Rolul oxigenului în natură și procesele industriale. Găsirea oxigenului în natură

Descrierea prezentării prin diapozitive individuale:

1 tobogan

Descrierea diapozitivei:

2 tobogan

Descrierea diapozitivei:

oxigen OXIGEN (lat. Oxigen), O (a se citi „o”), element chimic cu număr atomic 8, masă atomică 15,9994. În tabelul periodic al elementelor lui Mendeleev, oxigenul este situat în a doua perioadă în grupa VIA. Oxigenul natural este format dintr-un amestec de trei nuclizi stabili cu numere de masă 16 (domină în amestec, conține 99,759% din masă), 17 (0,037%) și 18 (0,204%). În forma sa liberă, oxigenul este un gaz incolor, inodor și fără gust. Caracteristici ale structurii moleculei de O2: oxigenul atmosferic este format din molecule diatomice. Energia de disociere a moleculei de O2 în atomi este destul de mare și se ridică la 493,57 kJ/mol.

3 slide

Descrierea diapozitivei:

Proprietățile chimice ale oxigenului: Oxigenul este al doilea element cel mai electronegativ după fluor, deci prezintă proprietăți oxidante puternice. Reacționează cu majoritatea metalelor deja la temperatura camerei, formând oxizi bazici. Oxigenul reacționează de obicei cu nemetale (cu excepția heliului, neonului, argonului) atunci când este încălzit. Astfel, reacţionează cu fosforul la o temperatură de ~ 60 °C, formând P2O5, cu sulf - la o temperatură de aproximativ 250 °C: S + O2 = SO2. Oxigenul reacţionează cu grafitul la 700 °C + O2 = CO2. Interacțiunea oxigenului cu azotul începe abia la 1200°C sau într-o descărcare electrică N2 + O2 2NO - Q. Oxigenul reacționează și cu mulți compuși complecși, de exemplu, cu oxidul de azot (II), reacționează deja la temperatura camerei: 2NO + O2 = 2NO2.

4 slide

Descrierea diapozitivei:

Hidrogenul sulfurat, reacționând cu oxigenul la încălzire, dă sulf 2H2S + O2 = 2S + 2H2O sau oxid de sulf (IV) 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O, în funcție de raportul dintre oxigen și hidrogen sulfurat. În reacțiile de mai sus, oxigenul este agentul de oxidare.În majoritatea reacțiilor de oxidare care implică oxigen, se eliberează căldură și lumină - astfel de procese se numesc combustie. Un agent oxidant și mai puternic decât oxigenul O2 este ozonul O3. Se formează în atmosferă în timpul descărcărilor de fulgere, ceea ce explică mirosul specific de prospețime după o furtună. Ozonul este produs de obicei prin trecerea unei descărcări prin oxigen (reacția este endotermă și foarte reversibilă; randamentul de ozon este de aproximativ 5%): 3О2<=>2O3 - 284 kJ. Când ozonul reacționează cu o soluție de iodură de potasiu, se eliberează iod, în timp ce această reacție nu are loc cu oxigen: 2KI + O3 + H2O = I2 + 2KOH + O2. Reacția este adesea folosită calitativ pentru detectarea ionilor de I- sau de ozon. Pentru a face acest lucru, la soluție se adaugă amidon, care dă un complex albastru caracteristic cu iod eliberat. Reacția este de asemenea calitativă deoarece ozonul nu oxidează ionii Cl- și Br-.

5 slide

Descrierea diapozitivei:

6 slide

Descrierea diapozitivei:

Producția de oxigen în industrie oxigenul se obține: prin distilarea fracționată a aerului lichid (azotul, care are un punct de fierbere mai mic, se evaporă, iar oxigenul lichid rămâne); electroliza apei. În fiecare an, peste 80 de milioane de tone de oxigen sunt produse în întreaga lume. În condiții de laborator, oxigenul se obține prin descompunerea unui număr de săruri, oxizi și peroxizi: 2KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2, 4K2Cr2O7 -> 4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2, 2KNO3 -> 2KNO3 -> O2P, -> 2KNO3 -> -> O2P, -> 2KNO2 O2, 2HgO -> 2H g+ O2, 2BaO -> 2BaO + O2, 2H2O2 -> 2H2O + O2. Oxigenul este eliberat mai ales ușor ca urmare a ultimei reacții, deoarece în peroxidul de hidrogen H2O2 nu există o legătură dublă, ci o singură legătură între atomii de oxigen -O-O-.

7 slide

Descrierea diapozitivei:

Aplicație Principalele cantități de oxigen obținute din aer sunt utilizate în metalurgie. Oxigenul (mai degrabă decât aerul) în furnalele înalte poate crește semnificativ viteza procesului de furnal, poate economisi cocs și poate produce fontă de o calitate mai bună. Suflarea cu oxigen este utilizată în convertoarele de oxigen atunci când se transformă fonta în oțel. Oxigenul pur sau aerul îmbogățit cu oxigen este utilizat în producerea multor alte metale (cupr, nichel, plumb etc.). Oxigenul este folosit la tăierea și sudarea metalelor. să fie sub presiune de până la 15 MPa. Buteliile de oxigen sunt vopsite în albastru. Oxigenul lichid este un agent oxidant puternic și este folosit ca componentă a combustibilului pentru rachete. Înmuiate în oxigen lichid, materialele ușor oxidabile precum rumegușul, vata, praful de cărbune etc. (aceste amestecuri se numesc oxyliquits) sunt folosite ca explozivi, folosiți, de exemplu, la așezarea drumurilor la munte.

8 slide

Slide 9

Descrierea diapozitivei:

Fiecare plantă sau animal conține mult mai mult oxigen decât orice alt element (în medie aproximativ 70%). Țesutul muscular uman conține 16% oxigen, țesutul osos - 28,5%; În total, corpul unei persoane medii (greutate corporală 70 kg) conține 43 kg de oxigen. Oxigenul pătrunde în corpul animalelor și al oamenilor în principal prin organele respiratorii (oxigen liber) și cu apă (oxigen legat). Nevoia de oxigen a organismului este determinată de nivelul (intensitatea) metabolismului, care depinde de masa și suprafața corpului, de vârstă, de sex, de natura alimentației, de condițiile externe etc. În ecologie, raportul dintre respirația totală (care este, procesele oxidative totale) ale unei comunități este determinată ca o caracteristică energetică importantă a organismelor pentru biomasa sa totală. În medicină se folosesc cantități mici de oxigen: oxigenul (din așa-numitele perne cu oxigen) este administrat pacienților care au dificultăți de respirație de ceva timp. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că inhalarea prelungită a aerului îmbogățit cu oxigen este periculoasă pentru sănătatea umană. Concentrațiile mari de oxigen provoacă formarea de radicali liberi în țesuturi, perturbând structura și funcția biopolimerilor. Radiațiile ionizante au un efect similar asupra organismului. Prin urmare, o scădere a conținutului de oxigen (hipoxie) în țesuturi și celule atunci când organismul este iradiat cu radiații ionizante are un efect protector - așa-numitul efect de oxigen.

10 diapozitive

Descrierea diapozitivei:

Distribuția și formele oxigenului în natură Oxigenul este cel mai comun element al scoarței pământului solid, al hidrosferei și al organismelor vii. Clarcul său în litosferă este de 47%, clarke în hidrosferă este chiar mai mare - 82% și în materia vie - 70%. Sunt cunoscute peste 1.400 de minerale care conțin oxigen, în care zeci de elemente ale tabelului periodic îi sunt însoțitori. Oxigenul este un element ciclic al clasificării lui V.I. Vernadsky; participă la numeroase cicluri de diferite scări - de la cele mici, într-un anumit peisaj, la cele grandioase, conectând biosfera cu centrele magmatismului. Oxigenul reprezintă aproximativ jumătate din masa totală a scoarței terestre și 89% din masa oceanelor lumii. În atmosferă, oxigenul reprezintă 23% din masă și 21% din volum

11 diapozitiv

Descrierea diapozitivei:

Pe suprafața pământului, plantele verzi descompun apa în timpul fotosintezei și eliberează oxigen liber (O2) în atmosferă. După cum a observat Vernadsky, oxigenul liber este cel mai puternic agent dintre toate corpurile chimice cunoscute din scoarța terestră. Prin urmare, în majoritatea sistemelor biosferei, de exemplu în soluri, apele subterane, râuri și ape de mare, oxigenul acționează ca un adevărat dictator geochimic, determinând unicitatea geochimică a sistemului și dezvoltarea reacțiilor oxidative în acesta. De-a lungul a miliarde de ani de istorie geologică, plantele au făcut din atmosfera planetei noastre oxigen, aerul pe care îl respirăm este făcut din viață.Numărul de reacții de oxidare care consumă oxigen liber este enorm. În biosferă, acestea sunt în principal de natură biochimică, adică sunt efectuate de bacterii, deși se cunoaște oxidarea pur chimică. În soluri, mâluri, râuri, mări și oceane, orizonturi de apă subterană - oriunde există substanțe organice și apă, se dezvoltă activitatea microorganismelor care oxidează compușii organici.

