Ecrit de Besançon

[Yves Benisty]

Dans un mélange composé de 50% d’air et de 50% d’oxygène, quelle sera la fraction inspirée en oxygène (FiO2) ? Expliquer votre raisonnement

j'aurais tendance à dire que la FiO2 est de 50 % au premier abord mais sachant que dans l'air il y a 21% d'oxygène alors la FiO2 est de 50 + 21 donc de 71%

Il y a plusieurs façons de faire :

1) Faire un mélange 50/50, c'est faire un mélange à part égales. On peut par exemple considérer qu'on va mélanger 0,5 L d'O2 et 0,5 L d'air. Pour connaître la composition du mélange, il suffit de calculer la quantité d'un des deux composants (O2 ou N2).

2) Dans un mélange air/O2, l'air est le seul constituant du mélange qui contienne de l'azote (environ 79 % d'azote dans l'air). On peut donc considérer l'air comme de l'azote avec un peu d'O2. En ajoutant de l'O2 dans l'air, on va diminuer la concentration en N2. Quand on ajoute un diluant à part égale, comment varie la concentration ?

Par exemple, vous avez une ampoule d'atropine 1 mg/1 mL, vous ajoutez un mL de diluant (eau ou sérum salé isotonique), quelle sera la concentration, c'est-à-dire la quantité d'atropine dans chaque mL ?

[Gawelle9]

Oui, effectivement la FiO2 sera de 71%. Ton raisonnement est bon: les 21% de l'air et les 50% de l'O2.

Si vous avez besoin d'aide et de conseils pour l'oral de Besançon, n'hésitez pas à me contacter par mp.

Bonne chance à tous!!!!

[lilou]

Par exemple, vous avez une ampoule d'atropine 1 mg/1 mL, vous ajoutez un mL de diluant (eau ou sérum salé isotonique), quelle sera la concentration, c'est-à-dire la quantité d'atropine dans chaque mL ?

on aura toujours 1mg dans deux ml
merci pour vos explications à bientôt

[lilou]

j'ai oublié de dire que la concentration par ml sera moins importante

[Yves Benisty]

Oui, effectivement la FiO2 sera de 71%. Ton raisonnement est bon: les 21% de l'air et les 50% de l'O2.

Ahemmm... Vous êtes sûr ?
vous avez une ampoule d'atropine 1 mg/1 mL, vous ajoutez un mL de diluant (eau ou sérum salé isotonique), quelle sera la concentration, c'est-à-dire la quantité d'atropine dans chaque mL ?

on aura toujours 1mg dans deux ml

Donc il y aura combien par mL ?

Même question pour l'air et l'O2 :

On prend 1 L d'air à 80 % (pour arrondir) d'azote, on ajoute 1 L de diluant (en l'occurence de l'O2) qui ne contient pas d'azote, quelle sera la concentration d'azote ?

[Stinger]

Même question pour l'air et l'O2 :

On prend 1 L d'air à 80 % (pour arrondir) d'azote, on ajoute 1 L de diluant (en l'occurence de l'O2) qui ne contient pas d'azote, quelle sera la concentration d'azote ?

40% !!!!!

[Yves Benisty]

Même question pour l'air et l'O2 :

On prend 1 L d'air à 80 % (pour arrondir) d'azote, on ajoute 1 L de diluant (en l'occurence de l'O2) qui ne contient pas d'azote, quelle sera la concentration d'azote ?

40%

Ben voila. On a dilué à parts égales, donc on a divisé la concentration par 2.

Il ne vous reste plus qu'à calculer la concentration en O2.

Un peu plus dur, faire le calcul inverse : dans quelles proportions faut-il mélanger l'air et l'O2 pour obtenir une FiO2 donnée ? C'est un problème classique des plongeurs Nitrox et des services de pédiatrie.

Exemple :

Dans un service de pédiatrie, il arrive qu'on fasse respirer à un enfant un air enrichi en oxygène (O2). Pour cela, on utilise une cloche dite cloche de Hood, une bouteille d'air et une bouteille d'O2 (ou du gaz mural). À l'aide de deux détendeurs/débimètres et de tuyaux, on fait débiter dans la cloche un mélange comprenant de l'O2 et de l'air, afin d'obtenir une FiO2 (fraction d'O2 dans l'air inspiré) donnée.

L'enfant respire dans la cloche le mélange fourni par les deux débilitres. Pour que l'enfant ne réhinale pas son CO2, il faut assurer un débit minimal dans la cloche.

La prescription comprend donc une FiO2 à atteindre et un débit total. La question est de déterminer les débits en O2 et en air.

On admettra que l'air médical contient 20 % d'O2 et 80 % d'azote (N2), et bien entendu que l'O2 médical est pur (100 % O2).

