Osatekijäpaine

Osatekijäpaine (partial pressure) on kaasuseoksen komponentin aiheuttama paine. Sen määritelmä on sama kuin englanninkielisessä termissä: se on sen komponentin paine, jonka kyseinen kaasu tekisi, jos se olisi ainoana kaasuna tilassa, jossa on sama lämpötila kuin seoksessa.

Ideaalikaasuseoksessa osatekijäpaine määritellään helposti: p_i = x_i P, missä p_i on osatekijäpaine, x_i on komponentin molaattinen osuus (mol fraction) ja P on seoksen kokonaispaine. Tällöin P = sum_i p_i.

Ei-ideaalisissa seoksissa tilanne on monimutkaisempi. Osatekijäpaine ei välttämättä vastaa suoraan x_i P, vaan sitä voidaan kuvata fugakiteetin avulla f_i = φ_i x_i P, jossa φ_i on fugakiteetti-tekijä. Käytännössä tämä tarkoittaa, että idealiolosuhteista poiketen osatekijäpaine voi poiketa sen yksinkertaisesta kaavasta, ja seurauksena on tarve käyttää korjaavia tekijöitä seoksen rakenteen mukaan.

Käyttökohteita ja esimerkkejä ovat:

- Ilmakehässä osatekijäpaineet määrittävät, kuinka paljon happea, typpeä ja muita kaasuja on saatavilla hengityksessä ja fysiologisissa prosesseissa. Esimerkiksi normaalissa merivedenpinnan paineessa noin P = 1 atm, ilman O2 osatekijäpaine on noin 0,21 atm, N2 noin 0,78 atm ja CO2 erittäin pieni.

- Kemiallisissa reaktioissa osatekijäpaineet vaikuttavat tasapainotiloihin ja reaktioiden nopeuksiin; suuruudet kytkeytyvät usein Kp-arvoihin.

- Prosessiteollisuudessa osatekijäpaineet ovat keskeisiä suunnittelussa, kuten erottelu- ja sekoitusprosesseissa sekä reaktoreiden toiminnassa.

Terminologia: termiä käytetään yleisesti teoreettisessa ja koulutusmateriaalissa, ja käytännössä saatetaan puhua myös osapaineesta.