12 slide

Descrierea diapozitivei:

În majoritatea apelor naturale care conțin oxigen liber - un agent oxidant puternic, există compuși organici - agenți reducători puternici. Prin urmare, toate sistemele geochimice cu oxigen liber sunt neechilibrate și bogate în energie liberă. Cu cât mai multă materie vie în sistem, cu atât dezechilibrul este mai accentuat. Peste tot în biosferă, unde apele care nu conțin oxigen liber (cu mediu reducător) întâlnesc acest gaz, ia naștere o barieră geochimică de oxigen, pe care se concentrează Fe, Mn, S și alte elemente cu formarea de minereuri din aceste elemente. Anterior, concepția greșită predominantă era că, pe măsură ce se pătrunde mai adânc în scoarța terestră, mediul devine mai reducător, dar acest lucru nu corespunde pe deplin realității. Pe suprafața pământului, în peisaj, se pot observa atât condiții puternic oxidante, cât și puternic reducătoare. Zonarea redox se observă în lacuri - fotosinteza se dezvoltă în zona superioară și se observă saturație și suprasaturație cu oxigen. Dar în părțile adânci ale lacului, în nămoluri, are loc doar descompunerea substanțelor organice. Sub biosferă, în zona metamorfică, gradul de reducere a mediului scade adesea, ca în camerele de magmă. Condițiile cele mai reducătoare din biosferă apar în zonele de descompunere viguroasă a materiei organice, și nu la adâncimi maxime. Astfel de zone sunt caracteristice atât suprafeței pământului, cât și acviferelor.

Slide 13

Descrierea diapozitivei:

Ciclul oxigenului Oxigenul este cel mai abundent element de pe Pământ. Apa de mare conține 85,82% oxigen, aerul atmosferic conține 23,15% din greutate sau 20,93% din volum, iar scoarța terestră conține 47,2% din greutate. Această concentrație de oxigen în atmosferă este menținută constantă prin procesul de fotosinteză. În acest proces, plantele verzi transformă dioxidul de carbon și apa în carbohidrați și oxigen atunci când sunt expuse la lumina soarelui. Cea mai mare parte a oxigenului este într-o stare legată; Cantitatea de oxigen molecular din atmosferă este estimată la 1,5 * 1015 m, ceea ce reprezintă doar 0,01% din conținutul total de oxigen din scoarța terestră. În viața naturală, oxigenul are o importanță excepțională. Oxigenul și compușii săi sunt indispensabili pentru menținerea vieții.

Slide 14

Descrierea diapozitivei:

Ele joacă un rol vital în procesele metabolice și în respirație. Oxigenul face parte din proteine, grăsimi, carbohidrați, din care sunt „construite” organismele; Corpul uman, de exemplu, conține aproximativ 65% oxigen. Majoritatea organismelor obțin energia necesară pentru a-și îndeplini funcțiile vitale prin oxidarea anumitor substanțe cu ajutorul oxigenului. Pierderea de oxigen din atmosferă ca urmare a proceselor de respirație, descompunere și ardere este compensată de oxigenul eliberat în timpul fotosintezei. Defrișările, eroziunea solului și diferitele minerituri la suprafață reduc masa totală a fotosintezei și reduc ciclul pe suprafețe mari. Alături de aceasta, o sursă puternică de oxigen este, aparent, descompunerea fotochimică a vaporilor de apă din straturile superioare ale atmosferei sub influența razelor ultraviolete ale soarelui. Astfel, în natură, ciclul oxigenului are loc continuu, menținând constanța compoziției aerului atmosferic. Pe lângă ciclul oxigenului descris mai sus sub formă nelegată, acest element completează și cel mai important ciclu, făcând parte din apă. Ciclul apei (H2O) constă în evaporarea apei de pe suprafața pământului și a mării, transferul acesteia de către masele de aer și vânturi, condensarea vaporilor și precipitațiile ulterioare sub formă de ploaie, zăpadă, grindină și ceață.

1. Natura chimică a oxigenului și a dioxidului de carbon Oxigenul Rolul oxigenului în natură și utilizarea lui în tehnologie Monoxidul de carbon (IV). 2. Participarea oxigenului și dioxidului de carbon în schimbul de gaze în corpul uman Presiunea parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon Hemoglobină Varietăți de hemoglobină la om. 3. Hipoxie. Influența hipoxiei asupra stării funcționale a unei persoane. 4. Metode de studiere a funcției respirației externe. Teste funcționale. 5. Studiul stării de respirație externă la școlarii cu diferite grade de aptitudine fizică. Sfârșit >> Sfârșit >> > Sfârșit >>">

Oxigenul este cel mai abundent element de pe Pământ. În stare liberă, oxigenul molecular face parte din aer, unde conținutul său este de 20,95% (în volum). Conținutul din scoarța terestră este de 47,2% (din masă). Oxigenul este o componentă importantă a carbohidraților, grăsimilor și proteinelor. Există sub forma a două modificări alotrope - oxigen molecular (dioxigen) și ozon (trioxigen). Cea mai stabilă moleculă este O2, care are proprietăți paramagnetice. În condiții de laborator, oxigenul poate fi obținut în următoarele moduri: A) Prin descompunerea sării berthollet: 3KClO 3 = 2KCl + 3O 2 B) Prin descompunerea permanganatului de potasiu: 2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 C) Prin încălzirea nitraţilor de metale alcaline (NaNO 3 , KNO 3); în acest caz, doar 1/3 din oxigenul conținut în ele este eliberat în stare liberă: 2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2 Principala sursă de producție industrială de oxigen este aerul, care este ars și apoi fracționat. În primul rând, se eliberează azot (t fierbere = -195,8˚C), iar oxigenul aproape pur rămâne în stare lichidă, deoarece punctul său de fierbere este mai mare (-183˚C). O metodă larg răspândită de producere a oxigenului se bazează pe electroliza apă. Proprietăți fizice. În condiții normale, oxigenul este un gaz incolor, inodor și fără gust. Punct de fierbere 183˚C, mai greu decât aerul, densitate 1,43 g/cm3 În condiții normale, 0,04 g de oxigen se dizolvă în 1 litru de apă. Proprietăți chimice. Ca element care ocupă un loc în colțul din dreapta sus al tabelului periodic D.I. Mendeleev, oxigenul are proprietăți nemetalice pronunțate. Având șase electroni în nivelul de energie exterior, atomul de oxigen se poate deplasa către învelișul de al 8-lea electron extrem de plin (condiție de stabilitate chimică maximă) prin adăugarea a 2 electroni. Prin urmare, în reacțiile cu alte elemente (cu excepția fluorului), oxigenul prezintă proprietăți exclusiv oxidante. Oxigenul formează compuși cu toate elementele chimice, cu excepția heliului, neonului și argonului. Reacționează direct cu majoritatea elementelor, cu excepția halogenilor, aurului și platinei. Viteza de reacție, atât cu substanțe simple, cât și cu cele complexe, depinde de natura substanțelor, de temperatură și de alte condiții. Un metal activ, cum ar fi cesiul, se aprinde spontan în oxigen la temperatura camerei. Oxigenul reacționează activ cu fosforul când este încălzit la 60˚С, cu sulf – până la 250˚С, cu hidrogenul – mai mult de 300˚С, cu carbon (sub formă de cărbune și grafit) – la ˚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 Arderea hidrogenului în oxigen are loc printr-un mecanism în lanț. Această reacție începe cu formarea particulelor active instabile - radicali liberi care poartă electroni nepereche: H 2 + O 2 = OH + OH (nucleare în lanț) Radicalii OH reacționează ușor cu molecula de H 2: OH + H 2 = H 2 O + H Atomul de hidrogen reacționează în continuare cu molecula de O 2 pentru a forma din nou radicalul OH și un atom de oxigen etc. Aceste acte elementare contribuie la dezvoltarea lanțului. Când substanțele complexe ard în exces de oxigen, se formează oxizi ai elementelor corespunzătoare: 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 OCH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O Hidrogen sulfuratMetan C 2 H 5 OH + 3O 2 = 2CO 2 + 3H 2 O4FeS O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Etanol Pirita Reacțiile luate în considerare sunt însoțite de eliberarea numai de căldură și lumină. Astfel de procese care implică oxigen se numesc combustie. Pe lângă tipul de interacțiune indicat, există și cele care sunt însoțite de eliberarea doar de căldură, dar fără lumină. Acestea includ, în primul rând, procesul de respirație.

Cu participarea oxigenului, are loc unul dintre cele mai importante procese vitale - respirația. Oxidarea carbohidraților, grăsimilor și proteinelor cu oxigen servește ca sursă de energie pentru organismele vii. În corpul uman, conținutul de oxigen este de 61% din greutatea corpului. Sub formă de diferiți compuși, face parte din toate organele, țesuturile și fluidele biologice. O persoană inhalează m3 de aer pe zi. Oxigenul este utilizat pe scară largă în aproape toate ramurile industriei chimice: - pentru producerea acizilor azotic și sulfuric, - în sinteza organică, - în procesele de prăjire a minereului. Procesul de producție a oțelului este imposibil fără oxigen; metalurgia utilizează peste 60% din tot oxigenul industrial. Arderea hidrogenului în oxigen este însoțită de eliberarea de energie semnificativă - aproape 286 kJ/mol. Această reacție este utilizată pentru sudarea și tăierea metalelor. Oxigenul lichid este folosit pentru a face amestecuri explozive. Cererea uriașă de oxigen pune o problemă serioasă de mediu pentru ca umanitatea să-și păstreze rezervele din atmosferă. Până acum, singura sursă care reumple atmosfera cu oxigen este activitatea vitală a plantelor verzi. Prin urmare, este deosebit de important să ne asigurăm că numărul lor pe Pământ nu scade.

