Question

Difficulty: MediumGazların Difüzyonu ve Difüzyon Yasaları

Gazların alveolo-kapiller membrandaki difüzyon hızını (VV) belirleyen parametrelerden biri olan difüzyon katsayısı (DD); Henry yasasından gelen çözünürlük (SS) ve Graham yasasından gelen molekül ağırlığının karekökü (MW\sqrt{MW}) ile ilişkilidir (DS/MWD \propto S/\sqrt{MW}).

Bu fiziksel prensipler ışığında, O2O_2 ve CO2CO_2 gazlarının difüzyon özelliklerine ilişkin aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    CO2CO_2 molekülü O2O_2'den daha küçük bir molekül ağırlığına sahip olduğu için Graham yasası uyarınca daha hızlı difüze olur.
  2. B
    O2O_2 gazının sudaki çözünürlüğü CO2CO_2'den daha yüksek olduğu için alveollerden kana geçişi daha kolaydır.
  3. CO2CO_2'nin difüzyon katsayısının O2O_2'den yaklaşık 20 kat fazla olması, yüksek çözünürlüğünün molekül ağırlığı dezavantajını baskılamasından kaynaklanır.Answer
  4. D
    Fick yasasına göre, gazın difüzyon hızı molekül ağırlığının kendisi ile doğru orantılı olarak değişir.
  5. E
    Difüzyon katsayısı sadece membranın fiziksel yapısına bağlı olup gazın kimyasal özelliklerinden etkilenmez.

Answer

CO2CO_2'nin yüksek çözünürlüğünün, daha yüksek molekül ağırlığına sahip olmasından kaynaklanan dezavantajı ortadan kaldırarak difüzyon katsayısını O2O_2'den 20 kat daha fazla yapması doğru ifadedir.
Gazların difüzyonunda iki temel yasa çatışır: Graham yasasına göre ağır gazlar (örneğin CO2CO_2) daha yavaş yayılırken, Henry yasasına göre çözünürlüğü yüksek gazlar (örneğin CO2CO_2) daha hızlı yayılır. CO2CO_2'nin plazmadaki çözünürlüğü O2O_2'den yaklaşık 24 kat fazla olduğu için, bu durum molekül ağırlığı dezavantajını tamamen siler ve neticede CO2CO_2 yaklaşık 20 kat daha hızlı difüze olur.

Step-by-Step Solution

1
Fick Difüzyon Yasasını analiz et
V=ΔP×A×Sd×MWV = \frac{\Delta P \times A \times S}{d \times \sqrt{MW}}
Difüzyon hızını etkileyen tüm fiziksel parametreleri bir arada görmek için.
2
Graham ve Henry yasalarını difüzyon katsayısı (DD) bazında birleştir
DS/MWD \propto S / \sqrt{MW}
Gazın cinsine bağlı özellikleri (çözünürlük ve molekül ağırlığı) tek bir katsayıda toplamak için.
3
O2O_2 ve CO2CO_2 parametrelerini kıyasla
MWCO2>MWO2MW_{CO2} > MW_{O2} (Dezavantaj), ancak SCO2SO2S_{CO2} \gg S_{O2} (Büyük avantaj)
CO2CO_2'nin neden daha hızlı difüze olduğunu matematiksel olarak anlamak için.
4
Net sonucu değerlendir
DCO220×DO2D_{CO2} \approx 20 \times D_{O2}
Çözünürlük farkının molekül ağırlığı farkından çok daha dominant olduğunu teyit etmek için.

Key Concept

Difüzyon Katsayısı (D) ve Fick Yasası Bileşenleri
Estimated Time:1m 15s
Rate this question