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¿Por qué respirar oxígeno puro a ser una mala idea?

Mi libro de texto menciona que los tanques de BUCEO a menudo contienen una mezcla de oxígeno y nitrógeno, junto con algunos de helio que sirve como diluyente.

Ahora como yo lo recuerdo, buzos tener cuidado de no a la superficie demasiado rápido porque los resultados en 'the Bends', que implica la formación de burbujas de nitrógeno en la sangre y es potencialmente fatal.

Si ese es el caso, ¿por qué no utilizar puro gas de oxígeno en los tanques de BUCEO? Me parece una buena idea, ya que sería

  • a) Permitir a los buzos para permanecer bajo el agua durante largos períodos de tiempo (de la que he oído que el común de los tanques de BUCEO sólo dar a los buceadores un patético hora o así de tiempo bajo el agua.

  • b) Posiblemente eliminar las posibilidades de desarrollo de 'the Bends' sobre la superficie. Bueno, parece plausible, es que si el buceador se fueron a tomar 10 minutos de respiración profunda sesión con oxígeno puro para vaciar todo el nitrógeno que hay en sus pulmones antes de enganchar un cilindro de oxígeno puro y va para un buceo. Así que si no hay nitrógeno gaseoso en los pulmones y la sangre, entonces él no tiene que preocuparse acerca de nitrógeno burbujas de desarrollo en su sistema.

Ahora bien, estas dos ventajas que no son difíciles de pasar por alto, pero ya que nadie llena los tanques de BUCEO con oxígeno puro, debe haber alguna razón por la que he pasado por alto, que desalienta a los buzos de llenado de los tanques con oxígeno puro. Entonces, ¿qué es?

También, he oído que los cilindros de oxígeno se utilizan en los hospitales tienen concentraciones muy altas de oxígeno; heck, hay un método de tratamiento que se llama la Terapia de Oxígeno Hiperbárico (OHB) en el que dar a los pacientes el 100% de oxígeno puro a elevadas presiones.

https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperbaric_medicine#Oxygen_supply

Por lo tanto tengo la duda de si el aumento de la presión asociada con el buceo es el problema aquí.

Así que reitero:

¿Por qué es una mala idea para que los buceadores respiran oxígeno puro bajo el agua?


EDITAR:

Bueno, me alegro de que tengo un montón de respuestas a esta pregunta ^_^ , pero supongo que a todos un poco perdida en un punto principal :/ Así que voy a reformular la pregunta:

¿Por qué es una mala idea para que los buceadores respiran oxígeno puro bajo el agua? Si es que en efecto, debido a la presión de consideraciones como la mayoría de las fuentes afirman, entonces ¿por qué no parece ser un problema cuando los pacientes son dados de 100% de oxígeno puro en casos como el de la oxigenoterapia hiperbárica (que se realiza a presiones elevadas) ?

75voto

Eric Towers Puntos 621

Las otras respuestas aquí, describiendo la toxicidad del oxígeno están diciendo lo que puede salir mal si usted tiene demasiado de oxígeno, pero que no describen dos conceptos importantes que debe aparecer con sus descripciones. También, existe un problema de seguridad con el manejo de la presión de los tanques de alta fracción de oxígeno.

Una propiedad importante de respiraba oxígeno es su presión parcial. En condiciones normales a nivel del mar, la presión parcial de oxígeno es de alrededor 0.21 atm. Esto es compatible con el ampliamente conocido que la estimación de la atmósfera es de aproximadamente 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de "otros". Las presiones parciales se agregan para dar un total de presión; esta es la Ley de Dalton. Mientras que usted no utilice gases tóxicos, puede reemplazar el nitrógeno y "otros" con otros gases, como el Helio, mientras se mantenga la presión parcial de oxígeno cerca de 0.21, y respirar las mezclas resultantes, sin efectos adversos.