CO 2 (dioxid de carbon) are o structură liniară. Legăturile din moleculă sunt formate din patru perechi de electroni. În molecula de monoxid de carbon (IV), are loc hibridizarea sp. Cei doi orbitali de carbon hibridizați sp formează două legături sigma cu atomii de oxigen, iar orbitalii p de carbon nehibridați rămași formează legături pi cu cei doi orbitali p ai atomilor de oxigen, care sunt localizați în planuri perpendiculare unul pe celălalt. Cele de mai sus explică structura liniară a CO 2. CO2 se formează în timpul descompunerii termice a carbonaților. În industrie, CO2 se obține prin arderea calcarului: CaCO 3 = CaO + CO 2 În laborator se poate obține prin acțiunea acizilor diluați asupra carbonaților: CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O În condiții normale în condiții, CO 2 este un gaz incolor de 1,5 ori mai greu decât aerul. Solubil în apă (la 0 ˚С 1,7 l CO 2 în 1 l H 2 O). Pe măsură ce temperatura crește, solubilitatea CO 2 scade foarte mult și excesul acestuia este îndepărtat din soluție sub formă de bule, formând spumă. Această proprietate este folosită pentru a face băuturi gazoase. Când este puternic răcit, CO 2 cristalizează sub forma unei mase albe asemănătoare zăpezii, care, atunci când este comprimată, se evaporă foarte lent, scăzând temperatura ambiantă. Aceasta explică utilizarea sa ca „gheață uscată”. Nu sprijină respirația, dar servește ca sursă de nutriție pentru plantele verzi (fotosinteză). Proprietatea CO 2 de a nu susține arderea este utilizată în dispozitivele de stingere a incendiilor. La temperaturi ridicate, monoxidul de carbon (IV) poate reacționa cu metale a căror afinitate pentru oxigen este mai mare decât cea a carbonului însuși (de exemplu, cu magneziul): CO 2 + 2Mg = 2MgO + C Când CO 2 este dizolvat în apă, parțial lor interacțiunea are loc, ducând la formarea acidului carbonic H 2 CO 3.

Alveolele plămânilor sunt invaginări emisferice ale pereților canalelor alveolare și ale bronhiolelor respiratorii. Diametrul alveolelor este µm. Numărul de alveole dintr-un plămân uman este în medie de 400 de milioane (cu variații individuale semnificative). Cea mai mare parte a suprafeței exterioare a alveolelor este în contact cu capilarele circulației pulmonare. Suprafața totală a acestor contacte este mare - aproximativ 90 m2. Sângele este separat de aerul alveolar de așa-numita membrană pulmonară, constând din celule endoteliale, două membrane principale, epiteliu alveolar scuamos și un strat de sufactant. Grosimea membranei pulmonare este de numai 0,4 - 1,5 microni. Schimbul de gaze în plămâni are loc ca urmare a difuzării oxigenului din aerul alveolar în sânge (aproximativ 500 litri pe zi) și a dioxidului de carbon din sânge în aerul alveolar (aproximativ 430 litri pe zi). Difuzia are loc din cauza diferenței de presiune parțială a acestor gaze în aerul alveolar și a tensiunii lor în sânge. Presiunea parțială a gazului într-un amestec de gaze este proporțională cu procentul de gaz și presiunea totală a amestecului. Nu depinde de natura gazului. Deci, cu o presiune a aerului uscat de 760 mmHg. presiunea parțială a oxigenului este de aproximativ 21%, adică 159 mmHg. La calcularea presiunii parțiale în aerul alveolar, trebuie luat în considerare faptul că acesta este saturat cu vapori de apă, a căror presiune parțială la temperatura corpului este de 47 mm Hg. Prin urmare, presiunea parțială a gazelor este de 760 – 47 = 713 mmHg. Dacă conținutul de oxigen din aerul alveolar este de 14%, presiunea sa parțială va fi de 99,8 mmHg. (aproximativ 100 mmHg). Cu un conținut de dioxid de carbon de 5,5%, presiunea parțială corespunde la 39,2 mmHg (aproximativ 40 mmHg). Presiunea parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon din aerul alveolar este forța cu care moleculele acestor gaze tind să pătrundă în membrana alveolară în sânge. În sânge, gazele sunt în stare dizolvată (liberă) și legată chimic. Doar moleculele de gaz dizolvate participă la difuzie. Cantitatea de gaz care se dizolvă într-un lichid depinde de: 1) Compoziția lichidului, 2) Volumul și presiunea gazului deasupra lichidului, 3) Temperatura lichidului, 4) Natura gazului studiat. Cu cât presiunea unui anumit gaz este mai mare și temperatura este mai mică, cu atât mai mult gaz se dizolvă în lichid. La o presiune de 760 mmHg. iar o temperatură de 38 °C, 2,2% oxigen și 5,1% dioxid de carbon se dizolvă în 1 ml de sânge. Dizolvarea unui gaz într-un lichid continuă până când apare un echilibru dinamic între numărul de molecule de gaz care se dizolvă și care scapă în mediul gazos. Forța cu care moleculele unui gaz dizolvat tind să scape în mediul gazos se numește tensiunea gazului din lichid. Astfel, în echilibru, tensiunea gazului este egală cu presiunea parțială a gazului deasupra lichidului. Dacă presiunea parțială a unui gaz este mai mare decât tensiunea acestuia, gazul se va dizolva. Dacă presiunea parțială a unui gaz este mai mică decât tensiunea acestuia, atunci gazul va lăsa soluția în mediul gazos. Permeabilitatea membranei pulmonare la gaz este exprimată prin capacitatea de difuzie a plămânilor. Aceasta este cantitatea de gaz care pătrunde în membrana pulmonară în 1 minut la 1 mmHg. gradient de presiune. Capacitatea de difuzie a plămânilor este proporțională cu grosimea membranei. În mod normal, capacitatea de difuzie a plămânilor pentru oxigen este de aproximativ 25 ml/min mmHg. Pentru dioxidul de carbon, datorită solubilității ridicate a acestui gaz în membrana pulmonară, capacitatea de difuzie este de 24 de ori mai mare. Presiunea și tensiunea parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon din plămâni sunt prezentate în tabel. Presiunea și tensiunea parțială a oxigenului și dioxidului de carbon în plămâni (mmHg) Difuzia oxigenului este asigurată de o diferență parțială de presiune de aproximativ 60 mmHg, iar a dioxidului de carbon - doar aproximativ 6 mmHg. Timpul de curgere a sângelui prin capilarele cercului mic (în medie 0,7 s) este suficient pentru egalizarea aproape completă a presiunii parțiale și a tensiunii gazului: oxigenul se dizolvă în sânge, iar dioxidul de carbon trece în aerul alveolar cu o cantitate relativ mică. diferenta de presiune datorita capacitatii mari de difuzie a plamanilor pentru acest gaz Gaze Sânge venos Aer alveolar Sânge arterial O2O CO

Hemoglobina este componenta principală a globulelor roșii și asigură funcția respiratorie a sângelui, fiind o enzimă respiratorie. Este situat în interiorul globulelor roșii, și nu în plasma sanguină, ceea ce: A) Oferă o scădere a vâscozității sângelui (dizolvarea aceleiași cantități de hemoglobină din plasmă ar crește de mai multe ori vâscozitatea sângelui și ar împiedica brusc activitatea inimii și circulatia sangelui); B) Reduce presiunea onocotică plasmatică, prevenind deshidratarea țesuturilor; C) Împiedică organismul să piardă hemoglobina datorită filtrării acesteia în glomerulii rinichilor și excreției prin urină. Conform structurii sale chimice, hemoglobina este o cromoproteină. Este format din proteina globină și grupul protetic hem. O moleculă de hemoglobină conține o moleculă de globină și 4 molecule de hem. Hema conține un atom de fier care este capabil să atașeze și să doneze o moleculă de O2.Totodată, valența fierului nu se modifică, adică rămâne divalentă. Fierul face parte din toate enzimele respiratorii din țesuturi. Un rol atât de important al fierului în respirație este determinat de structura atomului său - un număr mare de electroni liberi, capacitatea de a forma complexe și de a participa la reacțiile de oxidare-reducere. Sângele bărbaților sănătoși conține o hemoglobină medie de 145 g/l cu fluctuații de la 130 la 160 g/l. În sângele femeilor există aproximativ 130 g/l cu fluctuații de la 120 la 140 g/l. În clinică, este adesea determinat un indicator de culoare - saturația relativă a globulelor roșii cu hemoglobină. În mod normal este 0,8-1. Globulele roșii cu acest indicator sunt numite normocrome. Dacă indicatorul este mai mare de 1, atunci celulele roșii din sânge se numesc hipercrome, iar dacă sunt mai mici de 0,8 - hipocrome. Hemoglobina este sintetizată de eritroblastele și normoblastele măduvei osoase. Când celulele roșii din sânge sunt distruse, hemoglobina, după eliminarea hemului, este transformată în bilirubina pigmentului biliar. Acesta din urmă intră în intestin cu bilă, unde este transformat în stercobilină și urobilină, excretat în fecale și urină. În timpul zilei, aproximativ 8 g de hemoglobină sunt distruse și transformate în pigmenți biliari, adică aproximativ 1% din hemoglobina din sânge.

