Loi de Dalton

Préliminaire

La loi de Dalton régit la pression de chaques constituants d'un mélange gazeux.

Rappels :

  • Loi de Boyle-Mariotte : P1 x V1 = P2 x V2
  • Composition atmosphérique : Oxygène (O2) 20,9 %, Azote (N2) 79 %, Gaz carbonique (CO2) 0,03 % + traces d'autres gaz rares.

Enoncé et mise en évidence : (expérience de Berthollet)

"La pression partielle d'un constituant d'un mélange gazeux est égale à la pression qu'il aurait s'il remplissait seul le volume occupé par le mélange."

Prenons deux bouteilles identiques, contenant respectivement de l'Azote (N2) et de l'Oxygène (O2), gonflées à 2 bars. Mettons les en communication à l'aide d'un tuyau équipé d'un robinet.

 

 

Si l'on ouvre le robinet, et qu'on le referme au bout d'un moment, on s'aperçoit que la pression n'a pas varié et que la composition du gaz dans chaque bouteille est de : 50 % O2 et 50 % N2.

Donc, chacun des gaz occupe la moitié du volume de la bouteille et par conséquent la moitié de la pression soit : 1 bar.

La pression de chaque gaz est appelée pression partielle et est fonction du pourcentage de ce gaz dans le mélange d'où la formule suivante :

 
PP = pabs x % de gaz dans le mélange

Exemples :

soit un mélange dans les proportions suivantes : O2 = 30% N2 = 70% .Pression du mélange = 3 bars. Calculer PPO2 et PPN2 ?

 

PPO2 = 3 x (30/100) = 0,9 bars (PPN2 = 3 x (70/100) = 2,1 bars

Utilisation en plongée

Calcul de la profondeur limite de plongée en fonction de la toxicité des gaz d'un mélange en milieu hyperbare.

Mélanges respiratoires.

Elaboration des tables de plongée

Conséquences sur la plongée

Accidents toxiques

Oxygénothérapie

Correction des tables de plongées pour l'altitude

Applications chiffrées

Soit un mélange composé de : O2 = 30%, N2 = 70% :

Calculer les pressions partielles PPO2 ET PPN2 à 1 Bar ?

Un plongeur s'immerge à 43 m : Calculer les pressions partielles PPO2 et PPN2 ?

A quelle profondeur PPO2 = 1,2 bars ?

L'oxygène est toxique à 1,8 bars de pression partielle

Quelle est la profondeur limite de plongée à l'air ?

Même question pour une pression atmosphérique de 0,75 bars ? (altitude 2500 m).

Soit un mélange O2 = 40% et N2 = 60% à 40 mètres

A quelle profondeur aurait-on la même PPN2 avec de l'air ?

Quel mélange O2 N2 doit-on confectionner pour avoir à 30 m une PPN2 égale à la PPN2 de l'air à 15 m ?

 Réponses : (à vous de travailler...)

 

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