Englischer Begriff
partial pressure
Definition
Der Partialdruck pX ist der Druck, den ein einzelnes Gas in einem Gasgemisch oder einer Flüssigkeit ausübt:
$$ p\mathrm{X}=\frac{\left(\mathrm{Luftdruck}-47\right)\times \mathrm{Gasanteil}\ \left[\%\right]}{100} $$
Beschreibung
Unterteilt in Gasphase, Flüssigkeitsphase und Tonometrie:
Gasphase
Die Aufteilung des Gesamtdrucks auf die einzelnen Gase regelt sich nach dem Daltonschen Gesetz (J. Dalton, 1766–1844; brit. Naturforscher): In einem Gasgemisch übt jedes einzelne Gas den seinem Volumenanteil entsprechenden Teil des Gesamtdrucks aus. Als Partialdrücke für normal zusammengesetzte Alveolarluft ergeben sich bei einem Luftdruck von 760 mmHg (101,3 kPa) und bei 37 °C die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Werte:
Volumen (%) | p (mmHg) | p (kPa) | |
|---|---|---|---|
Sauerstoff | 13,3 | 100 | 13,3 |
Kohlendioxid | 5,3 | 40 | 5,3 |
Stickstoff | 75,3 | 573 | 76,4 |
Wasserdampf (sat.) | 6,2 | 47 | 6,3 |
Gesamt | 100 | 760 | 101,3 |
Flüssigkeitsphase
Das arterielle Blut steht mit der Alveolarluft im Gleichgewicht. Nach dem Henry-Gesetz (William Henry, 1774–1836; brit. Physiker und Chemiker) löst sich in einer Flüssigkeit jedes einzelne Gas entsprechend seinem Partialdruck in der Gasphase. Nach Eintritt des Verteilungsgleichgewichts hat jedes einzelne Gas den gleichen Partialdruck in der Gasphase und in der Flüssigkeit. Welche Menge des Gases sich pro Druckeinheit in der betreffenden Flüssigkeit löst, wird durch den Bunsen-Löslichkeitskoeffizient α angegeben (Robert Wilhelm Bunsen, 1811–1899; dt. Chemiker). Er ist abhängig von der Temperatur und der Art der Flüssigkeit. Für Blutplasma bei 37 °C gelten für die verschiedenen Maßeinheiten die in der folgenden Tabelle aufgeführten Werte.
mmol × L−1 × mmHg−1 | mmol × L−1 × kPa−1 | mL × L−1 × mmHg−1 | mL × L−1 × kPa−1 | |
|---|---|---|---|---|
p(CO2) | 0,0307 | 0,230 | 0,00675 | 0,0507 |
p(O2) | 0,00133 | 0,010 | 0,031 | 0,233 |
Tonometrie
Das Herbeiführen des Verteilungsgleichgewichts zwischen einer stationären flüssigen Phase und einer strömenden Gasphase in sog. Tonometern nennt man äquilibrieren. Die Tonometrie wird zur Qualitätskontrolle der Partialdruckmessungen im Blut eingesetzt, kann aber auch für analytische Zwecke genutzt werden, z. B. bei der Bestimmung des Halbsättigungsdrucks (Halbsättigungsdruck (Hämoglobin)) des Hämoglobins. Unter den Bedingungen der Wasserdampfsättigung, die sowohl in den Lungenalveolen als auch im Blut gegeben ist und deshalb auch in der Messkammer des Blutgasanalysators und bei der Tonometrie herbeigeführt wird, übt der Wasserdampf einen eigenen Partialdruck, pH2O(sat), aus. Er ist nur von der Temperatur abhängig und beträgt bei 37 °C 47 mmHg (BTPS = body temperature, pressure, saturated). Er ist bei der Berechnung des Partialdrucks eines Gases X zu berücksichtigen (siehe Formel in der Definition).
Diese Berechnung ist für die Kalibration der pO2- und der pCO2-Elektrode in Blutgasanalysatoren notwendig.
Literatur
Burnett RW, Covington AK, Maas AHJ et al (1989) IFCC method for tonometry of blood. J Clin Chem Clin Biochem 27:403–408PubMed