Ο νόμος Dalton καθορίζει ότι η συνολική πίεση που ασκεί ένα μίγμα αερίων είναι ίση με το άθροισμα των ξεχωριστών πιέσεων που θα ασκούσε κάθε ένα από τα αέρια, εάν καταλάμβανε ολόκληρο τον όγκο μόνο του.
Σ΄ένα μίγμα αερίων κάθε αέριο συμπεριφεριφέρεται ως εάν να καταλάμβανε μόνο του τον περιέκτη τους. Ασκεί μερική πίεση που είναι ανεξάρτητη από την πίεση των άλλων αερίων στο μίγμα και ισούται με την πίεση που θα ασκούσε, εάν καταλάμβανε μόνο του τον περιέκτη τους. Η πίεση που ασκεί κάθε αέριο, μόνο του ή σε μίγμα περισσοτέρων αερίων, ονομάζεται μερική πίεση του αερίου, μπ. Από τη μπ υπό την οποία εκφέρεται κάθε αέριο, στις τρέχουσες συνθήκες καθορίζεται η χημική και φυσική συμπεριφορά του, στο μίγμα ή την ατμόσφαιρα. Η μερική πίεση των αερίων εξαρτάται από τον αριθμό των μορίων σε δεδομένο όγκο, υπό σταθερή θερμοκρασία. Είναι απολύτως ανεξάρτητη από την παρουσία άλλων αερίων στο μίγμα. Δηλαδή, ισχύει:
P.V/T= (P1+P2+P3…Pn).V/T
Έτσι, για την ατμόσφαιρα μπορούμε να γράψουμε:
PB=PN2+PO2+PΗ2O +PCO2
όπου ΡΒ = βαρομετρική πίεση, PN2, η μερική πίεση του Ν2, PO2, η μερική πίεση του Ο2, PΗ2O , η μερική πίεση των υδρατμών και PCO2, η μερική πίεση του CO2. Η εξίσωση αυτή περιγράφει, επίσης, την πίεση στον κυψελιδικό αέρα, αλλά η συμμετοχή της PH2O και της PCO2 αυξάνεται, καθώς η συμμετοχή της PO2 και της PN2 μειώνονται, αντίστοιχα. Το άθροισμα των μερικών πιέσεων στον κυψελιδικό αέρα είναι το ίδιο με το άθροισμα των κυψελιδικών πιέσεων των αερίων στην ατμόσφαιρα, εάν αγνοήσουμε τις διακυμάνσεις της πιέσεως που επιβάλλονται κατά τις αναπνευστικές κινήσεις. Από τα προηγούμενα συνάγεται ότι η μερική συγκέντρωση ενός αερίου, σ΄ένα μίγμα αερίων, ισούται με τη μερική πίεση του αερίου δια τη βαρομετρική πίεση∙ πχ.,
PΑΕΡΙΟΥ =FΑΕΡΙΟΥ . PB
και για το Ο2:
PO2=FO2 Χ PB
όπου FO2, η μερική συγκέντρωση του Ο2 στον ατμοσφαιρικό αέρα και PB η βαρομετρική πίεση. Η παρουσία των υδρατμών, προξενεί μικρή περιπλοκή στους υπολογισμούς:
PO2=FO2 (ξηρού μίγματος) Χ(PB-PH2O).
Στον επόμενο πίνακα εμφανίζεται η σύνθεση της ατμόσφαιρας, στο επίπεδο της θάλλασσας.
Αέριο |
% περιεκτικότητα στην ατμόσφαιρα |
Μοριακό βάρος |
Άζωτο, Ν2 |
78.084 |
28,0134 |
Οξυγόνο, Ο2 |
20.9476 |
31,9998 |
Αργόν, Αr |
0.934 |
39,948 |
Διοξείδιο άνθρακος, CO2 |
0.0314 |
44,00995 |
Νέον, Νe |
0.001818 |
20,183 |
Ήλιον, He |
0.00052 |
4,0026 |
Κρυπτόν, Kr |
0.000114 |
83,80 |
Ξένον, Xe |
0.0000087 |
131,30 |
Υδρογόνο, H |
0.00005 |
2,01 |
Mεθάνιο, CH4 |
0.00002 |
16,04 |
Οξείδιο του Ν2 |
0.00005 |
44,01 |
Όζον, Ο3 |
0-0.000007 |
47,9982 |
Διοξείδιο θείου, SO2 |
0-0.0001 |
64,06 |
Διοξείδιο Ν2 |
0-0.000001 |
46,005 |
Αμμωνία, NH3 |
0-ίχνη |
17,030 |
Μονοξείδιο άνθρακος, CO |
0-ίχνη |
28,01055 |
Ιώδιο, Ι2 |
0-0.000001 |
253,8088 |