În primele 7-12 săptămâni de dezvoltare intrauterină a embrionului, globulele roșii ale acestuia conțin hemoglobină primitivă. La a 9-a săptămână, hemoglobina fetală apare în sângele embrionului, iar hemoglobina adultă apare înainte de naștere. În primul an de viață, hemoglobina fetală este aproape complet înlocuită cu hemoglobina adultului. Este foarte semnificativ faptul că Hb fetală are o afinitate mai mare pentru O 2 decât hemoglobina adultă, ceea ce îi permite să fie saturată la o tensiune mai mică de oxigen. Hemul diferitelor hemoglobine este același, dar globinele diferă prin compoziția și proprietățile lor de aminoacizi. În mod normal, hemoglobina este conținută sub formă de 3 compuși fiziologici. Hemoglobina, care a adăugat oxigen, se transformă în oxihemoglobină - HbO 2. Acest compus este diferit ca culoare de hemoglobină, astfel încât sângele arterial are o culoare stacojie strălucitoare. Oxihemoglobina care a renunțat la oxigen se numește redusă sau deoxihemoglobină (Hb). Se găsește în sângele venos, care este mai închis la culoare decât sângele arterial. În plus, sângele venos conține un compus al hemoglobinei cu dioxid de carbon - carbohemoglobina, care transportă CO 2 din țesuturi la plămâni. Hemoglobina și oxihemoglobina absorb razele de lumină de diferite lungimi, care au stat la baza metodei de evaluare a saturației de oxigen din sânge - oxihemometria. Conform acestei metode, auricula sau cuva cu sânge este iluminată cu un bec electric și se determină saturația hemoglobinei cu oxigen folosind o fotocelulă. Hemoglobina are capacitatea de a forma evenimente patologice. Una dintre ele este carboxihemoglobina - un compus al hemoglobinei cu monoxid de carbon (HbCO). Afinitatea fierului din hemoglobină pentru CO 2 depășește afinitatea sa pentru O 2, astfel încât chiar și 0,1% CO în aer duce la conversia a 80% din hemoglobină în HbCO, care este incapabil să atașeze oxigenul, ceea ce pune viața în pericol. Otrăvirea ușoară cu monoxid de carbon este un proces reversibil. Când se respiră aer proaspăt, CO este rupt treptat. Inhalarea oxigenului pur crește rata de descompunere a HbCO de 20 de ori. Methemoglobin Me (Hb), de asemenea, un compus patologic, este hemoglobina oxidată, în care, sub influența agenților oxidanți puternici (fericianură, permanganat de potasiu, nitrit de amil și propil, anilină, sare Berthollet, fenacetină), fierul hem este transformat din divalent. la trivalent. Când cantități mari de methemoglobină se acumulează în sânge, transportul oxigenului către țesuturi este întrerupt și poate apărea moartea. Mioglobina. Mușchiul scheletic și miocardul conțin hemoglobină musculară, numită mioglobină. Grupul său protetic este identic cu hemoglobina din sânge, iar partea proteică - globina - are o greutate moleculară mai mică. Mioglobina umană leagă până la 14% din cantitatea totală de oxigen din organism. Această proprietate joacă un rol important în furnizarea mușchilor care lucrează. Când mușchii se contractă, capilarele sanguine sunt comprimate și fluxul sanguin scade sau se oprește. Cu toate acestea, datorită prezenței oxigenului legat de mioglobină, alimentarea cu oxigen a fibrelor musculare este menținută pentru o perioadă de timp.

Hipoxia este o afecțiune patologică caracterizată prin reducerea tensiunii de oxigen în celulele și țesuturile corpului. Motivele care determină dezvoltarea înfometării de oxigen sunt diferite, prin urmare condițiile hipoxice în sine sunt eterogene în ceea ce privește mecanismul fiziologic de dezvoltare. Aceasta a determinat necesitatea clasificării hipoxiei, printre care există patru forme principale: - hipoxică, - circulatorie, - hermică, - histotoxică. O scădere a presiunii parțiale a oxigenului din aerul inspirat duce la dezvoltarea hipoxemiei arteriale, care este declanșatorul dezvoltării unei stări de hipoxie, provocând cel puțin trei seturi de fenomene interconectate. În primul rând, sub influența hipoxemiei, există o creștere reflexă a tensiunii în funcția sistemelor responsabile în mod specific de transportul oxigenului din mediu și distribuția acestuia în organism, adică hiperventilația plămânilor, o creștere în minut. volumul circulației sanguine, dilatarea vaselor de sânge în creier și inimă, constricția vaselor de sânge în cavitatea abdominală și mușchi. În al doilea rând, se dezvoltă activarea sistemelor adrenergice și hipofizo-suprarenale, adică răspunsul la stres. Această componentă nespecifică a adaptării joacă un rol în mobilizarea sistemului circulator și a respirației externe, dar, în același timp, o reacție de stres excesiv exprimată din cauza efectului catabolic poate duce la defalcarea proceselor adaptative din organism. Veragă principală în patogeneza stării hipoxice este deficiența energetică asociată cu tranziția metabolismului către o cale anaerobă mai puțin benefică din punct de vedere energetic și o încălcare a cuplării proceselor de oxidare și fosforilare. Procesul de oxidare reciprocă - fosforilare a purtătorilor de electroni din lanțul respirator al mitocondriilor este perturbat. În urma perturbării potențialului redox al purtătorilor de către electron, se reduc fosforilarea oxidativă, generarea de energie și procesul de acumulare a energiei în legăturile de înaltă energie ale ATP și creat fosfat. Prin limitarea re-sintezei ATV în mitocondrii, hipoxia acută provoacă deprimarea directă a funcțiilor unui număr de sisteme ale corpului și în primul rând a sistemului nervos central, miocardului și ficatului. În organele care lucrează intens, există o descompunere crescută a glicogenului, apar fenomene distrofice și „datoria de oxigen” a corpului crește. Modificările rezultate sunt intensificate în continuare sub influența produselor metabolice sub-oxidate. Tabloul observat al hipogziei hipoxice depinde de scăderea presiunii parțiale a oxigenului din aerul inspirat. Pornind de la o altitudine de 1000 m, se observă o creștere a ventilației pulmonare, inițial datorită creșterii adâncimii respirației, iar la o altitudine mai mare de 2000 m, hiperventilația plămânilor este cauzată și de creșterea frecvenței respiratorii. . În acest caz, adâncimea respirației poate scădea din cauza creșterii tonusului mușchilor respiratori și a creșterii diafragmei, a creșterii volumului rezidual și a scăderii volumului de rezervă al expirației, care este evaluată subiectiv ca un senzație de balonare a pieptului. La altitudini de peste 3000m, hiperventilația duce la hipocapnie, care poate duce la respirație periodică și o scădere a hiperventilației pronunțate. Ca urmare a efectului direct al presiunii parțiale reduse a oxigenului asupra mușchilor netezi ai vaselor pulmonare și a eliberării de substanțe biologic active, presiunea arterială pulmonară crește. O creștere a presiunii în artera pulmonară este un factor care determină o creștere a fluxului sanguin prin structurile de schimb de gaze ale plămânilor. În acest caz, îngustarea lumenului vaselor pulmonare mici determină alimentarea uniformă cu sânge în diferite părți ale plămânilor și o creștere a capacității de difuzie a acestora. În paralel cu modificările sistemului respirator extern, există o creștere a volumului minute al fluxului sanguin, în principal din cauza tahicardiei tranzitorii, începând de la o altitudine de 2510 m, iar la persoanele cu o tulburare a sistemului cardiorespirator - rezistență fizică redusă de la o altitudine de 1500 m. În geneza tahicardiei, mecanismul declanșator îl constituie reflexele de la chemoreceptorii regiunii sinocarotide și vasculare aortice, cărora li se alătură influențe adrenergice asociate cu faza de mobilizare a răspunsului la stres și realizate prin receptorii adrenergici ai miocardului. Tabloul clinic al hipoxiei hipoxice este influențat de creșteri mai mari ale frecvenței cardiace atunci când se efectuează chiar și o muncă fizică ușoară sau în timpul unui test ortostatic. Cel mai sensibil la deficiența de oxigen este sistemul nervos central, din care se observă următoarele modificări ale funcțiilor psihologice superioare: - nivelul de excitabilitate emoțională crește, - scade gândirea critică, - încetinesc reacțiile fin coordonate. La altitudini de m se observă disfuncționalități ale analizorului vizual și auditiv, activitatea mentală scade, iar memoria de scurtă durată și operativă sunt afectate. La altitudini mari, aceste fenomene sunt însoțite de greutate în cap, somnolență, dureri de cap, slăbiciune și greață. Dezvoltarea acestor simptome este de obicei precedată de euforie. Expunerea pe termen scurt la hipoxie moderată poate avea un efect stimulant asupra performanței fizice și psihice, dar starea mai mult de 30 de minute la altitudini poate duce deja la o scădere a performanței fizice și psihice cu funcționarea excesivă a sistemului cardiorespirator. Astfel, deja în prima zi de ședere la altitudinea de 3000 m, performanța fizică maximă poate scădea cu 20-45%, în funcție de stabilitatea individuală și hipoxie. Prin urmare, munca fizică chiar și de intensitate scăzută în condiții hipoxice poate fi evaluată de organism ca fiind o muncă de putere submaximală sau maximă și, prin urmare, duce rapid la oboseală și epuizarea capacităților de rezervă ale corpului.

