Značilnosti hipertonske raztopine, kako jo pripraviti in primeri



The hipertonično raztopino je tisti, v katerem je osmotski tlak višji v celični okolici. Da bi izenačili to razliko, voda teče od znotraj navzven, kar povzroča njeno krčenje. V spodnji sliki lahko opazimo stanje rdečih krvnih celic v koncentracijah različnih toničnosti.

V teh celicah je poudarjen tok vode s puščicami, toda kaj je toničnost? In tudi, kaj je osmotski tlak? Obstaja več definicij toničnosti raztopine. Na primer, lahko jo označimo kot osmolalnost raztopine v primerjavi s plazmo.

Lahko se nanaša tudi na koncentracijo raztopljenih raztopin v raztopini, ki je iz okolice ločena z membrano, ki usmerja smer in obseg difuzije vode skozi to..

Podobno je mogoče razumeti tudi kot sposobnost zunajcelične raztopine, da premakne vodo v celico ali na njeno zunaj.

Končni pojem je lahko merjenje osmotskega tlaka, ki nasprotuje pretoku vode skozi polprepustno membrano. Vendar pa je najpogosteje uporabljena definicija toničnosti tista, ki jo označuje kot osmolalnost plazme, ki ima vrednost 290 mOsm / L vode..

Vrednost osmolalnosti plazme dobimo z merjenjem zmanjšanja krioskopske točke (koligativna lastnost)..

Indeks

  • 1 Koligativne lastnosti
  • 2 Izračun osmolarnosti in osmolalnosti
    • 2.1 Osmotski koeficient
  • 3 Značilnosti hipertonične raztopine
  • 4 Kako pripraviti hipertonično raztopino?
  • 5 Primeri
    • 5.1 Primer 1
    • 5.2 Primer 2
  • 6 Reference

Lastnosti koliranja

Osmotski tlak je ena od koligativnih lastnosti. To so tiste, ki so odvisne od števila delcev in ne od njihove narave, tako v raztopini kot v naravi topila.

Torej za te lastnosti ni pomembno, če je delček atom Na ali K ali molekula glukoze; pomembna je njegova številka.

Koligativne lastnosti so: osmotski tlak, zmanjšanje krioskopske ali zmrziščne točke, zmanjšanje parnega tlaka in povečanje vrelišča..

Za analizo ali delo s temi lastnostmi raztopin je treba uporabiti izraz koncentracije raztopin, ki niso običajno izražene.

Izrazi koncentracij, kot so molarnost, molalnost in normalnost, so identificirani s posebno raztopino. Na primer, rečemo, da je raztopina 0,3 mol v NaCl ali 15 mEq / L Na+, itd..

Vendar pri izražanju koncentracije v osmolih / L ali v osmolih / L H2Ali pa ne obstaja identifikacija raztopine, ampak število delcev v raztopini.

Izračun osmolarnosti in osmolalnosti

Za plazmo se prednostno uporablja osmolalnost, izražena v mOsm / L vode, mOsm / kg vode, Osm / L vode ali Osm / kg vode..

Razlog za to je obstoj beljakovin v plazmi, ki zavzemajo pomemben odstotek plazmatskega volumna - približno 7% - razlog, da se preostale raztopine raztopijo v manjšem volumnu..

V primeru raztopin z nizko molekulsko maso je volumen, ki ga zasedajo, razmeroma nizek, osmolalnost in osmolarnost pa se lahko izračunata na enak način brez večje napake..

Osmolarnost (raztopina mOsm / L) = molarnost (mmol / L) ∙ v ∙ g

Osmolalnost (mOsm / L H2O) = molalnost (mmol / L H2O) ∙ v ∙ g

v = število delcev, v katerih se spojina disociira v raztopini, na primer: NaCl disociira na dva delca: Na+ in Cl-, so v = 2. 

CaCl2 v vodni raztopini disociira v tri delce: Ca2+ in 2 Cl-, so v = 3. FeCl3 v raztopini se disociira na štiri delce: Fe3+ in 3 Cl-.

Povezave, ki se disociirajo, so ionske vezi. Nato se spojine, ki v svoji strukturi predstavljajo samo kovalentne vezi, ne disociirajo, med drugim: glukoza, saharoza, sečnina. V tem primeru je v = 1.

Osmotski koeficient

Korekcijski faktor "g" je tako imenovani osmotski koeficient, ustvarjen za popravljanje elektrostatične interakcije med električno nabitimi delci v vodni raztopini. Vrednost "g" je v razponu od 0 do 1. Spojine z ne-disociabilnimi vezmi - to je kovalentno - imajo vrednost "g" 1..

