HYPOTONOPLØSNING: KOMPONENTER, KLARGØRING, EKSEMPLER - KEMI

En hypotonisk opløsning er en, der har en lavere koncentration af opløst stof end en opløsning adskilt eller isoleret med en semi-permeabel barriere. Denne barriere giver opløsningsmidlet mulighed for at passere gennem det, vand i tilfælde af biologiske systemer, men ikke alle opløste partikler.

Kropsvæskerne i intracellulære og ekstracellulære hvirveldyr har en osmolaritet på ca. 300 mOsm / L. Mens en hypoton væske anses for at have en osmolaritet, der er mindre end 280 mOsm / L. Derfor er en opløsning af denne osmolaritet hypotonisk i forhold til det cellulære miljø.

Interaktion af en celle med en hypotonisk opløsning. Kilde: Gabriel Bolívar.

Et eksempel på en hypotonisk opløsning er 0,45% natriumchlorid. Men hvordan opfører cellen eller et rum sig over for denne type opløsning? Billedet ovenfor besvarer dette spørgsmål.

Koncentrationen af opløste partikler (gule prikker) er højere inde i cellen end udenfor. Da der er mindre opløst stof omkring cellen, er der flere frie vandmolekyler, hvorfor det er repræsenteret med en mere intens blå farve sammenlignet med det indre af cellen.

Vand strømmer udefra til indersiden gennem osmose for at udjævne koncentrationerne. Som et resultat ekspanderer eller kvælder cellen ved at absorbere vand, der passerer gennem dens cellemembran.

Komponenter i hypotoniske løsninger

Hypotoniske opløsninger består af et opløsningsmiddel, der, medmindre andet er angivet, består af vand og opløste stoffer deri, såsom salte, sukker osv., I ren eller blandet form. Men denne løsning har ikke nogen tonicitet, hvis der ikke er nogen semipermeabel barriere involveret, hvilket er cellemembranen.

Der skal være få opløste salte, så deres koncentration er lille, mens "koncentrationen" af vandet er høj. Da der er mere frit vand uden for cellen, dvs. at det ikke løser eller hydrerer opløste partikler, jo større er det på cellemembranen, og jo mere vil det have en tendens til at krydse det for at fortynde den intracellulære væske.

Fremstilling af en hypotonisk opløsning

Til fremstilling af disse opløsninger følges den samme protokol som den, der fulgte for andre opløsninger. Foretag passende beregninger af massen af opløste stoffer. Disse vejes derefter, opløses i vand og bringes til en volumetrisk kolbe til det tilsvarende volumen.

Den hypotoniske opløsning har en lav osmolaritet, generelt mindre end 280 mOsm / L. Så når vi forbereder en hypotonisk løsning, skal vi beregne dens osmolaritet på en sådan måde, at dens værdi er mindre end 280 mOsm / L. Osmolaritet kan beregnes med følgende ligning:

Osmolaritet = m v g

Hvor m er molariteten for det opløste stof, og v er antallet af partikler, hvortil en forbindelse dissocieres i opløsning. Ikke-elektrolytiske stoffer dissocierer ikke, så værdien af v er lig med 1. Dette er tilfældet for glukose og andre sukkerarter.

Mens g er den osmotiske koefficient. Dette er en korrektionsfaktor for interaktion mellem elektrisk ladede partikler (ioner) i opløsning. For fortyndede opløsninger og ikke-dissocierbare stoffer, for eksempel og igen glukose, tages en værdi af g lig med 1. Det siges derefter, at molariteten er identisk med dens osmolaritet.

Eksempel 1

0,5% NaCl-opløsningen bringes til gram pr. Liter:

NaCl i g / l = (0,5 g ÷ 100 ml) 1.000 ml

= 5 g / l

Og vi fortsætter med at beregne dens molaritet og bestemmer derefter dens osmolaritet:

Molaritet = masse (g / L) ÷ molekylvægt (g / mol)

= 5 g / L ÷ 58,5 g / mol

= 0,085 mol / l

NaCl dissocieres i to partikler: Na ⁺ (kation) og Cl ^- (anion). Derfor er værdien af v = 2. Eftersom det er en fortyndet opløsning på 0,5% NaCl, kan det antages, at værdien af g (osmotisk koefficient) er 1. Vi har derefter:

Osmolaritet (NaCl) = molaritet · v · g

= 0,085 M · 2 · 1

= 0,170 Osm / L eller 170 mOsm / L

Dette er en hypotonisk opløsning, da dens osmolaritet er meget lavere end reference-osmolariteten for kropsvæsker, som er plasma-osmolariteten, hvis værdi er omkring 300 mOsm / L.

Eksempel 2

Vi beregner molariteten med koncentrationerne af de respektive opløste stoffer ved 0,55 g / L og 40 g / L:

Molariteten (CaCl ₂) = 0,55 g / l ÷ 111 g / mol

= 4,95 10 ^-3 M

= 4,95 mM

Molaritet (C ₆ H ₁₂ O ₆) = 40 g / l ÷ 180 g / mol

= 0,222 M

= 222 mM

Og på samme måde beregner vi osmolariteterne ved at vide, at CaCl ₂ dissocieres i tre ioner, to Cl ^- og en Ca ²⁺, og antager, at de er meget fortyndede løsninger, så værdien af v er 1. Vi har så:

Osmolaritet (CaCl ₂) = 4,95 mM 3 1

= 14,85 mOsm / L

Osmolaritet (C ₆ H ₁₂ O ₆) = 222 mM-1 · 1

= 222 mOsm / L

Endelig bliver den samlede osmolaritet af løsningen summen af de individuelle osmolariteter; det vil sige af dem fra NaCl og glukose. Dette er derfor:

Samlede opløsningens osmolaritet = CaCl ₂ osmolaritet + C ₆ H ₁₂ O ₆ osmolaritet

= 222 mOsm / L + 14,85 mOsm / L

= 236,85 mOsm / L

Opløsningen af blandingen af calciumchlorid og glukose er hypoton, da dens osmolaritet (236,85 mOsm / L) er meget lavere end osmolariteten af plasma (300 mOsm / L), der tages som reference.

Eksempler på hypotoniske opløsninger

Natriumchloridopløsning

0,45% natriumchloridopløsning (NaCl) administreres intravenøst til patienter med diabetisk ketose, der udvikler dehydrering i de interstitielle og intracellulære rum. Vand strømmer fra plasmaet ind i disse rum.

Laktat Ringers opløsning

Lactate Ringers opløsning nr. 19 er et andet eksempel på en hypotonisk opløsning. Dets sammensætning er 0,6 g natriumchlorid, 0,03 g kaliumchlorid, 0,02 g calciumchlorid, 0,31 g natriumlactat og 100 ml destilleret vand. Det er en opløsning, der bruges til rehydrering af patienter og er let hypotonisk (274 mosm / L).

Referencer

De Lehr Spilva, A. og Muktans, Y. (1999). Vejledning til farmaceutiske specialiteter i Venezuela. XXXVª udgave. Globale udgaver.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
Wikipedia. (2020). Tonicitet. Gendannet fra: en.wikipedia.org
Union Media LLC. (2020). Isotoniske, hypotoniske og hypertoniske løsninger. Gendannes fra: uniontestprep.com
Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Afsnit 15.8 Osmose, vandkanaler og regulering af cellevolumen. NCBI boghylde. Gendannes fra: ncbi.nlm.nih.gov
John Brennan. (13. marts 2018). Sådan beregnes isotonicitet. Gendannes fra: sciencing.com

HYPOTONOPLØSNING: KOMPONENTER, KLARGØRING, EKSEMPLER - KEMI - 2025