1) Pour un débit total de 5 L/min et une FiO2 souhaitée de 30 %, quels débits d'air et d'O2 faut-il donner ?

2) Même question pour un débit total de 6 L/min et une FiO2 souhaitée de 25 %.

[Stinger]

Exemple :

Dans un service de pédiatrie, il arrive qu'on fasse respirer à un enfant un air enrichi en oxygène (O2). Pour cela, on utilise une cloche dite cloche de Hood, une bouteille d'air et une bouteille d'O2 (ou du gaz mural). À l'aide de deux détendeurs/débimètres et de tuyaux, on fait débiter dans la cloche un mélange comprenant de l'O2 et de l'air, afin d'obtenir une FiO2 (fraction d'O2 dans l'air inspiré) donnée.

L'enfant respire dans la cloche le mélange fourni par les deux débilitres. Pour que l'enfant ne réhinale pas son CO2, il faut assurer un débit minimal dans la cloche.

La prescription comprend donc une FiO2 à atteindre et un débit total. La question est de déterminer les débits en O2 et en air.

On admettra que l'air médical contient 20 % d'O2 et 80 % d'azote (N2), et bien entendu que l'O2 médical est pur (100 % O2).

1) Pour un débit total de 5 L/min et une FiO2 souhaitée de 30 %, quels débits d'air et d'O2 faut-il donner ?

2) Même question pour un débit total de 6 L/min et une FiO2 souhaitée de 25 %.

1) On considère: X est le débit en O2 et Y en air, on a donc X + Y = 5 L/min

Pour la FiO2 30% soit 0.3 avec un débit à 5L/min soit 0.3 x 5= 1.5L d'O2
Pour X la FiO2 est de 100% soit 1 et Y de 20% soit 0.2

On a donc: 1 x X + 0.2 x Y = 0.3 x 5
X + 0.2Y = 1.5 et X + y = 5 soit X = 5 - y
5 - y + 0.2 Y = 1.5 soit 0.8Y= 3.5

Y = 4.37 et X = 0.63 on peut arrondir à O2 0.6L/min et Air 4.5L/min pour avoir la même FiO2 à 0.3 !!!

2) pour la deuxième question X = 0.38 et Y = 5.62 on arrondit à 0.4 et 5.5

Est ce le bon raisonnement Mr Benisty ???????

On gagne quelque chose si on répond juste ??

[Yves Benisty]

On admettra que l'air médical contient 20 % d'O2 et 80 % d'azote (N2), et bien entendu que l'O2 médical est pur (100 % O2).

1) Pour un débit total de 5 L/min et une FiO2 souhaitée de 30 %, quels débits d'air et d'O2 faut-il donner ?

2) Même question pour un débit total de 6 L/min et une FiO2 souhaitée de 25 %.

1) On considère: X est le débit en O2 et Y en air, on a donc X + Y = 5 L/min

Pour la FiO2 30% soit 0.3 avec un débit à 5L/min soit 0.3 x 5= 1.5L d'O2
Pour X la FiO2 est de 100% soit 1 et Y de 20% soit 0.2

On a donc: 1 x X + 0.2 x Y = 0.3 x 5
X + 0.2Y = 1.5 et X + y = 5 soit X = 5 - y
5 - y + 0.2 Y = 1.5 soit 0.8Y= 3.5

Y = 4.37 et X = 0.63 on peut arrondir à O2 0.6L/min et Air 4.5L/min pour avoir la même FiO2 à 0.3

4,375 L/min d'air et 0,625 L/min d'O2 est la bonne réponse.

Attention, si vous arrondissez l'O2 à 0,6, l'air sera à 4,4 L/min.

2) pour la deuxième question X = 0.38 et Y = 5.62 on arrondit à 0.4 et 5.5

Est ce le bon raisonnement Mr Benisty ? On gagne quelque chose si on répond juste ??

OK, bonne réponse, bon raisonnement. On gagne le droit de rejouer en deuxième semaine :

Le piège de cette question est que comme on nous donne comme objectif une FiO2, on s'intéresse à l'O2. Or l'O2 est apporté par les deux gaz (ou les deux débimètres), l'air et l'O2. Il est beaucoup plus simple de s'intéresser à l'azote.

Il faut donc trouver un autre raisonnement qui permet de résoudre ce genre de problème en deux opérations, au lieu de poser deux équations.

[Stinger]

Le piège de cette question est que comme on nous donne comme objectif une FiO2, on s'intéresse à l'O2. Or l'O2 est apporté par les deux gaz (ou les deux débimètres), l'air et l'O2. Il est beaucoup plus simple de s'intéresser à l'azote.

Il faut donc trouver un autre raisonnement qui permet de résoudre ce genre de problème en deux opérations, au lieu de poser deux équations.

Pourriez vous nous aiguiller ????

