¿Podrías respirar cómodamente en una atmósfera con 33% de oxígeno y 66% de hidrógeno?

Primero debemos hacer una suposición: la presión del aire es aproximadamente la misma a la que estamos acostumbrados en la Tierra. La difusión de gas depende en gran medida de los diferenciales de presión, si hay muy poca presión en el exterior, no obtendrá suficiente. Este es uno de los peligros de escalar grandes alturas como el Monte Everest. No es que haya una gran diferencia en la composición del aire, hay tanta menos presión que realmente no se obtiene tanto oxígeno por respiración como lo haría en presiones más altas. Lo opuesto también es cierto para los buzos, una presión demasiado alta hace que demasiados gases se difundan en el torrente sanguíneo.

Moviéndonos más allá de esa suposición, examinemos los dos gases. El hidrógeno se ha examinado como parte de las mezclas de aire para el buceo, y se ha encontrado que es inerte como el nitrógeno en el torrente sanguíneo. Sin embargo, tiene un coeficiente de difusión aproximadamente 2 veces mayor que el nitrógeno, pero un porcentaje ligeramente más bajo que nuestro nitrógeno de la pregunta. Así que supongamos que esos dos casi se anulan mutuamente y crean concentraciones similares de gas inerte en la sangre. En general, es probable que haya una cantidad ligeramente mayor de gas inerte en la sangre.

La parte más interesante pertenece al oxígeno. Nuestros cuerpos están mejor equipados para manejar oxígeno al 21% de SATP. Un poco más abajo y nos apagamos bastante rápido. Cualquier cantidad mayor y el oxígeno extra comienza a toparse con otras moléculas que abandonan algunos de sus electrones, produciendo un radical libre. Los radicales libres tienen una alta reactividad y tienen el potencial de incluso matar células. Respirar oxígeno al 100% durante más de 48 horas produce daños irreversibles. Menos de eso no conduce a ninguna consecuencia real. Así que el 33% crearía una concentración más alta que la habitual, lo que finalmente tendría un efecto en el cuerpo, pero no podría decirte qué tan rápido o en qué grado 🙂

Aclamaciones.

Jeremy Hiscock da una excelente respuesta.

Tiene razón en que lo que importa no es la concentración de oxígeno, sino su presión parcial que importa. Puede calcular la presión parcial multiplicando la presión ambiente por la concentración.

Por lo tanto, en el aire, la presión ambiental es de aproximadamente una atmósfera (100 kPa) y la concentración de oxígeno es de aproximadamente el 21% en volumen. Eso significa que la presión parcial de oxígeno es de aproximadamente 21 kPa.

Los humanos pueden aclimatarse a presiones parciales de oxígeno mucho más bajas, como los buenos ciudadanos de La Paz en Bolivia, la ciudad más alta del mundo, cuyo equipo de fútbol derrota a los equipos visitantes que quedan boquiabiertos en el aire enrarecido. La presión parcial de oxígeno en La Paz es solo 2/3 de eso a nivel del mar: alrededor de 14kPa.

Como señala Jeremy, la hiperoxia es dañina, pero al 33% estarías seguro durante muchas horas y probablemente algunos días sin daño.

Entonces, ¿podrías respirar esta mezcla de gases cómodamente? Casi seguro.

Sin embargo, como ha señalado Ian Switzer (y estoy seguro de que lo sabe desde que escribió la pregunta), esta mezcla en particular está muy cerca de la mezcla estequiométrica perfecta (estequiometría) para crear una explosión fenomenal entre el hidrógeno y el oxígeno. La energía de iniciación para tal explosión sería pequeña: probablemente ni siquiera necesitaría una chispa. Entonces definitivamente no sería seguro respirar.

¡Si, podrías! La respiración probablemente se sentiría muy suave, porque el hidrógeno tiene una baja viscosidad. La alta concentración de oxígeno te haría sentir “ligero y fácil” por un tiempo. Pero probablemente no por mucho tiempo, porque la chispa más pequeña (por ejemplo, descarga electrostática de ropas de ropa contra la tapicería) causaría una explosión que te mataría instantáneamente.