Osapaineen

Osapaine (partial pressure) kuvaa sen yksittäisen kaasun aiheuttamaa painetta kaasuseoksessa. Se kertoo, kuinka suuri osa kokonaispaineesta johtuu kunkin kaasun läsnäolosta. Daltonin lain mukaan kokonaispaine P_total on kaikkien osapaineiden summa: P_total = Σ_i P_i. Osapaine voidaan ilmaista myös molekyylipitoisuuden kautta: P_i = x_i P_total, missä x_i on kyseisen kaasun molekyylimäärä/seoksen kokonaismäärä. Lisäksi osapaine voidaan laskea idealin kaasun lain perusteella: P_i = n_i RT / V. Yleisimmät yksiköt ovat pascalit (Pa), kilopascalit (kPa), atm ja millimetrit elohopeaa (mmHg).

Esimerkkejä: kuiva ilma normaalissa ilmanpaineessa sisältää noin 78 prosenttia typpeä, noin 21 prosenttia happea ja vähän hiilidioksidia sekä jalokaasujia; kokonaispaine on noin 101,3 kPa. Näiden kaasujen osapaineet ovat noin P_N2 ≈ 78 kPa, P_O2 ≈ 21 kPa ja P_CO2 ≈ 0,04 kPa. Realistisissa, ei-idealistisissa olosuhteissa paineiden käyttäytyminen poikkeaa hieman ideaalista, erityisesti suurilla paineilla tai erittäin pienillä tilavuuksilla.

Osapaineen merkitys ulottuu myös liuoksiin: Henryn lain mukaan liuoksessa olevan kaasun liukoisuus C on suoraan verrannollinen sen osapaineeseen P_i (C = k_H P_i). Tämä kuvaa kaasujen liukenemista nesteisiin sekä kaasujen diffuusiota ja tällaisia ilmiöitä biologisissa ja teollisissa prosesseissa. In physiology, osapaineen käsite on keskeinen hapen ja hiilidioksidin vaihdossa kehon eri tiloissa, kuten alveolien ja veren välisessä vaihtokohdassa. Alveolinen O2-osapaine on noin 13 kPa (noin 100 mmHg) ja CO2-osapaine noin 5,3 kPa (noin 40 mmHg).