Beim einatmen sollte CO2 nettom��ig eh nicht ins Blut diffundieren. Die Diffusion wird mit Hilfe des Fick'schen Diffusionsgesetzes beschrieben. Hierbei ist die Diffusionsrate direkt proportional der Konzentrations- (oder in diesem Falle: Partialdruck-)differenz. Show Viel CO2 im Blut + wenig CO2 in den Alveolen -> CO2 diffundiert aus dem Blut in die Alveolen Neben der Partialdruckdifferenz gibt es im Falle der Blut-Luft-Schranke noch einen Diffusionskoeffizienten, der sich aus der Beschaffenheit der alveolokapill�ren Membran und den chemischen/physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Gaes zusammensetzt. Hieraus ergibt sich auch, dass CO2 bei gleicher Differenz sehr viel besser �ber die Blut-Luft-Schranke diffundiert als O2. Welche physikochemischen Eigenschaften aber daf�r im Einzelnen verantwortlich sind, kann ich dir ehrlich gesagt nicht sagen und wird auch in den dicken Physiologiew�lzern nicht n�her er�rtert (ist f�r den Mediziner auch herzlich irrelevant). Vielen Dank f�r Deine Hilfe! Powered by vBulletin® Version 4.2.3 Copyright ©2022 Adduco Digital e.K. und vBulletin Solutions, Inc. Alle Rechte vorbehalten. Stephan Gerlach 2019-07-30 22:44:12 UTC Permalink [Zunächst Crosspost nach de.sci.physik, bei Bedarf nach de.rec.fahrradeinschränken.] Normalerweise pumpt man ja ein Gemisch aus ca. 78% Stickstoff und 21% Sauerstoff in die Reifen. Neulich hatte ich einen Platten, und ein freundlicher Mitfahrer bot mir daraufhin beim Wieder-Aufpumpen eine Kohlenstoffdioxid-Kartusche an. Dieses Angebot habe ich dankenswerterweise angenommen. Es kam noch der Hinweis: "Du mußt aber morgen bestimmt mal nachpumpen, mit CO2 läßt der Druck schneller nach als mit Luft". Tatsächlich war das am nächsten Tag genauso festzustellen. Warum ist das eigentlich so? Zunächst dachte ich "klar, kleinere Moleküle diffundieren schneller", aber bei genauerer Überlegung kam ich dann darauf, daß CO2-Moleküle eigentlich größer sein müßten als N2- und O2-Moleküle... Was beeinflußt, wie schnell der Fahrradschlauch den Druck verliert? 1.) Molekülgröße? Offenbar ist das nicht der entscheidende Punkt, siehe mein "Testergebnis". 2.) Das Verhältnis von Druck im Reifen und außerhalb? Ja, aber wenn das der alleinig wichtige Punkt wäre, dann müßte der Reifen mit Luft- und CO2-Befüllung den Druck gleich schnell verlieren. 3.) Material des Schlauchs? Auch das kann nicht ausschlaggebend sein, da hier immer normale Butyl-Schläuche verwendet wurden. Der gleiche Schlauch behielt Luft deutlich länger in sich als CO2. 4.) Die Konzentrationsgradienten der Stoffe CO2/N2/O2 innen/außen? Hier könnte ich mir am ehesten vorstellen, daß das was zu bedeuten hat. Denn bei Luft-Füllung ist die prozentuale CO2-Konzentration im Reifen genau gleich wie außen; bei CO2-Füllung ist die Konzentration im Reifen aber viel größer als außen. Allerdings kommt hier die Frage auf, inwieweit der Schlauch mit CO2 drin überhaupt als "offenes System" betrachtet werden kann, so daß das CO2 im Schlauch sozusagen die Luft außen "sieht"; der Schlauch ist ja wie eine Membran, die den direkten/sofortigen Konzentrationsausgleich verhindert. 5.) Weitere, bisher nicht genannte Effekte...? -- Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen. (...Dialog aus m.p.d.g.w.a.) Carla Schneider 2019-07-30 22:35:35 UTC Permalink Post by Stephan Gerlach meine Vermutung. Als google ich co2 solubility in butyl rubber Und finde das hier https://chemistry.stackexchange.com/questions/54826/why-does-co2-diffuse-through-a-butyl-rubber-membrane-more-readily-than-air?noredirect=1 Stephan Gerlach 2019-08-01 23:59:23 UTC Permalink Post by Carla Schneider Post by Stephan Gerlach meine Vermutung. Also ist die Löslichkeit von Gasen in Feststoffen(!) (wenn man Gummi als Feststoff auffaßt?!) entscheidend... Post by Carla Schneider Linie von der Molekül-Größe des zu lösenden Gases ab. Insgesamt ist das Ganze offenbar ein nicht-triviales Problem. -- Post by Carla Schneider (...Dialog aus m.p.d.g.w.a.) Carla Schneider 2019-08-02 08:58:35 UTC Permalink Post by Stephan Gerlach Post by Carla Schneider Post by Stephan Gerlach meine Vermutung. Feststoff auffaßt?!) entscheidend... Es gibt auch ein schoenes Beispiel fuer kristalline Feststoffe: Palladium speichert grosse Mengen Wasserstoff und laesst ihn auch gut durchdiffundieren. Post by Stephan Gerlach Post by Carla Schneider Linie von der Molekül-Größe des zu lösenden Gases ab. Insgesamt ist das Ganze offenbar ein nicht-triviales Problem. Vielleicht bei Edelgasen... Roland Franzius 2019-08-02 08:56:06 UTC Permalink Post by Stephan Gerlach Post by Carla Schneider Post by Stephan Gerlach Stickstoff, war sofort meine Vermutung. Also ist die Löslichkeit von Gasen in Feststoffen(!) (wenn man Gummi als Feststoff auffaßt?!) entscheidend... Post