Elektroliti v zelo razredčenih raztopinah imajo vrednost "g" blizu 1. Nasprotno, ko se koncentracija raztopine elektrolita poveča, se vrednost "g" zmanjša in naj bi se približala ničli..

Ko se koncentracija elektrolitske spojine poveča, se na enak način poveča tudi število električno nabitih delcev v raztopini, kar poveča možnost interakcije med pozitivno nabitimi in negativno nabitimi delci..

Posledica tega je, da se število realnih delcev zmanjša v primerjavi s številom teoretičnih delcev, tako da se popravi vrednost osmolalnosti ali osmolalnosti. To se opravi z osmotskim koeficientom "g"..

Značilnosti hipertonične raztopine

Osmolalnost hipertonične raztopine je večja od 290 mOsm / L vode. Če pride v stik s plazmo prek polprepustne membrane, bo voda tekla iz plazme v hipertonično raztopino, dokler ne bo doseženo osmotsko ravnovesje med obema raztopinama..

V tem primeru ima plazma višjo koncentracijo vodnih delcev kot hipertonična raztopina. Pri pasivni difuziji se delci razpršijo z območij, kjer je njihova koncentracija višja od mest, kjer je nižja. Zato voda teče iz plazme v hipertonično raztopino.

Če so eritrociti postavljeni v hipertonično raztopino, bo voda tekla iz eritrocitov v zunajcelično raztopino, kar bo povzročilo njeno krčenje ali zamik..

Tako imata znotrajcelični predel in zunajcelični predel enako osmolalnost (290 mOsm / L vode), ker je med telesnimi oddelki osmotsko ravnotežje..

Kako pripraviti hipertonično raztopino?

Če je osmolalnost plazme 290 mOsm / L H2Ali ima hipertonična raztopina osmolalnost večjo od te vrednosti. Zato imate neskončno število hipertoničnih raztopin.

Primeri

Primer 1

Če želite pripraviti raztopino CaCl2 z osmolalnostjo 400 mOsm / L H2Ali: poiščite g / L H2Ali CaCl2 potrebno.

Podatki

- Molekulska masa CaCl2= 111 g / mol

- Osmolalnost = molalnost ∙ v ∙ g

- molalnost = osmolalnost / v. g

V tem primeru CaCl2 se raztopi v treh delcih, tako da v = 3. Predpostavlja se, da je vrednost osmotskega koeficienta 1, če ni tabel g za spojino.

molalnost = (400 mOsm / L H2O / 3) 1

= 133,3 mmol / L H2O

= 0,133 mol / L H2O

g / L H2O = mol / L od H2O / g / mol (molekulska masa)

= 0,133 mol / L H2O '111 g / mol

= 14,76 g / L H2O

Za pripravo raztopine CaCl2 osmolalnosti 400 mOsm / L H2O (hipertonično), stehtamo 14,76 g CaCl2, in nato dodamo liter vode.

Ta postopek lahko sledimo, da pripravimo katerokoli hipertonično raztopino želene osmolalnosti, pod pogojem, da je predpostavljena vrednost 1 za osmotski koeficient "g"..

Primer 2

Pripravite raztopino glukoze z osmolalnostjo 350 mOsm / L iz H2O.

Podatki

- Molekulska masa glukoze 180 g / mol

- v = 1

- g = 1

Glukoza se ne loči, ker ima kovalentne vezi, zato je v = 1. Ker se glukoza ne disociira v električno nabite delce, ne more biti elektrostatične interakcije, zato je vrednost 1.

Za ne-disociabilne spojine (npr. Glukoza, saharoza, sečnina itd.) Je osmolalnost enaka molalnosti.

Molalnost raztopine = 350 mmol / L H2O

molalnost = 0,35 mol / L H2O.

g / L H2Molekulska masa

= 0.35 mol / L H2O 180 g / mol

= 63 g / L H2O

Reference

  1. Fernández Gil, L., Liévano, P. A. in Rivera Rojas, L. (2014). Določitev toničnosti večnamenske rešitve All In One Light. Znanost in tehnologija za zdravje vida, 12 (2), 53-57.
  2. Jimenez, J., Macarulla, J.M. (1984). Fiziološka fizikalna kemija. Uvodnik Interamericana. 6. izdaja.
  3. Ganong, W.F. (2004). Medicinska fiziologija Uredi. Moderni priročnik. 19. izdaja
  4. Wikipedija. (2018). Toničnost Pridobljeno 10. maja 2018, s strani: en.wikipedia.org
  5.  Anne Marie Helmenstine, dr. (2. junij 2017). Osmotski tlak in toničnost. Vzpostavljeno 10. maja 2018, iz: thoughtco.com