[kaaron]

Effectivement en réfléchissant azote c'est plus simple quand on y pense :

30% O2 = 0.3 O2 donc 0.7 N2

Si on veut 5L/min avec 0.7N2 on veut donc 0.7*5=3.5l/min N2 donc 3.5*(5/4)=3.5*1.25=4.375l/min d'air (car 5/4 = 100/80).
Le reste sera de l'O2 pur pour arriver à 5l/min soit 0.625l/min O2.

Idem FiO2 0.25 pour 6l/min

On a donc 0.75*6=4.5L/min N2 donc 4.5*(5/4)=4.5*1.25=5.625l/min d'air
donc 0.375l/min d'O2.

Merci pour cette astuce Yves !!

[Stinger]

effectivement, c'est plus simple que cela !!

[Ouilliam]

j ai peutetre zappé un truc ou alors cest parce que c est la fin de poste, mais ça vient de où les 5/4?

[Fonky SlammR]

Je vous propose mon raisonnement pour ce problème :

Un mélange de 50% 02 + 50% air. FIO2 du mélange = ?

Ok, l'air contient 21% d'O2 ;
Dans le mélange, la quantité d'O2 apporté par l'air est donc de 21% des 50% (selon les lois de patin-couffin et caetera),
soit : 50x21/100=10.5
L'air du mélange apporte donc 10.5% d'O2 au mélange total.

Ainsi le mélange contient 10.5+50= 60.5% d'O2,

soit sous une autre sémantique : FI O2=60.5%

A mon humble avis...

(roooh et que voilà un premier post bien mathématique)

[Yves Benisty]

Effectivement en réfléchissant azote c'est plus simple quand on y pense :

30% O2 = 0.3 O2 donc 0.7 N2

Voilà, c'est exactement ça. Au lieu de s'intéresser à la FiO2, on s'intéresse à la FiN2. Comme l'O2 et l'N2 sont les seuls consittuants de l'air (en simplifiant), si on a FiO2 = 30 % (ou 0,3), on aura FiN2 = (1 - 0,3) = 0,7 ou 70 %.

On mélange de l'air et de l'O2, le seul constituant du mélange à apporter de l'azote est l'air. Il suffit de calculer combien d'azote il y aura dans le mélange et ensuite calculer combien d'air il faut pour apporter cet azote.

Si on veut 5L/min avec 0.7N2 on veut donc 0.7*5=3.5l/min N2 donc 3.5*(5/4)=3.5*1.25=4.375l/min d'air (car 5/4 = 100/80).

j ai peutetre zappé un truc ou alors cest parce que c est la fin de poste, mais ça vient de où les 5/4?

En connaissant la quantité de N2 nécessaire (3,5 L), il faut trouver la quantité d'air nécessaire pour l'obtenir.

On connaît la concentration d'azote dans l'air, c'est 80 % (ou 0,8). Il faut diviser la quantité d'N2 à obtenir par la concentration de l'air en N2 soit :

Débit air = 3,5/0,8

Or 0,8, c'est 4/5. Diviser par 4/5, c'est multiplier par 5/4.

[Yves Benisty]

On admettra que l'air médical contient 20 % d'O2 et 80 % d'azote (N2), et bien entendu que l'O2 médical est pur (100 % O2).

1) Pour un débit total de 5 L/min et une FiO2 souhaitée de 30 %, quels débits d'air et d'O2 faut-il donner ?

2) Même question pour un débit total de 6 L/min et une FiO2 souhaitée de 25 %.

Allez, une dernière façon de faire, peut-être moins évidente, mais tellement simple quand on a compris.

On prend de l'air à 20 % d'O2 et 80 % de N2. Si on ajoute un gaz qui ne contient pas d'azote, on dilue l'azote (on diminue sa concentration).

Comme vu plus haut, si on ajoute de l'O2 et de l'air à parts égales, la concentration d'azote du gaz obtenu est moitié moindre, soit 80/2 = 40 %, et donc la FiO2 est égale à 60 %.

Si on prend une part d'air à 80 % de N2 et 7 parts de diluant (de l'O2), on obtient un mélange 8 fois moins concentré en N2, soit un gaz qui contient 80/8 = 10 % de N2 (et 90 % d'O2).

Si on veut 30 % de N2, on mettra 3 parts d'air et 5 parts d'O2.

Si on veut 50 % de N2, on mettra 5 parts d'air et 3 parts d'O2.

Si on veut 70 % de N2, on mettra 7 parts d'air et 1 part d'O2, etc.

Ensuite, si on souhaite un débit total, il ne reste plus qu'à diviser ce débit par 8 pour savoir ce que vaudra 1/8e, et faire le calcul du débit de chaque gaz.

Par exemple, pour 8 L/min de débit total, en mettant 5 L/min d'air et 3 L/min d'O2, on obtient une FiO2 à 50 % (faites l'essai, ça marche).