sujeito pode prender a respiração enquanto inspira na posição sentada. 2ª fase. O tempo de retenção da respiração durante a fase de inspiração é determinado imediatamente após vinte agachamentos realizados em 30 segundos. 3ª fase. Após um minuto, a fase 1 é repetida. Significado clínico. A duração da apneia durante a inspiração e expiração geralmente diminui em doenças dos sistemas cardiovascular e respiratório. Depende de muitos fatores: excitabilidade do centro respiratório, intensidade do metabolismo dos tecidos, qualidades volitivas, disciplina da criança, etc. Testes funcionais com atividade física são utilizados para avaliar as capacidades de reserva do sistema respiratório externo e identificar insuficiência respiratória oculta. Correr sem sair do lugar, subir escadas, agachamentos profundos, trabalhar em bicicleta ergométrica, etc. são utilizados como atividade física. O “teste funcional diferenciado” se difundiu na prática médica. Com uma reação favorável à carga, o volume minuto da respiração aumenta principalmente devido ao aprofundamento da respiração. A capacidade vital dos pulmões permanece inalterada ou aumenta ligeiramente. Todos os indicadores retornam ao nível original após 3-5 minutos. Se a criança apresenta insuficiência respiratória, observa-se uma reação desfavorável: após a atividade física, o volume minuto da respiração aumenta, principalmente devido ao seu aumento. A capacidade vital dos pulmões diminui frequentemente. O equivalente respiratório aumenta. O período de recuperação geralmente é prolongado. A respiração externa e os sistemas circulatório desempenham uma única função no corpo - fornecem a respiração dos tecidos, o que determina sua relação e interdependência. Portanto, o estudo dos sistemas cardiovascular e respiratório deve ser abrangente, principalmente na realização de testes funcionais de estresse.

Os estudos envolveram escolares que não praticavam esportes e escolares-atletas com idade de 8 anos. O número total de pessoas examinadas foi de 40 pessoas. Para determinar os parâmetros da respiração externa dos sujeitos, foram medidos a frequência respiratória, o volume corrente e a capacidade vital dos pulmões. Foram realizados os seguintes testes funcionais: Stange e Gencha. Os resultados do estudo dos parâmetros respiratórios externos são apresentados na tabela. Como se depreende dos dados obtidos, os indicadores de respiração externa apresentam os valores mais elevados entre os escolares praticantes de esportes. Assim, o volume respiratório dos atletas é 33% maior e a capacidade vital dos pulmões é 27%. Contingente de sujeitos Frequência respiratória Volume corrente, l Capacidade vital, l Escolares não treinados 15 ± 1,30,24 ± 0,192,2 ± 0,56 Alunos atletas 17 ± 0,980,32 ± 0,182,8 ± 0,46 Os resultados dos testes Stange e Gench são exibidos em diagrama. Como se depreende do diagrama apresentado, o tempo desde o final da respiração profunda até a retomada da respiração é significativamente maior entre os escolares-atletas em quase 50%. O mesmo quadro é observado quando se consideram os resultados obtidos no teste de Gench. O tempo desde o final da expiração até a retomada da respiração foi significativamente maior em 38%.

1. Todas as transformações energéticas do corpo são realizadas com a participação do oxigênio. Em primeiro lugar, os sistemas respiratório e circulatório respondem à deficiência de oxigénio, garantindo a redistribuição racional do sangue. 2. Condições em que a quantidade de oxigênio no sangue de uma pessoa diminui (em particular hipóxia) representam alterações patológicas nas células e tecidos do corpo. As razões que determinam o desenvolvimento da falta de oxigênio são diferentes, portanto as próprias condições hipóxicas são heterogêneas em termos do mecanismo fisiológico de desenvolvimento. 3. O estudo dos parâmetros respiratórios (volume e frequência respiratória) permite avaliar objetivamente a natureza da ventilação pulmonar. Observou-se que a respiração profunda e rara cria melhores condições para as trocas gasosas pulmonares. 4. Como resultado do estudo, foi revelado que os indicadores de respiração externa entre os escolares-atletas são significativamente maiores do que entre seus pares que não praticam esportes.

“Compostos de oxigênio” - Compostos de oxigênio N (todos os óxidos de nitrogênio são endotérmicos!!!). Compostos de oxigênio N+5. Halogenetos de N. Ligação do dinitrogênio N2. Compostos de oxigênio N+3. Termólise de sais de amônio. Decomposição de nitratos em T. Compostos de oxigênio N+2. Elementos de abertura. Nitretos. Propriedades. Compostos de oxigênio N+4. Da mesma forma para Li2NH (imida), Li3N (nitreto).

“Uso de oxigênio” - Aplicação de oxigênio. O paciente está em um aparelho especial em atmosfera de oxigênio com pressão reduzida. O médico conversa com o paciente ao telefone. Bombeiro com aparelho respiratório autônomo. Fora da atmosfera terrestre, uma pessoa é forçada a levar consigo um suprimento de oxigênio. Os principais consumidores de oxigênio são as indústrias de energia, metalurgia e química.

