SOLUȚIE HIPERTONICĂ: COMPONENTE, PREPARARE, EXEMPLE - CHIMIE

O soluție hipertonică este cea care, atunci când este pusă în contact cu o altă soluție, separată de o membrană permeabilă la apă, dar impermeabilă la solutii, apare un flux net de apă spre ea, până când se ajunge la o osmolaritate egală (concentrație) în cele două compartimente.

Un exemplu foarte reprezentativ este atunci când globulele roșii sunt plasate într-o soluție care este considerată hipertonică. Osmolaritatea eritrocitelor, precum cea a tuturor fluidelor extracelulare și intracelulare, este de aproximativ 300 mOsm / L.

Interacțiunea unei celule cu o soluție hipertonică. Sursa: Gabriel Bolívar.

Prin urmare, osmolaritatea soluției hipertonice trebuie să fie mai mare de 300 mOsm / L. În această situație, un flux de apă are loc din interiorul eritrocitelor în soluția din jur. Același comportament poate fi observat în orice tip de celulă și este în general reprezentat în imaginea de mai sus.

În afara celulei există o cantitate mai mare de solut dizolvat (cercuri galbene), astfel încât moleculele sunt ocupate să le hidrateze; adică există mai puține molecule de apă „libere”. Celula cedează apă în împrejurimile sale, reducându-și volumul și ridând ca o stafidă. Prin urmare, apa din celulă este mai „concentrată” decât în mediul extracelular.

Componentele soluțiilor hipertonice

O soluție hipertonică este compusă dintr-un solvent, de obicei apă și soluții care pot fi săruri pure sau zaharuri sau un amestec din acestea. Modul obișnuit de a exprima concentrația unei soluții, ca funcție a numărului de particule și nu atât a concentrațiilor individuale ale acestora, este prin osmolaritate.

De asemenea, trebuie să existe un compartiment care este separat de o barieră semipermeabilă, care în cazul celulelor este o membrană lipidică cu două straturi. Moleculele de apă, precum și alte molecule neutre, reușesc să se strecoare prin membrana celulară, dar același lucru nu se întâmplă cu ioni.

Mediul apos care înconjoară celula trebuie să fie mai concentrat în soluție și, în consecință, mai mult „diluat” în apă. Acest lucru se întâmplă pentru că moleculele de apă înconjoară particulele de solut, cu puține care se difuzează liber la mijloc.

Această variație de apă liberă în interiorul și în afara celulei determină un gradient prin care se generează osmoză, adică variația concentrațiilor datorate deplasării solventului printr-o barieră, fără ca solutul să difuzeze.

preparare

O soluție hipertonică este pregătită la fel ca toate soluțiile: componentele soluției sunt cântărite și aduse la un anumit volum dizolvându-le în apă. Dar pentru a ști dacă soluția este hipertonică în raport cu celulele, osmolaritatea ei trebuie mai întâi să fie calculată și să vedem dacă este mai mare de 300 mOsm / L:

Osmolaritate = m v g

Unde m este molaritatea solutului, v numărul de particule în care se compune un compus și g coeficientul osmotic. Acesta din urmă este un factor care corectează interacțiunea particulelor (ioni) încărcate electric, iar valoarea acesteia este 1 pentru soluțiile diluate și pentru substanțele care nu se disociează; ca glucoza.

Osmolaritatea totală a unei soluții se calculează adăugând osmolaritatea furnizată de fiecare dintre compușii prezenți în soluție.

- Exemplu

Determinați osmolaritatea unei soluții care conține 5% glucoză (MW = 180 g / mol) și 0,9% clorură de sodiu (MW = 58,5 g / mol) și concluzionați dacă soluția este hipertonică sau nu.

