Gaswisseling en de wet van Fick
Gaswisseling gebeurt door diffusie, en de bouw van een gaswisselingsorgaan bepaalt hoe snel dat gaat. Voor het examen moet je die bouw, de werking en de functie van het orgaan met elkaar kunnen verbinden.
Gaswisseling gebeurt door diffusie over een dunne wand. Hoe snel dat gaat, beschrijft de wet van Fick. De wet van Fick luidt v = D · A · Δc / Δx.
In deze formule werken vier factoren mee:
- D is de diffusiecoëfficiënt. Die hangt af van het gas en van de stof waar het doorheen gaat.
- A is het diffusie-oppervlak. Hoe groter A, hoe meer gas er per tijd kan passeren.
- Δc is het verschil in partiële druk aan beide kanten van de wand.
- Δx is de diffusieafstand. Hoe dunner de wand, hoe korter de weg voor het gas.
De bouw van een longblaasje is daarom niet toevallig. Het heeft een groot oppervlak, een dunne wand en veel haarvaten. Zo kan er veel zuurstof snel over. Bij ziekte of schade verandert vaak één factor. Een dikker epitheel vergroot Δx. Minder haarvaten verkleinen A. Een vernauwde luchtweg zorgt dat de lucht in de longblaasjes minder goed wordt ververst, zodat Δc kleiner wordt. Dan daalt de gaswisseling, ook als de rest van het orgaan gezond blijft.
Onthoud
De wet van Fick luidt v = D · A · Δc / Δx.
Een groter diffusie-oppervlak A verhoogt de snelheid van de gaswisseling.
Een grotere diffusieafstand Δx verlaagt de snelheid, omdat Δx in de noemer staat.
Een kleiner verschil in partiële druk Δc verlaagt de snelheid van de diffusie.
Bouw, werking en functie van een gaswisselingsorgaan horen bij elkaar.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Bij celtype 1 gaat het om epitheelcellen die vaker delen. Welke factor van Fick verandert daardoor, en wat betekent dat voor de gaswisseling?
- 1
Meer celdeling betekent dat het epitheel uit meer cellen bestaat.
Veelgemaakte fouten
Leerlingen beschrijven alleen de bouw, zonder te zeggen welke factor van Fick verandert. Noem altijd welke factor D, A, Δc of Δx verandert en in welke richting.
Leerlingen denken dat een grotere diffusieafstand de snelheid verhoogt. Een grotere Δx verlaagt de snelheid, omdat Δx in de noemer staat.
Leerlingen zien Δc als de zuurstofconcentratie in het bloed. Het gaat om het verschil in partiële druk tussen de twee kanten van de wand.
Snel checken
Welke verandering van de longblaasjes verhoogt de snelheid van de zuurstofopname bij gelijke omstandigheden?
Bij een astma-aanval wordt de lucht in de longblaasjes minder goed ververst. Wat gebeurt er met Δc?