by Carla Schneider Linie von der Molekül-Größe des zu lösenden Gases ab. Insgesamt ist das Ganze offenbar ein nicht-triviales Problem. Überwindung der Grenzfläche aufgebracht oder gewonnen wird. Die Grenzschicht bilden die nicht abgesättigten Elektronen der Moloküle in der Randschicht. Kommt ein Fremdmolkül der Grenzschicht nahe, gibt es zwei Möglichkeiten: Ergibt sich für die äußeren Elektronen in Kombination eine geringere Energie, dann wird das Molekül unter Abgabe eines äußeren Elektrons an das Elektronenkontinuum des Festkörpers absorbiert. Die Diffusion des um ein Außenelektron verkleinerten Ions im Inneren des Festkörpers hängt dann von der Sprungwahrscheinlichkeit des gestrippten Fremdmolküls von Gitterplatz zu Gitterplatz ab und das ist ein quantenmechanischer Tunnelprozess, dessen Zeitkonstante exponentiell von der Höhe * Breite der energetischen Barriere abhängt, die von Elektronenkontinuum und den Atomrümpfen aufgebaut, zwischen zwei Gitterzellen existiert. Sind hingegen die Randzustände des Elektronengases im Festkörper quantenmechanisch voll besetzt mit einer endlichen Quantenlücke für jedes zusätzliche Elektron, bekommt man das Gas nur mit Drücken in den Festkörper, dessen Energiedichts pro Teilchen diese Lücke übersteigt. Oberflächendruck ist gleich kinetischer Energiedichte im Volumen: kg m/s^2 /m^2 = kg m^2/s^2 /m^3 Eklatantestes Beispiel ist die unglaubliche Löslichkeit des Wasserstoffs in Metallen. Da Wasserstoff H_2 im Prinzip beide Elektronen spenden kann, können sich die unendlich kleinen nackten Protonen an energetisch passenden Stellen im Gitter verstecken und sind dann sowas wie freie schwere positive Eletronen. Eine zweite Paradigmengruppe sind die biologischen Zellmembrantransportmaschinen für Protonen und einwertige Metalle. Das Pumpenmolekül in der Membran greift sich im Elektrolyt Außen ein passendes Ion. Das hat eine gesättigte Schale und ist daher klein und hart. Das wird dann unter Benutzung der Energie eines ATP-Moleküls in der rotierenden Struktur der Pumpe in die Zelle gepumpt und erhöht dort Druck und elektrisches Potential. -- Anton Ertl 2019-07-31 05:56:07 UTC Permalink Post by Stephan Gerlach daher diffundieren sie normalerweise langsamer. Post by Stephan Gerlach als fuer Sauerstoff oder Stickstoff (es ist auch naheliegend, dass es fuer die Hauptbestandteile der Luft besonders undurchlaessig ist, dafuer wurde das Material ja ausgewaehlt). Das kannst Du z.B. bezueglich Wasser bei PET beobachten, indem Du eine mit Wasser gefuellte PET-Flasche ein paar Jahre lang stehen laesst: Wasser diffundiert aus der Flasche, die Luft kommt nicht in gleichem Mass hinein, und als Ergebnis wird die Flasche vom Luftdruck zusammengedrueckt <http://blog.stuffedcow.net/2018/04/hygroscopic-pet-bottles/>. Post by Stephan Gerlach keine grosse Rolle spielen. Post by Stephan Gerlach Prozess. Du hast draussen ~0.8bar N2-Partialdruck, ~0.2 bar O2-Partialdruck, und, drinnen mit Luft vielleicht 4 bar N2, 1 bar O2. Wenn in einem bestimmten Zeitraum z.B. 4g N2 und 1g O2 nach draussen diffundieren, diffundieren in der selben Zeit 0.8g N2 und 0.2g O2 nach innen. Allerdings werden die Diffusionsraten unterschiedlich sein, zumindest schon einmal, weil O2 ist ja schwerer ist als N2. Wenn Du dieselbe Diffusionsrate (bezueglich Masse) bei CO2 haettest, wuerden bei CO2-Fuellung 5g CO2 herausdiffundieren, waehrend 1g Luft hineindiffundiert. - anton -- Warum diffundiert CO2 besser als O2?CO2 diffundiert ca. 20 – 25 mal leichter als O2 , d.h. es gibt keine isolierten CO2-Diffusionsstörungen. In den Bronchien findet kein Gasaustausch statt, zusammen mit Mund-, Nasen- und Rachenraum sowie der Trachea bilden sie den sogenannten Totraum.
Was diffundiert besser CO2 oder O2?Der Diffusionskoeffizient liegt für CO2 gut 20 mal höher, als für O2, das erklärt den geringeren Unterschied zwischen den CO2 Partialdrücken in der Luft und im Blut. Das heißt in gleicher Zeit diffundiert 20 mal soviel CO2 durch die Membran als O2.
Warum atmen wir mehr CO2 aus als ein?Da die Kohlendioxidmenge (genau genommen der Partialdruck des Kohlendioxids) im Blut höher ist als im gasförmigen Inneren der Lungenbläschen, gelangt das Kohlendioxid durch Diffusion in die Atemluft, und wir atmen CO2 aus.
Warum sind O2 und CO2 Partialdruck in den Alveolen unterschiedlich von der Umgebungsluft?Die O2-Konzentration und der O2-Partialdruck in den Alveolen hängen von der Aufnahme des Sauerstoffs in das Blut und von der Belüftung der Alveolen mit Frischluft ab: Je mehr Sauerstoff ins Blut diffundiert, desto niedriger werden die alveoläre Konzentration und der Partialdruck.
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Warum diffundiert CO2 schneller als o2?
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