“Química do oxigênio” - 1,4 g/l, ligeiramente mais pesado que o ar. Reações de combustão. Temperatura de fusão. Oxigênio na natureza. Temperatura de ebulição. Estado físico, cor, cheiro. Propriedades físicas do oxigênio. Densidade. Solubilidade. Oxigênio. As reações de oxidação que liberam calor e luz são chamadas de reações de combustão.

“Teste “Ar”” - Número de zonas climáticas. Responda às perguntas por escrito. Vento que muda de direção duas vezes por ano. Ar. Unidade de medição de pressão. Uma mistura de diferentes líquidos. Um dispositivo para medir a pressão atmosférica. Gás que não suporta combustão. Densidade do ar. Resumir e consolidar conhecimentos.

"Química do Ar" - Buracos de ozônio. Consequências da poluição do ar. Escapes de automóveis, emissões de empresas industriais. Efeito estufa. Determine as principais formas de resolver o problema da poluição do ar. Componentes variáveis do ar. As principais formas de resolver o problema da poluição do ar. Estado ecológico nos distritos de Moscou.

"Oxigênio. Ozônio. Ar" - Realize o teste. Complete a tarefa. M. V. Lomonosov. Alotropia. Oxigênio. Resolva o problema. Composição do ar. Estude a composição do ar. Papel biológico. Ozônio e oxigênio. Obtenção de oxigênio. Propriedades do oxigênio. A. Lavoisier. Generalização. Uso de oxigênio. Liberação de oxigênio. Verifique suas respostas. Experiência laboratorial.

São ao todo 17 apresentações no tema

O gás leve oxigênio é o elemento mais comum na Terra. Na crosta terrestre, seu peso é 12 vezes maior que o do ferro, 140 vezes maior que o do carbono, quase 500 vezes maior que o do enxofre; representa 49,13% do peso de toda a crosta terrestre.

Esta distribuição de oxigênio na Terra corresponde plenamente à sua importância na vida da natureza viva e morta. Afinal, a água é um composto de hidrogênio e oxigênio (contém 89% de oxigênio), a areia é um composto de silício e oxigênio (53% de oxigênio), o minério de ferro é um composto de ferro e oxigênio. O oxigênio faz parte de muitos minérios e minerais. Mas o oxigênio é da maior importância para a vida da vida selvagem, para a vida dos animais e dos humanos. Sem oxigênio, a vida na Terra é impossível.

Toda a atividade vital do corpo humano, desde o nascimento até a morte, está associada a processos oxidativos nos quais o oxigênio desempenha o papel principal.

Esses processos começam com a respiração humana. O ar que uma pessoa inspira entra nos pulmões. Aqui, através das paredes dos vasos sanguíneos mais finos, através dos quais o líquido não passa, mas o gás sim, o oxigênio penetra no sangue. A troca gasosa, o processo mais importante da vida, ocorre no sangue.

O sangue, absorvendo oxigênio, libera o dióxido de carbono que contém. Normalmente, o ar contém 0,03% de dióxido de carbono, enquanto o ar exalado por uma pessoa contém 4,38% de dióxido de carbono.

Assim, o conteúdo de dióxido de carbono no ar exalado por uma pessoa aumenta 140 vezes em comparação com o seu conteúdo no ar. O teor de oxigênio, ao contrário, cai para 16,04 por cento, ou seja, 1/5 em relação ao seu teor no ar.

O oxigênio recebido pelo sangue é transportado por todo o corpo e oxida os nutrientes nele dissolvidos. Quando oxidado pelo oxigênio, ou seja, durante a combustão lenta dos nutrientes que entram no corpo, forma-se dióxido de carbono, que é absorvido pelo sangue circulante. O dióxido de carbono é transportado pelo sangue para os pulmões e aqui, durante uma nova troca gasosa com o oxigênio fresco que chega do ar, ele é liberado na atmosfera circundante quando exalado.

Um adulto consome aproximadamente 850 litros de oxigênio diariamente durante a respiração. Os processos oxidativos que ocorrem em nosso corpo são acompanhados pela liberação de calor. Esse calor, associado ao processo respiratório, mantém a temperatura corporal em aproximadamente 37 graus.

Durante a respiração, durante a combustão, durante quaisquer outros processos oxidativos (ferrugem de metais, apodrecimento, etc.), o oxigênio do ar é absorvido. Podem surgir questões legítimas: o ar está sem oxigênio e por quanto tempo será suficiente para a vida na Terra? Não há motivo para preocupação a esse respeito.

A atmosfera contém 1.300.000.000.000.000 de toneladas de oxigênio e, embora esse valor seja apenas um décimo de milésimo do conteúdo total de oxigênio na crosta terrestre, esse número é bastante grande. Mas o mais importante é que praticamente não muda devido aos processos inversos de liberação de oxigênio que ocorrem na natureza.

