Osapaineessa

Osapaineessa tarkoitetaan kaasuseoksen yksittäisen kaasun paineen osaa kokonaispaineesta. Käytännössä osapaine Pi kuvaa sitä painetta, jonka kyseinen kaasu aiheuttaisi, jos se olisi ainoana kaasuna tilassa vallitsevassa lämpötilassa. Osapaineet ovat erityisen keskeisiä ideaalikaasuseoksissa, joissa koko paine jaetaan kunkin aineen molaari osuuden mukaan.

Laskentakaava on Pi = xi Ptot, missä xi on kaasun molaari osuus (mole fraction) ja Ptot on kokonaispaine. Tämä yhteys antaa tavan kuvata, miten eri kaasujen osuudet vaikuttavat seoksen paineisiin. Eri aineiden osapaineet voivat muuttua lämpötilan, paineen ja kaasujen sekoitussuhteiden mukaan.

Esimerkkejä: ilmakehässä, jonka kokonaispaine on noin 101,3 kPa merenpinnalla, O2:n osapaine on noin 21 kPa (noin 21 %), N2:n noin 79 kPa (noin 78 %) ja CO2:n noin 0,04 % (noin 0,04 kPa). Pitoisuudet voivat vaihdella kosteuden ja paineen mukaan.

Sovellukset ulottuvat fysiologiasta kemian ja tekniikan sovelluksiin. Biologiassa osapaineet vaikuttavat kaasujen diffuusioon keuhkoista vereen; tärkeimmät mittaukset ovat PaO2 ja PaCO2, jotka kuvaavat veren hapen ja hiilidioksidin osapaineita. Lääketieteessä ja anestesiologiassa sekä hengityslaitteiden käytössä osapaineita säädetään ja seurataan. Kaasujen reaktioissa osapaineet vaikuttavat reaktioiden nopeuteen ja tasapainoon.

Mittauksissa käytetään paineen yksiköitä kuten pascalia (Pa), kilopascalia (kPa) tai mmHg; 1 atm on noin 101,3 kPa ja 760 mmHg. Osapaineet ovat keskeinen käsite sekä tieteessä että käytännön sovelluksissa.