Primul pas

Mai întâi trebuie să calculați molaritatea glucozei. Concentrația de glucoză este de 5 g / 100 ml și este exprimată în unități de g / L:

(5 g ÷ 100 mL) 1.000 ml

Concentrația de glucoză = 50 g / L

Molaritatea cu glucoză (moli / L) = (50 g / L) ÷ (180 g / mol)

= 0,277 moli / L

Osmolaritate furnizată de glucoză = molaritate · număr de particule în care se disociază · coeficient osmotic (g).

În acest caz, valoarea coeficientului osmotic este egală cu 1 și poate fi întreruptă. Glucoza are în structura sa legături covalente care nu se disociează în soluție apoasă și, prin urmare, v este egală cu 1. Astfel, osmolaritatea glucozei este egală cu molaritatea sa.

Osmolaritate furnizată de glucoză = 0,277 Osm / L

= 277 mOsm / L

Al doilea pas

Calculăm molaritatea și osmolaritatea celui de-al doilea solut, care este NaCl. De asemenea, exprimăm concentrația în g / L:

Exprimat în g / L = (0,9 g ÷ 100 mL) 1.000 mL

= 9 g NaCl / L

Molaritate (moli / L) = (9 g / L) ÷ (58,5 g / mol)

= 0,153 mol / L

Și calculăm osmolaritatea acesteia:

Osmolaritate = molaritate 2 1

Clorura de sodiu se disociază în două particule: un Na ⁺ și un Cl ^- . Din acest motiv v are o valoare de 2.

Osmolaritate = 0,153 mol / L · 2 · 1

Osmolaritate = 0,306 Osm / L

= 306 mOsm / L

Al treilea pas

În cele din urmă, calculăm osmolaritatea soluției și decidem dacă este sau nu hipertonică. Pentru aceasta, trebuie să adăugăm osmolaritatea furnizată de glucoză și osmolaritatea furnizată de NaCl:

Osmolaritatea totală a soluției = 0,277 osm / L + 0,306 osm / L

Osmolaritatea soluției = 0,583 Osm / L sau 583 mOsm / L

Osmolaritatea celulelor și a fluidelor care le scald: plasmă și lichid interstițial, este în jur de 300 mOsm / L. Prin urmare, se poate considera că soluția de glucoză și clorură de sodiu, cu o osmolaritate de 583 mOsm / L, este o soluție hipertonică în raport cu mediul celular.

Exemple de soluții hipertonice

10% dextroză nr. 2 (soluție hipertonică de glucoză)

Această soluție hipertonică constă din 10 g de dextroză și apă distilată în cantitate suficientă pentru 100 ml. Osmolaritatea sa este de 504 mOsm / L.

Această soluție este utilizată pentru a trata o scădere a glicogenului hepatic, o scădere a concentrației de glucoză plasmatică și alte tulburări metabolice.

0,45% dextroză

Această soluție este compusă din 5 g de dextroză, 0,45 g de NaCl și suficientă apă distilată pentru un volum de 100 ml. Osmolaritatea sa este de 406 mOsm / L

Este utilizat în scăderea glicogenului hepatic și în deficiența clorurii de sodiu.

10% manitol

Această soluție constă din 10 g de manitol și apă distilată în cantitate suficientă pentru 100 ml. Osmolaritatea sa este de 549 mOsm / L.

Este utilizat pentru a crește excreția renală a apei (diuretic osmotic) și pentru a trata insuficiența renală.

Referințe

De Lehr Spilva, A. și Muktans, Y. (1999). Ghid de specialități farmaceutice din Venezuela. Ediția XXXVª Ediții globale.
Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (11 februarie 2020). Ce este o soluție hipertonică? Recuperat de la: thinkco.com
Wikipedia. (2020). Tonicitate. Recuperat de la: en.wikipedia.org
Kevin Beck. (21 septembrie 2018). Ce este soluția hipertonică. Recuperat de la: știința.com

SOLUȚIE HIPERTONICĂ: COMPONENTE, PREPARARE, EXEMPLE - CHIMIE - 2025