空気中の成分の78パーセントは、窒素ということですが、呼吸してれば、酸素よりも当然窒素の方が多く、

Question

空気中の成分の78パーセントは、窒素ということですが、
呼吸してれば、酸素よりも当然窒素の方が多く、肺に入ってる事になると思います。
呼吸は酸素を吸い込んで、二酸化炭素を排出するガス交換と聞きますが、窒素は呼吸の際どの様になってるんでしょうか？
血液中に取り込まれたりしないんですか？

tekcycle · Accepted Answer

基本的に、反応性が高い物質では無いのです。
酸素なんかは、鉄と反応して酸化鉄を作っちゃったり、方々で反応しますが、窒素は。
農業分野で、肥料、なんてのがあるわけですが、窒素分、アンモニアやら硝酸やらも肥料のうちなのです。
豆科に多いのだろうと思いますが、空気中の窒素を根っこで肥料分に変えてくれる、すげぇ～、ってな扱いなのです。
豆を植えておけレンゲを植えておけ、そうすれば畑が肥える、と。
ハーバーボッシュ法というのが開発されて、空気中の二酸化炭素からアンモニアが大量生成できるようになり、たぶんそこから化成肥料が作られるようになったのだろうと思います。
昔は豆でも植えておかないと土地が痩せてしまっていたのに、今ならお金を出せば、窒素肥料分だけならいくらでも増やせる。
それで耕作可能地が広がったのです。
人間が60億人70億人居て、それでも大して食糧問題が起きない(戦争で物資の輸送路が絶たれた、独裁者が自分の懐に入れている、というので無ければ)のはそういう理由です。

自動車の排ガスや工場の排ガスなどで、NOxという言葉を聞いたことがあるかもしれませんが、これが窒素酸化物です。
窒素のNと酸素のO、窒素一つに酸素がいくつつくのか、その数がｘです。
空気の78％を占める割には少ししかできない、とも言えます。
少し火をたいたくらいでは、畑の肥料として十分な量の窒素酸化物は得られないのです。
そのくらい反応性が低いのです。

我々が色々な化学実験をするとき、空気中の酸素や二酸化炭素があると、それと反応してしまって目的の化学反応が行えない、なんてことがあるのですが、そのとき、反応容器内に窒素ガスを満たして、酸素や二酸化炭素や水蒸気を追い出して実験する、なんてことがあります。

なお、ヘモグロビンは、二酸化炭素とも結びつきますし、一酸化炭素や青酸とも結びつくでしょう。
細胞中の二酸化炭素を肺に運んで放出する、という役割もあります。
二酸化炭素より酸素の方が遙かに結びつきやすいということです。
窒素ガスと結びつかないのは上記の理由です。
また、窒素ガスが血液も含む液体中に溶け込むということと、ヘモグロビンに結合するということとは別の現象です。
空気中の窒素ガスが、存在していてもたぶん我々に何もしてくれないのと同様に、血中に取り込まれてもたぶん何もしないでしょう。

agp48 · Answer

取り込まれているとは思いますが取り込まれる時と排出されるときで濃度がほとんど変わらないので呼吸の化学反応式から省かれているのではないでしょうか。（酸素は体中に運ばれて燃焼反応などによって一部が他の分子に変化するので濃度の変化が大きい）

larme001 · Answer

ちょっと前に似たような質問があった気もするが…
一般的な回答をするなら、窒素分圧が血流と肺胞内、大気中で同じだから結果的に取り込まれても出てくる量と平行になってるので一緒。酸素や二酸化炭素は消費され排出されるから結果的に大気分圧との差で交換が起こるのです。

ダイビングで酸素中毒とか二酸化炭素中毒になるのはあくまで気圧の違いによって分圧が変わるからであって、濃度の問題ではないです。酸素ボンベの代わりに空気ボンベを使うのは気圧が高くなったときに酸素100%を吸うだけの肺圧を確保しようとすると濃度が高くなりすぎるからです。

例えば、呼吸を止めて一気に深海に言ったら水圧で肺がつぶれます。つまり、深海で同じように呼吸するためには、水圧と同じ程度の圧で酸素または空気を吸う必要があるのです。結果的にだから結果的に高い分圧になってしまいます。

2006-2006 · Answer

追加ですが、ヘモグロビンは酸素としか結びつかないという回答がありますが、それは違います。
一酸化炭素の方が酸素より数百倍ヘモグロビンと結びつきやすいと言われています。そのため一酸化炭素中毒になるのです。

OnneName · Answer

窒素に限らず空気中の元素はすべて血液に溶け込んでいます。
ただし通常の状態ではそれが普通ですから何の作用もありません。
実際に呼吸で使われるのは溶け込んだ気体ではなくヘモグロビンと結合した酸素、二酸化炭素、一酸化炭素などのみです。

ダイビングなど高圧状態で大量の窒素が溶け込めば窒素中毒になりますし、急減圧すれば血液中に溶け込んだ空気が気体になり潜水病の原因になります。

2006-2006 · Answer

窒素も血液に溶け込みます。

分かりやすい例がスクーバダイビング。
よく酸素ボンベと勘違いしている人がいますが、あのタンク内は普通の空気です。
深く潜水したり長時間の潜水で窒素酔いとか減圧症になります。
そうならないためのルール（手順）があります。
詳しい事を書くと長くなるのであとは調べて下さい。

いずれにしろ、血液に溶け込む窒素が問題となるのです。

raizo-ichikawa · Answer

赤血球のヘモグロビンは酸素としか結びつかないので無問題。

ashitahatennki · Answer

窒素はとりこみません。

空気中の成分の78パーセントは、窒素ということですが、 呼吸してれば、酸素よりも当然窒素の方が多く、

取り込まれているとは思いますが取り込まれる時と排出されるときで濃度がほとんど変わらないので呼吸の化学反応式から省かれているのではないでしょうか。

ちょっと前に似たような質問があった気もするが…

基本的に、反応性が高い物質では無いのです。

追加ですが、ヘモグロビンは酸素としか結びつかないという回答がありますが、それは違います。

窒素に限らず空気中の元素はすべて血液に溶け込んでいます。

窒素も血液に溶け込みます。

赤血球のヘモグロビンは酸素としか結びつかないので無問題。

窒素はとりこみません。

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