Hay dos peligros que puede entenderse teniendo en cuenta la presión parcial de oxígeno. Si la presión parcial cae por debajo de aproximadamente 0,16 cajero automático, una persona normal experiencias de la hipoxia. Esto puede suceder por entrar en una habitación donde el oxígeno ha sido eliminado. Por ejemplo, entrar en una habitación que tiene una constante fuente de nitrógeno constantemente desplazando el aire de la habitación, la reducción de la concentración-y la presión parcial -- de oxígeno. Otra manera es ir a las cimas de las altas montañas. El total de la presión atmosférica es baja y la presión parcial de oxígeno puede ser tan bajo como de 0,07 atm (cumbre de Mt. Everest) que es la razón por la altitud muy alta escalada requiere la realización de oxígeno adicional. Sin embargo, una tercera forma es "horsing alrededor" con tanques de Helio-en repetidas ocasiones la inhalación de helio para producir muy agudos voces priva al cuerpo de oxígeno y la presión parcial de oxígeno disuelto en el cuerpo cae, tal vez conduce a la pérdida de la conciencia.

Alternativamente, si la presión parcial se eleva por encima de alrededor de 1,4 atm, una persona normal experiencias de la hiperoxia que puede conducir a la toxicidad del oxígeno (que se describen en las otras respuestas). En el 1,6 atm el riesgo del sistema nervioso central toxicidad de oxígeno es muy alta. Por lo tanto, no regular la presión alta? Existe un problema. Si usted fuera a hacer una de 10 pies de largo snorkel y bucear hasta el fondo de una piscina de uso, usted no inhalar. La presión del aire en su boca sería de alrededor de 1 atm, debido a que el 10 metros de columna de aire en el tubo no pesa mucho. La presión de agua tratando de exprimir el aire de usted (como un tubo de pasta de dientes) es de aproximadamente 1,3 atm. El diafragma no es lo suficientemente fuerte como para superar la contracción y llenar sus pulmones con el aire. Los buzos superar este problema mediante el uso de un regulador (más específicamente, la demanda de la válvula), que permite que la presión del gas en la salida, muy cerca de la de la presión ambiental. El principio de trabajo del regulador para reducir la presión muy alta en el interior del tanque a una presión menor a la toma de corriente. La demanda de la válvula intenta sólo el suministro de gas cuando el buceador se inhala y se intenta proporcionar a muy cerca de la presión ambiente. Notar que en la profundidad de la presión ambiental puede ser mucho mayor que 1 atm, aumentando alrededor de 1 atmósfera por cada 10 m (33 pies). Si el regulador se fueron a la oferta normal de aire a 2 atm de presión, la presión parcial de oxígeno sería 0.42 atm. Si en 3 atm, 0.63 atm. Así como un buzo desciende, la presión parcial de oxígeno aumenta de forma automática como consecuencia de tener que aumentar la presión del gas para permitir que el buzo para inflar sus pulmones. Alrededor de 65 m (220 pies), la presión parcial de oxígeno en un "aire de la mezcla" sería lo suficientemente alto riesgo de hiperoxia y otras peligrosas consecuencias.

Ahora imaginemos un cilindro de gas con oxígeno al 100%. Si respiramos de la misma en la superficie, la presión parcial de oxígeno es de 1 atm-alta, pero no peligroso. A una profundidad de 10 m, la presión parcial de suministro de oxígeno es de 2 atm-exceder los límites de exposición aceptables. Este es un patrón general -- aumentando la fracción de oxígeno de buceo gases disminuye al máximo la profundidad de inmersión.

Y no se puede bajar la presión parcial de mucho, porque el límite inferior, 0.16 cajero automático, no es mucho menor que el de 0,21 atm del nivel del mar de la atmósfera.

Una categoría general de las soluciones es cambiar de mezclas de gases a distintas profundidades. Esto es complicado, requiere de una gran cantidad de planificación, y fuera del alcance de su pregunta. Pero ciertamente no es tan sencillo como sólo la simplificación de las mezclas de gas o simplemente elevar la presión parcial de oxígeno.

Además, el oxígeno comprimido es relativamente molesto gas para trabajar con. Esto en sí mismo no es inflamable, pero se hace cada cercanos orgánica cosa inflamable. Por ejemplo, el uso de grasa o aceite en o cerca de oxígeno de un montaje de riesgos de forma espontánea encender la grasa o el aceite. El simple hecho de que la grasa en su mano, mientras que el manejo de oxígeno recarga de equipo (con una pequeña fuga) puede producir quemaduras en la mano.