În structura complexă a proceselor compensator-adaptative care se dezvoltă în corpul uman la efectele hipoxice, Meyerson F.Z. au identificat 4 niveluri de mecanisme coordonate între ele: 1. Mecanisme, a căror mobilizare poate asigura un aport suficient de oxigen a organismului, în ciuda deficienței acestuia în mediu (hiperventilație, hiperfuncție miocardică, asigurarea volumului circulației pulmonare; și un creşterea corespunzătoare a capacităţii de oxigen a sângelui). 2. Mecanisme care fac posibilă o aprovizionare suficientă cu oxigen a creierului, inimii și altor organe vitale, în ciuda hipoxiei (reducerea distanței de difuzie a oxigenului dintre peretele capilar și mitocondriile celulelor datorită formării de noi capilare și creșterea permeabilitatea membranelor celulare; creșterea capacității celulelor de a utiliza oxigenul datorită creșterii concentrației de mioglobină; facilitarea disocierii oxihemoglobinei). 3. Capacitate crescută a celulelor și țesuturilor de a utiliza oxigenul din sânge și de a forma ATP, în ciuda deficienței sale (afinitate crescută a citocrom oxidazei, mitocondriile nou formate, cuplarea crescută a oxidării cu fosforilarea). 4. Creșterea resintezei anaerobe a ATP datorită activării glicolizei. Este necesar să se țină seama de capacitățile limitate ale acestor mecanisme, al căror element limitativ este rezervele limitate ale sistemelor funcționale. Astfel, eficiența respirației externe scade brusc atunci când volumul minutelor de respirație depășește 45 l/min; capacităţile hemodinamice sunt limitate de rezerva cronotropă şi inotropă a miocardului. Importanta limitativa a sistemelor de rezerva ale organismului este evidentiata mai ales in situatiile de deficit al acestora (boli ale aparatului cardiorespirator, activitate fizica intensa etc.), cand sindroamele de dezadaptare (cefalee acuta, edem pulmonar de mare altitudine, distrofie miocardica focala) pot se dezvoltă chiar și atunci când stați la o altitudine relativ scăzută (m). Dacă capacitățile de rezervă ale sistemelor fiziologice fac posibilă menținerea funcțiilor vitale ale corpului la nivelul corespunzător, atunci treptat alte mecanisme sunt conectate la mecanismele de mobilizare, care vizează formarea unei adaptări durabile pe termen lung. Stadiul de răspuns urgent la hipoxie este înlocuit cu unul de tranziție. În etapa de tranziție, o deficiență a compușilor cu energie înaltă în celulele care îndeplinesc o funcție crescută și sunt expuse hipoxiei determină activarea sintezei acizilor nucleici și proteinelor. Această activare a sintezei proteinelor acoperă o gamă neobișnuit de largă de organe și sisteme și are ca rezultat formarea unei amprente structurale sistemice extinse de adaptare. Astfel, activarea sintezei acizilor nucleici și proteinelor în măduva osoasă devine baza proliferării celulelor eritroide; în țesutul pulmonar duce la hipertrofia țesutului pulmonar și la creșterea suprafeței lor respiratorii. Activarea sintezei adaptive a proteinelor la nivelul miocardului duce la o creștere a puterii de reglare adrenergică a inimii, o creștere semnificativă a concentrației de mioglobină, a capacității patului coronarian și, în general, la o creștere a puterii de sistemul de alimentare cu energie al inimii. În etapa de tranziție, mecanismele încep să funcționeze activ, asigurând o creștere a capacității țesuturilor și celulelor de a utiliza oxigenul din sânge și de a forma ATP, în ciuda deficienței sale (potenţial redox crescut al enzimelor de respirație tisulară, creșterea numărului de mitocondrii, gradul de oxidare și fosforilare a substraturilor). Există, de asemenea, o creștere a intensității proceselor anaerobe și a proceselor de neutralizare a produselor metabolice sub-oxidate, cum ar fi glicoliza, gluconeogeneza și șuntarea legăturilor limitatoare ale ciclului acidului tricarboxilic. Se formează un nou nivel de reglare hormonală a sistemelor fiziologice ale corpului, ceea ce duce la o scădere a metabolismului bazal și la o utilizare mai economică a oxigenului de către țesuturi.

Indicatorii ventilației pulmonare sunt împărțiți (condiționat) în valori anatomice. Acestea depind de sex, vârstă, greutate, înălțime. O evaluare corectă a stării funcționale a aparatului respirator extern este posibilă numai prin compararea indicatorilor absoluti cu așa-numitele valori adecvate - valorile corespunzătoare pentru o persoană sănătoasă de aceeași vârstă, greutate, sex, înălțime. Există volume și capacități pulmonare. 1) Volumele pulmonare: - volumul curent (adâncimea respiraţiei); - volumul de rezerva inspiratorie (aer suplimentar); - volumul expirator de rezerva (aer de rezerva); - volumul rezidual (aerul rezidual) 2) Capacități pulmonare: - capacitatea vitală a plămânilor (suma volumului curent al volumului de rezervă de inspirație și expirație); - capacitatea pulmonară totală (suma capacității pulmonare vitale și volumul rezidual); - capacitatea reziduală funcțională (suma volumului rezidual și volumul de rezervă expirator) - capacitatea inspiratorie (suma volumului de rezervă curent și inspirator). Funcția respirației externe este studiată folosind dispozitive de tip închis și deschis. Într-o metodă închisă de studiere a schimbului de gaze (spirografie), se folosesc spirografele domestice de la fabricile de echipamente medicale din Kiev și Kazan. În dispozitivele de tip închis, subiectul inhalează aer din dispozitiv și îl expiră acolo, adică tractul respirator și dispozitivul formează un sistem închis. Există un absorbant de dioxid de carbon de-a lungul căii aerului expirat. O curbă de înregistrare a respirației – o spirogramă – este înregistrată pe o bandă de hârtie în mișcare. Este folosit pentru a determina frecvența și profunzimea respirației, volumul pe minut, capacitatea vitală a plămânilor și a fracțiilor acestuia, absorbția de oxigen pe unitatea de timp și pentru a calcula parametrii respiratori și metabolismul bazal. Studiul poate fi efectuat în timp ce se respiră atât aerul atmosferic, cât și oxigenul. O condiție necesară este familiarizarea preliminară cu natura studiului (antrenamentul respirației într-un spirograf, pungă Douglas). Rezultatele pot fi considerate fiabile dacă conectarea sistemului nu modifică tiparul natural de respirație. O metodă deschisă pentru studiul schimbului de gaze (metoda Douglas și Holden). În dispozitivele de tip deschis, subiectul inhalează aerul atmosferic din exterior printr-o cutie de supape. Aerul expirat intră într-o pungă Douglas (o pungă de plastic sau cauciuc cu o capacitate de litri) sau într-un contor de gaz care determină continuu volumul de aer expirat. Conectarea la sistem se face simultan cu pornirea cronometrului. Aerul colectat în sacul Douglas este amestecat mecanic și luat pentru analiză. Aerul rămas este trecut printr-un ceas cu gaz pentru a determina volumul de aer expirat. Acesta din urmă, împărțit la numărul de minute ale studiului, este dat în conformitate cu tabele speciale în condiții normale (presiune barometrică 760 mm Hg și temperatură 0 ˚C). Cifra rezultată este volumul minute al respirației. Analiza unei probe de aer expirat într-o analiză a gazelor (aparatul Holden) vă permite să determinați procentul de absorbție de oxigen și eliberare de dioxid de carbon. Folosind tabele speciale, ei calculează utilizarea oxigenului în plămâni, eliberarea de dioxid de carbon, coeficientul respirator și rata metabolică bazală. Sistemele de tip deschis includ și dispozitivul Belau, care vă permite să înregistrați continuu conținutul de oxigen și dioxid de carbon din aerul expirat. Pneumografie. Metodă de studiere a mișcărilor respiratorii ale toracelui. Curba respiratorie (pneumograma) se înregistrează cu ajutorul unei manșete de cauciuc, care este plasată pe piept și conectată la capsula lui Marey și la un dispozitiv de scris. Senzorii piezoelectrici au devenit, de asemenea, răspândiți, transformând mișcările mecanice ale pieptului în curent electric. În acest caz, pneumograma este înregistrată cu un osciloscop. Metoda pneumografiei vă permite să determinați frecvența și ritmul respirației, modificări ale fazelor ciclului respirator. În mod normal, raportul dintre durata inhalării și expirației este de 1: 1,2 și 1,5. Se recomandă efectuarea unei înregistrări pe termen lung a pneumogramei, dacă este posibil, atunci când pacientul este într-o stare calmă. Metoda pneumografiei este utilizată pe scară largă pentru a studia respirația la copiii mici, în timp ce utilizarea studiilor deschise și închise de schimb de gaze la această vârstă este dificilă. Pneumotahometrie. Metodă de măsurare a puterii inhalării și expirației forțate. Folosit pentru a evalua rezistența căilor respiratorii (permeabilitate bronșică). Senzorul pneumotahometrului este un tub metalic cu diafragmă. Diferența de presiune care apare atunci când aerul trece prin orificiile diafragmei este măsurată cu un manometru special. Subiectului i se cere să ia vârful tubului în gură și să expire extrem de rapid și profund. Apoi, după o scurtă odihnă și schimbarea robinetului, se respira repede. Săgeata dispozitivului arată puterea fluxului de aer în litri pe secundă. Măsurătorile se fac de trei ori, se ia în considerare cel mai mare rezultat. Semnificație clinică. În bolile însoțite de obstrucție bronșică afectată (pneumonie cronică, astm bronșic), se observă de obicei o scădere a puterii de ieșire forțată și, într-o măsură mai mică, inhalare. Volumul mareelor. (DO) – volumul de aer inspirat și expirat în timpul fiecărui ciclu respirator. Se determină împărțind volumul pe minut și frecvența respiratorie la numărul de respirații pe minut. Valoarea DO depinde de vârstă, dezvoltarea fizică și capacitatea vitală a plămânilor. Studiul volumului curent și al frecvenței respiratorii ne permite să evaluăm în mod obiectiv natura ventilației pulmonare. Respirația profundă și rară creează condiții mai bune pentru schimbul de gaze pulmonare. Respirația frecventă și superficială, dimpotrivă, este ineficientă din cauza rolului în creștere al „spațiului dăunător” (aerul care umple tractul respirator și nu participă la schimbul de gaze) și a ventilației neuniforme a diferitelor părți ale plămânilor. În copilărie, există o labilitate semnificativă a parametrilor respiratori externi și, în primul rând, frecvența și profunzimea respirației. Respirația copilului de la o vârstă fragedă este frecventă și superficială. Odată cu vârsta, respirația copiilor devine mai puțin frecventă (de la 48 la 17 respirații pe minut) și volumul curent crește (de la 30 ml la o lună la 275 ml la 15 ani - date medii conform N.A. Shalkova). Semnificație clinică. Valoarea volumului respirator în combinație cu frecvența respirației este de importanță practică. Astfel, în pneumonia acută și în bolile respiratorii cronice (pneumoscleroză difuză bilaterală, pneumofibroză), volumul curent scade, în timp ce frecvența respiratorie crește. O scădere a volumului respirator este observată la pacienții cu insuficiență circulatorie severă, congestie severă a plămânilor, rigiditate toracică și inhibarea centrului respirator. Volumul de rezervă inspiratorie este volumul maxim de aer care poate fi inhalat după o inhalare liniștită. Determinată prin spirogramă. După o inhalare calmă, subiectului i se cere să respire cât mai adânc posibil; după o secundă, se repetă înregistrarea inhalării maxime. Se măsoară înălțimea undei maxime de inhalare. Înălțimea vârfului de inspirație maximă este măsurată de la nivelul de inspirație liniștită. În conformitate cu scara spirografului, se realizează conversia în mililitri. La copii, volumul de rezervă fluctuează într-un interval larg de ml. Volumul de rezervă expirator este volumul maxim de aer care poate fi expirat după o expirație liniștită. După o expirație calmă, subiectului i se cere să expire cât mai mult posibil într-un spirometru sau spirograf. Mărimea vârfului expirației maxime este măsurată de la nivelul expirației liniștite până la vârful valului și recalculată în mililitri. Cantitatea de volum de rezervă expiratorie la copii variază în ml, ridicându-se la aproximativ 20-25% din capacitatea vitală a plămânilor. Semnificație clinică. Se observă o scădere semnificativă a volumelor de rezervă de inhalare și expirație cu o scădere a elasticității țesutului pulmonar, astm bronșic și emfizem. Semnificația practică a volumului de rezervă de inhalare și expirare din cauza variabilității individuale semnificative este nesemnificativă. Capacitatea vitală (VC) este cantitatea maximă de aer care poate fi expirată după o inhalare maximă. Se măsoară folosind un spirometru sau un spirograf. Valoarea capacității vitale crește odată cu vârsta. Potrivit lui N.A. Shalkova, media datelor la vârsta de 4-6 ani este de 1100 – 1200 ml, crescând de-a lungul anilor la ml. Băieții au un VC mai mare decât fetele. Se recomandă evaluarea capacității vitale a subiectului prin comparație cu capacitatea vitală intenționată a plămânilor (VC). Au fost propuse diverse formule pentru determinarea capacităţii vitale pe termen lung a plămânilor: VEL = (27,63-0,112 · vârstă) · înălţime în picioare (la bărbaţi); sau (21,78-0,101 · vârstă) · înălțime în picioare (pentru femele). Potrivit lui Anthony: VEL = rata metabolică bazală adecvată · 2,3 (pentru femei) sau 2,6 (pentru bărbați). Valoarea astfel obținută este apoi înmulțită cu un factor de corecție de 1,21. O scădere a capacității vitale sub 80% din valoarea corespunzătoare este considerată un fenomen patologic. Semnificație clinică. O scădere a capacității vitale se observă la copiii cu pneumonie acută și boli respiratorii cronice. Progresează pe măsură ce insuficiența respiratorie crește. Capacitatea vitală scade odată cu bolile sistemului cardiovascular, cu mobilitate limitată a toracelui și a diafragmei. Măsurarea repetată a capacității vitale în timp este esențială. La copii, capacitatea vitală crește atunci când fac sport.