Esses processos de liberação de oxigênio ocorrem como resultado da vida das plantas. Absorvendo dióxido de carbono do ar para sua nutrição, as plantas, sob a influência da luz solar, decompõem-no em carbono e oxigênio. O carbono permanece na planta e é usado para construir seu corpo, enquanto o oxigênio é liberado de volta para a atmosfera. E embora as plantas também respirem e precisem de oxigênio para respirar, em geral, a quantidade de oxigênio que as plantas liberam durante sua alimentação é 20 vezes maior do que a necessária para respirar. Assim, as plantas são fábricas vivas de oxigênio.

É por isso que plantar plantas nas cidades é de grande importância para a saúde. Eles não apenas absorvem o excesso de dióxido de carbono que aqui se acumula como resultado da ação de fábricas e fábricas, mas, ao ajudar a limpar o ar de impurezas nocivas, enriquecem-no com oxigênio que dá vida ao corpo humano e animais.

O anel verde ao redor das cidades é uma fonte de oxigênio, uma fonte de saúde.

A reportagem sobre o tema “Usos do Oxigênio”, resumida neste artigo, falará sobre as áreas da indústria nas quais essa substância invisível traz benefícios incríveis.

Mensagem sobre o uso de oxigênio

O oxigênio é parte integrante da vida de todos os organismos vivos e processos químicos do planeta. Neste artigo veremos os usos mais comuns do oxigênio:

Uso de oxigênio na medicina

Nesta área, é extremamente importante: o elemento químico é utilizado para apoiar a vida de pessoas que sofrem de dificuldade em respirar e para tratar certas doenças. Vale ressaltar que com pressão normal você não consegue respirar oxigênio puro por muito tempo. Isso não é seguro para a saúde.

Aplicação de oxigênio na indústria do vidro

Este elemento químico é utilizado em fornos de fusão de vidro como componente que melhora a combustão dos mesmos. Além disso, graças ao oxigénio, a indústria reduz as emissões de óxido de azoto a um nível seguro para a vida.

Uso de oxigênio na indústria de papel e celulose

Este elemento químico é utilizado em alcoolização, deslignificação e outros processos, como:

Papel branqueador
Limpeza de drenos
Preparação de água potável
Intensificação da combustão de incineradores de resíduos
Reciclagem de pneus

Aplicação de oxigênio na aviação

Como uma pessoa não pode respirar fora da atmosfera sem oxigênio, ela precisa levar consigo um suprimento desse elemento útil. O oxigênio produzido artificialmente é usado por pessoas para respirar em um ambiente estranho: na aviação durante voos, em espaçonaves.

Uso de oxigênio na natureza

Na natureza, existe um ciclo do oxigênio: durante o processo de fotossíntese, as plantas convertem dióxido de carbono e água em compostos orgânicos à luz. Este processo é caracterizado pela liberação de oxigênio. Assim como os humanos e os animais, as plantas consomem oxigênio da atmosfera à noite. O ciclo do oxigênio na natureza é determinado pelo fato de que humanos e animais consomem oxigênio, e as plantas o produzem durante o dia e o consomem à noite.

Aplicação de oxigênio na metalurgia

As indústrias química e metalúrgica requerem oxigênio puro, não oxigênio atmosférico. Todos os anos, empresas em todo o mundo recebem mais de 80 milhões de toneladas deste elemento químico. É utilizado no processo de produção de aço a partir de sucata e ferro fundido.

Qual é o uso do oxigênio na engenharia mecânica?

Na construção e na engenharia mecânica é utilizado para cortar e soldar metais. Esses processos são realizados em altas temperaturas.

Uso de oxigênio na vida

Na vida, uma pessoa utiliza oxigênio em diversas áreas, como:

Criação de peixes em fazendas de tanques (a água está saturada de oxigênio).
Tratamento de água durante a produção de alimentos.
Desinfecção de instalações de armazenamento e instalações de produção com oxigênio.
Desenvolvimento de coquetéis de oxigênio para animais para que ganhem peso.

Uso humano de oxigênio na eletricidade

As usinas térmicas e elétricas que funcionam com petróleo, gás natural ou carvão utilizam oxigênio para queimar o combustível. Sem ele, todas as instalações de produção industrial simplesmente não funcionariam.

Esperamos que a mensagem sobre o tema “Uso de Oxigênio” tenha ajudado você a se preparar para a aula. Você pode adicionar sua história sobre o uso de oxigênio usando o formulário de comentários abaixo.

Portal para escolares. Autopreparação

Mensagem sobre o uso de oxigênio

Uso de oxigênio na medicina

Aplicação de oxigênio na indústria do vidro

Uso de oxigênio na indústria de papel e celulose

Aplicação de oxigênio na aviação

Uso de oxigênio na natureza

Aplicação de oxigênio na metalurgia

Qual é o uso do oxigênio na engenharia mecânica?

Uso de oxigênio na vida

Uso humano de oxigênio na eletricidade

ARTIGOS RELACIONADOS