30voto

Arthur Knopper Puntos 199

Nuestro cuerpo se utiliza para el medio ambiente que nos rodea. Una vez que cambie la parte de el medio ambiente, usted tiene que estar listo para las consecuencias.

La inhalación de oxígeno puro es la causa de lo que se conoce como la toxicidad del oxígeno.

La toxicidad del oxígeno es una condición resultante de los efectos nocivos de la respiración de oxígeno molecular $\ce{(O2)}$ en el aumento de las presiones parciales.

Las altas concentraciones de oxígeno como resultado una considerable concentración de varios radicales, uno de los cuales es hidroxilo y pueden participar en una reacción en cadena que deteriora los lípidos en las membranas celulares.

Mechanism of oxygen toxicity

Tim Vickers, después de que el Joven ES, McEneny J (2001). "La oxidación de las lipoproteínas y la aterosclerosis". Biochem Soc Trans 29 (Pt 2): 358-62. PMID 11356183.Vectorizados por Fvasconcellos. - w:Imagen:peroxidación de Lípidos v2.png, de Dominio Público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1728531 haga Clic para una versión más grande

Diferentes ajustes que se han propuesto para minimizar el daño de la toxicidad del oxígeno, uno de los cuales es la terapia de oxígeno hiperbárico.

16voto

Firas Assaad Puntos 10339

Como un certificado de buzo, me enteré de que la respiración presurizados oxígeno puro conduce a la toxicidad del oxígeno, que puede ser fatal. Sin embargo, no estoy en cualquier lugar cerca de un experto en el mecanismo de toxicidad de oxígeno, pero creo que tiene que ver con lo que resulta en un montón más de especies reactivas de oxígeno que pueden causar estrés oxidativo y la peroxidación de lípidos. Realmente no estoy ofreciendo este como una buena respuesta (ya que no sé mucho sobre él), pero más como una invitación para alguien que no conoce más sobre ella para ampliar.

Además, desde el aire que respiramos normalmente es de aproximadamente 78% de nitrógeno y sólo un 21% de oxígeno, realmente no parece sano, en mi opinión, hasta que la concentración de oxígeno de 21% a 100%.

Aquí está una foto de la Wikipedia en la que se muestra el oxígeno reacciona con un lípidos radical para crear y/o propagar peróxidos de lípidos, que causan daño celular. lipid peroxidation

9voto

Viliam Puntos 175

Yo no soy químico, pero quiero meter la cuchara para el BUCEO parte.

Normalmente buceadores recreativos de buceo con aire comprimido (21% de O2).

Hay una educación especial para aprender y usar el 32% y 36% de O2 del aire mixures. Esto se llama Nitrox (al menos en PADI).

El beneficio es que usted puede sumergirse más y hacer más inmersiones por día (desde que se desplaza N2), pero usted tiene que sumergirse más superficial. Esto es popular en varios de buceo ocasiones como safaris de buceo en barcos.

Este es también no siempre disponible en el sitio.

Además, puesto que nadie ha mencionado todavía, el aparato para proporcionar y recarga de 100% de O2 para uso recreativo sería muy peligroso.


Industrial/buceadores Técnicos que bucear muy profundo el uso de mezclas de helio y lo que no, simplemente ir muy profundo.

Me enteré de que, buceo militar, a veces de muy alta O2 mezclas para ir a largas distancias muy superficial (4m max) - pero no estoy seguro de que eso es cierto.

9voto

Karl Puntos 703

A cinco metros de profundidad (1,5 bar de presión absoluta), oxígeno puro, se convierte en tóxica después de diez a 15 minutos o así ya. Después de una hora o dos, los efectos pueden establecer en buceo de profundidad. Que hace bastante que no son útiles para cualquier buceo propósito. Para una exposición continua, la presión parcial de oxígeno debe mantenerse por debajo de 0,6 bar.

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