Capacitatea pulmonară totală (TLC) este cantitatea de aer din plămâni după inspirația maximă. Calculat după determinarea volumului rezidual și a capacității vitale a plămânilor. Depinde de volumele pulmonare constitutive ale acestuia. TLC crește odată cu vârsta la copii. Pentru a determina capacitatea vitală totală adecvată a plămânilor (VLC), se propune să se procedeze de la valoarea VLC adecvată. Potrivit lui Anthony: DOGEL este egal cu DJEL înmulțit cu 1,32. Sunt permise fluctuații de la aceste valori medii cu ± 15-20%. Semnificație clinică. O scădere bruscă a TEL se observă în fibroza pulmonară difuză; într-o măsură mai mică se exprimă în pneumoscleroză și insuficiență cardiacă. Sub influența activităților sportive, BEL la copii crește. Ventilatie pulmonara. Volumul de respirație pe minut (MRV) este cantitatea de aer ventilată în plămâni pe minut. Poate fi măsurat prin respirație într-o pungă Douglas, pe un ceas cu gaz sau pe o spirogramă. Spirograma determină suma mișcărilor respiratorii pe 3-5 minute și apoi calculează valoarea medie pe minut. MOD în condiții metabolice bazale (în repaus, culcat, pe stomacul gol) este o valoare relativ constantă. Valoarea medie a MOD la copiii sănătoși crește de la 2000 ml la vârsta de 1 an la 5000 ml la vârsta de 15 ani. MOD la copii în ml pe 1 m2 de suprafață corporală scade odată cu vârsta de la 7800 ml la vârsta de 1 an la 3750 ml la vârsta de 15 ani. Pentru evaluarea conformității cu RMN se propune calcularea echivalentului respirator (RE), care exprimă numărul de litri de aer care trebuie ventilați pentru a utiliza 100 ml de oxigen. DE este egal cu MOD real împărțit la absorbția adecvată de oxigen înmulțită cu 10. Cu cât DE este mai mare, cu atât ventilația pulmonară este mai intensă și funcția respiratorie este mai puțin eficientă. Frecvența ridicată și adâncimea mică a respirației la copiii mici determină o eficiență mai scăzută a funcției respiratorii în comparație cu copiii mai mari. Acest lucru determină o scădere treptată a DE odată cu vârsta copiilor (în medie de la 3,8 la vârsta de 5 luni la 2,4 la 15 ani). Semnificație clinică. Se observă o creștere a MOP (hiperventilație) din cauza excitării centrului respirator, a creșterii nevoii de oxigen a organismului și a deteriorării condițiilor de schimb de gaze pulmonare: o scădere a suprafeței respiratorii a plămânilor, dificultăți în difuzarea oxigen, etc. Se observă o scădere a MOP (hipoventilație) din cauza deprimării centrului respirator, a scăderii elasticității țesutului pulmonar și a mobilității limitate a plămânilor (revărsat pleural, pneumotorax etc.). ) Determinarea MOP în timpul activității fizice este de mare importanță pentru identificarea formelor precoce (latente) de insuficiență respiratorie. În caz de insuficiență respiratorie, trecerea de la respirația cu aer la respirația cu oxigen este adesea însoțită de o scădere a MVR, care nu se observă la indivizii sănătoși. Ventilația pulmonară maximă (MVV) (limită de respirație, volum maxim pe minut, capacitate respiratorie maximă) este cantitatea maximă de aer care poate fi ventilată într-un minut. MVL este determinată folosind un ceas cu gaz, pungă Douglas și spirografie directă. În copilărie, cea mai comună metodă pentru determinarea MVL este respirația forțată voluntară timp de 15 secunde (hiperventilația mai lungă duce la eliberarea crescută de dioxid de carbon din organism și hipocapnie). Folosind spirograma, se calculează suma valorilor dinților (în milimetri) și, în conformitate cu scara spirografului, se transformă în mililitri. Cantitatea măsurată de aer expirat scade cu 4. MVL se determină în poziție șezând, de mai multe ori, de preferință pe parcursul mai multor zile. La repetarea studiilor, se ia în considerare cea mai mare valoare. MVL la copii crește odată cu vârsta de la 42 de ani la 6-8 ani la 80 de litri pe an. Semnificație clinică. O scădere a MVL este observată în bolile însoțite de o scădere a complianței pulmonare, obstrucție bronșică afectată și insuficiență cardiacă. Schimbul de gaze pulmonare. Absorbția de oxigen (PO 2) – cantitatea de oxigen absorbită pe minut. Se determină prin metoda spirografică de studiere a funcției respirației externe fie după nivelul pantei spirogramei (în aparatele fără alimentare automată cu oxigen), fie prin curba de înregistrare a alimentării cu oxigen (în aparatele cu alimentare automată cu oxigen - spirograma este înregistrate orizontal). Luând în considerare scara spirografului și viteza de mișcare a hârtiei, se calculează cantitatea de oxigen absorbită pe minut. Consumul de oxigen crește odată cu vârsta. La copiii cu vârsta de 1 an, este în medie 60 ml, la copii - 200 ml pe minut. Determinarea PO2 se efectuează în condiții metabolice bazale. Împărțind rata metabolică bazală necesară la 7,07, se obține valoarea necesară a PO 2. Este acceptabilă o abatere de la valoarea medie necesară de ± 20%. Semnificație clinică. Se observă o creștere a PO 2 cu o creștere a proceselor oxidative în organism și cu o creștere a ventilației pulmonare. Odată cu activitatea fizică, PO 2 crește. O scădere a PO 2 se observă în insuficiența cardiacă și pulmonară, cu o creștere semnificativă a ventilației minute. Factorul de utilizare a oxigenului (OCI) este numărul de ml de oxigen absorbit dintr-un litru de aer ventilat. Se calculează împărțind cantitatea de oxigen absorbită pe minut la valoarea MOD (în l). Determinarea se realizează folosind aceeași spirogramă, în aceeași perioadă de timp. Utilizați valorile reale ale MOD și PO2 determinate la temperatura camerei. Valoarea CI crește odată cu vârsta copiilor de la 20 ml în primul an de viață la 36 ml la 15 ani. Semnificație clinică. O scădere a CI indică o deteriorare și scădere a eficienței ventilației pulmonare și întreruperea proceselor de difuzie. Efectuarea unui test cu respirație cu oxigen este însoțită de o creștere a CI la unii pacienți. Această circumstanță, în combinație cu alte simptome, poate fi considerată o manifestare a insuficienței respiratorii. Sub influența activității fizice la copiii sănătoși, CI crește, ceea ce este un indicator al bunei utilizări a aerului ventilat. În caz de insuficiență respiratorie latentă se constată o scădere a coeficientului de utilizare a oxigenului chiar și cu activitate fizică moderată, iar în caz de insuficiență evidentă, în repaus.

Testele de ținere a respirației la inhalare (Shtange) și expirație (Gencha) sunt simple și accesibile. Utilizat pe scară largă pentru a evalua starea funcțională a sistemelor respirator și cardiovascular. Studiul se desfășoară în poziție șezând după odihnă timp de 5-7 minute, de preferință pe stomacul gol. Testul lui Stange. Copilului i se cere să respire adânc 3 și să expire, iar la înălțimea celei de-a patra inspirații, să-și țină respirația, ținându-și nasul cu degetele. Timpul de la sfârșitul unei respirații adânci până la reluarea respirației este înregistrat pe un cronometru. Durata de a-ți ține respirația în timp ce inhalezi la copiii sănătoși de 6-18 ani variază în câteva secunde. Testul lui Gench. Copilului i se cere sa respire adanc 3 si sa expire si dupa a treia expiratie, sa-si tina respiratia, tinand nasul cu degetele. Cronometrul înregistrează timpul de la sfârșitul celei de-a treia expirații până la reluarea respirației. La persoanele sănătoase de vârstă școlară, acest timp este egal cu secunde. Test combinat de reținere a respirației (testul A.F. Serkin) Faza 1. Se determină timpul în care subiectul își poate ține respirația în timp ce inspiră în poziție șezând. a 2-a faza. Timpul de reținere a respirației în timpul fazei de inhalare este determinat imediat după douăzeci de genuflexiuni efectuate în 30 de secunde. a 3-a faza. După un minut, se repetă faza 1. Semnificație clinică. Durata reținerii respirației în timpul inhalării și expirației scade de obicei în bolile sistemului cardiovascular și respirator. Depinde de mulți factori: excitabilitatea centrului respirator, intensitatea metabolismului tisular, calitățile voliționale, disciplina copilului etc. Reacția aparatului respirator extern la activitatea fizică. Testele funcționale cu activitate fizică sunt utilizate pentru a evalua capacitățile de rezervă ale sistemului respirator extern și pentru a identifica insuficiența respiratorie ascunsă. Alergarea pe loc, urcatul scărilor, genuflexiunile adânci, lucrul pe bicicletă ergometru etc. sunt folosite ca activitate fizică. „Testul funcțional diferențiat” a devenit larg răspândit în practica medicală. Cu o reacție favorabilă la sarcină, volumul minute al respirației crește în principal din cauza adâncirii respirației. Capacitatea vitală a plămânilor rămâne neschimbată sau crește ușor. Toți indicatorii revin la nivelul inițial după 3-5 minute. Dacă un copil are insuficiență respiratorie, se observă o reacție nefavorabilă: după activitate fizică, volumul minute al respirației crește, în principal datorită creșterii sale. Capacitatea vitală a plămânilor scade adesea. Crește echivalentul respirator. Perioada de recuperare este de obicei prelungită. Respirația externă și sistemele circulatorii îndeplinesc o singură funcție în organism - asigură respirația tisulară, ceea ce determină relația și interdependența lor. Prin urmare, studiul sistemelor cardiovasculare și respiratorii ar trebui să fie cuprinzător, mai ales atunci când se efectuează teste funcționale de stres.

Studiile au implicat școlari care nu au făcut sport și școlari-sportivi în vârstă de 8 ani. Numărul total de persoane examinate a fost de 40 de persoane. Pentru a determina parametrii respirației externe la subiecți, s-au măsurat frecvența respiratorie, volumul curent și capacitatea vitală a plămânilor. Au fost efectuate următoarele teste funcționale: Stange și Gencha. Rezultatele studiului parametrilor respirației externe sunt prezentate în tabel. Din datele obținute, indicatorii de respirație externă au cele mai mari valori în rândul școlarilor implicați în sport. Astfel, volumul respirator al sportivilor este cu 33% mai mare, iar capacitatea vitală a plămânilor este de 27%. Contingent de subiecți Frecvența respiratorie Volum curent, l Capacitate vitală, l Scolari neantrenați 15 ± 1,30,24 ± 0,192,2 ± 0,56 Studenți sportivi 17 ± 0,980,32 ± 0,182,8 ± 0,46 Rezultatele testului Stange sunt afișate și Gench. diagramă. După cum reiese din diagrama prezentată, timpul de la încheierea unei respirații profunde până la reluarea respirației este semnificativ mai mare în rândul școlarilor-sportivi cu aproape 50%. Aceeași imagine se observă atunci când se consideră rezultatele obținute în urma testului Gench. Timpul de la sfârșitul expirației până la reluarea respirației a fost semnificativ mai mare cu 38%.

1. Toate transformările energetice din organism sunt efectuate cu participarea oxigenului. În primul rând, sistemele respirator și circulator răspund la deficiența de oxigen, asigurând o redistribuire rațională a sângelui. 2. Condițiile în care scade cantitatea de oxigen din sângele unei persoane (în special hipoxia) reprezintă modificări patologice în celulele și țesuturile corpului. Motivele care determină dezvoltarea înfometării de oxigen sunt diferite, prin urmare condițiile hipoxice în sine sunt eterogene în ceea ce privește mecanismul fiziologic de dezvoltare. 3. Studiul parametrilor respiratori (volumul și frecvența respirației) vă permite să evaluați în mod obiectiv natura ventilației pulmonare. Sa observat că respirația profundă și rară creează condiții mai bune pentru schimbul de gaze pulmonare. 4. În urma studiului, a fost relevat că indicatorii respirației externe în rândul școlarilor-sportivi sunt semnificativ mai mari decât în rândul colegilor lor care nu fac sport.

„Compuși cu oxigen” - Compuși cu oxigen N (toți oxizii de azot sunt endotermi!!!). Compușii oxigenului N+5. Halogenuri de N. Legarea diazotului N2. Compușii oxigenului N+3. Termoliza sărurilor de amoniu. Descompunerea nitraţilor la T. Compuşii oxigenului N+2. Elemente de deschidere. Nitruri. Proprietăți. Compușii oxigenului N+4. La fel și pentru Li2NH (imidă), Li3N (nitrură).

„Utilizarea oxigenului” - Aplicarea oxigenului. Pacientul se află într-un aparat special în atmosferă de oxigen la presiune redusă. Medicul vorbește cu pacientul la telefon. Pompier cu aparat de respirat autonom. În afara atmosferei pământului, o persoană este forțată să ia cu sine o rezervă de oxigen. Principalii consumatori de oxigen sunt industria energetică, metalurgia și industria chimică.

„Chimia oxigenului” - 1,4 g/l, puțin mai greu decât aerul. Reacții de ardere. Temperatură de topire. Oxigenul în natură. Temperatura de fierbere. Stare fizică, culoare, miros. Proprietățile fizice ale oxigenului. Densitate. Solubilitate. Oxigen. Reacțiile de oxidare care eliberează căldură și lumină se numesc reacții de ardere.

„Test „Aer”” - Numărul de zone climatice. Răspundeți la întrebări în scris. Vânt care își schimbă direcția de două ori pe an. Aer. Unitatea de masura a presiunii. Un amestec de diferite lichide. Dispozitiv pentru măsurarea presiunii atmosferice. Gaz care nu suportă arderea. Densitatea aerului. Rezumați și consolidați cunoștințele.

„Chimia aerului” - Găuri de ozon. Consecințele poluării aerului. Evacuări auto, emisii de la întreprinderile industriale. Efect de sera. Determinați principalele modalități de rezolvare a problemei poluării aerului. Componente variabile ale aerului. Principalele modalități de a rezolva problema poluării aerului. Starea ecologică în districtele Moscovei.

"Oxigen. Ozon. Aer" - Efectuați testul. Finalizați sarcina. M.V. Lomonosov. alotropie. Oxigen. Rezolva problema. Compoziția aerului. Studiați compoziția aerului. Rolul biologic. Ozon și oxigen. Obținerea oxigenului. Proprietățile oxigenului. A. Lavoisier. Generalizare. Utilizarea oxigenului. Eliberare de oxigen. Verifica-ti raspunsurile. Experienta de laborator.

Există un total de 17 prezentări în acest subiect

Oxigenul gazos ușor este cel mai abundent element de pe Pământ. În scoarța terestră, greutatea sa este de 12 ori mai mare decât fierul, de 140 de ori mai mult decât carbonul, de aproape 500 de ori mai mult decât sulful; reprezintă 49,13 la sută din greutatea întregii scoarțe terestre.

Această distribuție a oxigenului pe Pământ corespunde pe deplin importanței sale în viața naturii vii și moarte. La urma urmei, apa este un compus de hidrogen și oxigen (conține 89 la sută oxigen), nisipul este un compus de siliciu și oxigen (53 la sută oxigen), minereul de fier este un compus de fier și oxigen. Oxigenul face parte din multe minereuri și minerale. Dar oxigenul este de cea mai mare importanță pentru viața animalelor sălbatice, pentru viața animalelor și a oamenilor. Fără oxigen, viața pe Pământ este imposibilă.

Întreaga activitate de viață a corpului uman, de la naștere până la moarte, este asociată cu procese oxidative în care oxigenul joacă rolul principal.

Aceste procese încep cu respirația umană. Aerul pe care o inhalează o persoană intră în plămâni. Aici, prin pereții celor mai subțiri vase de sânge, prin care lichidul nu trece, ci gazul trece, oxigenul pătrunde în sânge. Schimbul de gaze, cel mai important proces pentru viață, are loc în sânge.

Sângele, absorbind oxigenul, eliberează dioxidul de carbon pe care îl conține. De obicei, aerul conține 0,03% dioxid de carbon, în timp ce aerul expirat de o persoană conține 4,38% dioxid de carbon.

Astfel, conținutul de dioxid de carbon din aerul expirat de o persoană crește de 140 de ori față de conținutul său din aer. Conținutul de oxigen, dimpotrivă, scade la 16,04 la sută, adică cu 1/5 față de conținutul său din aer.

Oxigenul primit de sânge este transportat în tot organismul și oxidează nutrienții dizolvați în el. Când este oxidat de oxigen, adică în timpul arderii lente a nutrienților care intră în organism, se formează dioxid de carbon, care este absorbit de sângele circulant. Dioxidul de carbon este transportat de sânge către plămâni și aici, în timpul unui nou schimb de gaze cu oxigenul proaspăt primit din aer, este eliberat în atmosfera înconjurătoare atunci când este expirat.

Un adult consumă zilnic aproximativ 850 de litri de oxigen în timpul respirației. Procesele oxidative care au loc în corpul nostru sunt însoțite de eliberarea de căldură. Această căldură, asociată cu procesul de respirație, menține temperatura corpului nostru la aproximativ 37 de grade.

În timpul respirației, în timpul arderii, în timpul oricăror alte procese oxidative (ruginirea metalelor, putrezirea etc.), oxigenul din aer este absorbit. Pot apărea întrebări legitime: aerul este epuizat de oxigen și cât timp va fi suficient pentru viață pe Pământ? Nu există niciun motiv de îngrijorare în acest sens.

Atmosfera conține 1.300.000.000.000.000 de tone de oxigen și, deși această valoare este doar o zece miimi din conținutul total de oxigen din scoarța terestră, acest număr este destul de mare. Dar cel mai important lucru este că practic nu se schimbă din cauza proceselor inverse de eliberare de oxigen care apar în natură.

Aceste procese de eliberare de oxigen apar ca urmare a vieții plantelor. Absorbind dioxidul de carbon din aer pentru nutriția lor, plantele, sub influența luminii solare, îl descompun în carbon și oxigen. Carbonul rămâne în plantă și este folosit pentru a-și construi corpul, în timp ce oxigenul este eliberat înapoi în atmosferă. Și deși plantele respiră și ele și au nevoie de oxigen pentru a respira, în general, cantitatea de oxigen pe care plantele o eliberează în timpul hrănirii lor este de 20 de ori mai mare decât cea de care au nevoie pentru a respira. Astfel, plantele sunt fabrici vii de oxigen.

De aceea plantarea plantelor în orașe are o mare valoare pentru sănătate. Ele nu numai că absorb cantitățile în exces de dioxid de carbon care se acumulează aici ca urmare a acțiunii fabricilor și fabricilor, dar, ajutând la curățarea aerului de impuritățile dăunătoare, îl îmbogățesc cu oxigen care dă viață organismului uman și animalelor.

Inelul verde din jurul orașelor este o sursă de oxigen, o sursă de sănătate.

Raportul pe tema „Utilizări ale oxigenului”, rezumat în acest articol, vă va spune despre domeniile de industrie în care această substanță invizibilă aduce beneficii incredibile.

Mesaj despre consumul de oxigen

Oxigenul este o parte integrantă a vieții tuturor organismelor vii și a proceselor chimice de pe planetă. În acest articol vom analiza cele mai frecvente utilizări ale oxigenului:

Utilizarea oxigenului în medicină

În acest domeniu, este extrem de important: elementul chimic este folosit pentru a susține viața persoanelor care suferă de dificultăți de respirație și pentru a trata anumite afecțiuni. Este de remarcat faptul că la presiune normală nu puteți respira oxigen pur pentru o perioadă lungă de timp. Acest lucru nu este sigur pentru sănătate.

Aplicarea oxigenului în industria sticlei

Acest element chimic este folosit în cuptoarele de topire a sticlei ca o componentă care îmbunătățește arderea în acestea. De asemenea, datorită oxigenului, industria reduce emisiile de oxid de azot la un nivel sigur pentru viață.

Utilizarea oxigenului în industria celulozei și hârtiei

Acest element chimic este utilizat în alcoolizare, delignificare și alte procese, cum ar fi:

Hârtie de albire
Curățarea canalelor de scurgere
Prepararea apei potabile
Intensificarea arderii incineratoarelor de deseuri
Reciclarea anvelopelor

Aplicarea oxigenului în aviație

Deoarece o persoană nu poate respira în afara atmosferei fără oxigen, trebuie să ia cu el un aport din acest element util. Oxigenul produs artificial este folosit de oameni pentru a respira într-un mediu străin: în aviație în timpul zborurilor, în nave spațiale.

Utilizarea oxigenului în natură

În natură, există un ciclu al oxigenului: în timpul procesului de fotosinteză, plantele transformă dioxidul de carbon și apa în compuși organici la lumină. Acest proces se caracterizează prin eliberarea de oxigen. La fel ca oamenii și animalele, plantele consumă oxigen din atmosferă noaptea. Ciclul oxigenului în natură este determinat de faptul că oamenii și animalele consumă oxigen, iar plantele îl produc ziua și îl consumă noaptea.

Aplicarea oxigenului în metalurgie

Industriile chimice și metalurgice necesită oxigen pur, nu oxigen atmosferic. În fiecare an, întreprinderile din întreaga lume primesc peste 80 de milioane de tone din acest element chimic. Este folosit în procesul de producere a oțelului din fier vechi și fontă.

Care este utilizarea oxigenului în inginerie mecanică?

În construcții și inginerie mecanică este utilizat pentru tăierea și sudarea metalelor. Aceste procese sunt efectuate la temperaturi ridicate.

Utilizarea oxigenului în viață

În viață, o persoană folosește oxigenul în diferite domenii, cum ar fi:

Creșterea peștilor în fermele de iaz (apa este saturată cu oxigen).
Tratarea apei în timpul producției de alimente.
Dezinfectarea spațiilor de depozitare și a spațiilor de producție cu oxigen.
Dezvoltarea de cocktailuri de oxigen pentru animale, astfel încât acestea să se îngrașă.

Utilizarea umană a oxigenului în electricitate

Centralele termice și electrice care funcționează cu petrol, gaze naturale sau cărbune folosesc oxigenul pentru a arde combustibilul. Fără el, toate fabricile de producție industrială pur și simplu nu ar funcționa.

Sperăm că mesajul pe tema „Utilizarea oxigenului” v-a ajutat să vă pregătiți pentru lecție. Puteți adăuga povestea dvs. despre utilizarea oxigenului folosind formularul de comentarii de mai jos.

Portal pentru școlari. Auto-pregătire

Mesaj despre consumul de oxigen

Utilizarea oxigenului în medicină

Aplicarea oxigenului în industria sticlei

Utilizarea oxigenului în industria celulozei și hârtiei

Aplicarea oxigenului în aviație

Utilizarea oxigenului în natură

Aplicarea oxigenului în metalurgie

Care este utilizarea oxigenului în inginerie mecanică?

Utilizarea oxigenului în viață

Utilizarea umană a oxigenului în electricitate

ARTICOLE SIMILARE