ROZTWÓR HIPOTONICZNY: SKŁADNIKI, PREPARATY, PRZYKŁADY - CHEMIA - 2026

Hipotoniczny roztwór jest taki, który ma niższe stężenie substancji rozpuszczonej niż rozwiązanie oddzielona lub samodzielnie przez półprzepuszczalną przegrodę. Ta bariera umożliwia przechodzenie przez nią rozpuszczalnika, wody w przypadku układów biologicznych, ale nie wszystkich cząstek rozpuszczonych.

Płyny ustrojowe kręgowców wewnątrzkomórkowych i zewnątrzkomórkowych mają osmolarność około 300 mOsm / l. Chociaż uważa się, że ciecz hipotoniczna ma osmolarność mniejszą niż 280 mOsm / l. Dlatego rozwiązanie tej osmolarności jest hipotoniczne w stosunku do środowiska komórkowego.

Interakcja komórki z roztworem hipotonicznym. Źródło: Gabriel Bolívar.

Przykładem roztworu hipotonicznego jest 0,45% roztwór chlorku sodu. Ale jak zachowuje się komórka lub przedział w obliczu tego typu rozwiązania? Powyższy obrazek odpowiada na to pytanie.

Stężenie cząstek rozpuszczonych (żółte kropki) jest wyższe wewnątrz komórki niż na zewnątrz. Ponieważ wokół komórki jest mniej substancji rozpuszczonych, jest więcej wolnych cząsteczek wody, dlatego jest ona reprezentowana przez bardziej intensywny niebieski kolor w porównaniu z wnętrzem komórki.

Woda przepływa z zewnątrz do wewnątrz poprzez osmozę w celu wyrównania stężeń. W rezultacie komórka rozszerza się lub pęcznieje, wchłaniając wodę, która przechodzi przez jej błonę komórkową.

Składniki roztworów hipotonicznych

Roztwory hipotoniczne składają się z rozpuszczalnika, który, o ile nie wskazano inaczej, składa się z wody i rozpuszczonych w niej substancji rozpuszczonych, takich jak sole, cukry itp., W postaci czystej lub mieszanej. Ale to rozwiązanie nie będzie miało toniczności, jeśli nie będzie zaangażowana żadna półprzepuszczalna bariera, którą jest błona komórkowa.

Soli rozpuszczonych musi być niewiele, aby ich stężenie było małe, a „stężenie” wody było wysokie. Ponieważ na zewnątrz komórki jest więcej wolnej wody, to znaczy nie rozpuszcza ani nie uwadnia cząstek substancji rozpuszczonej, tym większe będzie jej ciśnienie na błonie komórkowej i tym bardziej będzie ona skłonna do przekraczania jej w celu rozcieńczenia płynu wewnątrzkomórkowego.

Przygotowanie roztworu hipotonicznego

Do przygotowania tych roztworów stosuje się ten sam protokół, co w przypadku innych roztworów. Wykonaj odpowiednie obliczenia masy substancji rozpuszczonych. Następnie waży się je, rozpuszcza w wodzie i przenosi do kolby miarowej do odpowiedniej objętości.

Roztwór hipotoniczny ma niską osmolarność, zwykle mniejszą niż 280 mOsm / l. Zatem przygotowując roztwór hipotoniczny musimy obliczyć jego osmolarność tak, aby jego wartość była mniejsza niż 280 mOsm / l. Osmolarność można obliczyć za pomocą następującego równania:

Osmolarność = m v g

Gdzie m jest molarnością substancji rozpuszczonej, a v jest liczbą cząstek, na które związek dysocjuje w roztworze. Substancje nieelektrolityczne nie dysocjują, więc wartość v jest równa 1. Tak jest w przypadku glukozy i innych cukrów.

Podczas gdy g jest współczynnikiem osmotycznym. Jest to współczynnik korygujący oddziaływanie cząstek naładowanych elektrycznie (jonów) w roztworze. Dla rozcieńczonych roztworów i nierozpuszczalnych substancji, na przykład i ponownie glukozy, przyjmuje się wartość g równą 1. Następnie mówi się, że molarność jest identyczna z jej osmolarnością.

Przykład 1

0,5% roztwór NaCl doprowadza się do gramów na litr:

NaCl wg / l = (0,5 g ÷ 100 ml) 1000 ml

= 5 g / l

I przystępujemy do obliczenia jego molarności, a następnie określamy jej osmolarność:

Molarność = masa (g / L) ÷ masa cząsteczkowa (g / mol)

= 5 g / l ÷ 58,5 g / mol

= 0,085 mola / l

NaCl dysocjuje na dwie cząstki: Na ⁺ (kation) i Cl ^- (anion). Dlatego wartość v = 2. Ponadto, ponieważ jest to rozcieńczony roztwór 0,5% NaCl, można przyjąć, że wartość g (współczynnik osmotyczny) wynosi 1. Otrzymujemy wtedy:

Osmolarność (NaCl) = molarność · v · g

= 0,085 M · 2 · 1

= 0,170 osm / l lub 170 mOsm / l

Jest to roztwór hipotoniczny, ponieważ jego osmolarność jest znacznie niższa od referencyjnej osmolarności płynów ustrojowych, czyli osmolarności osocza o wartości około 300 mOsm / l.

Przykład 2

Obliczamy molarność mając stężenia odpowiednich substancji rozpuszczonych na poziomie 0,55 g / l i 40 g / l:

Molarność (CaCl ₂ ) = 0,55 g / L ÷ 111 g / mol

= 4,95 ^10-3 M

= 4,95 mM

Molarność (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) = 40 g / L ÷ 180 g / mol

= 0,222 M

= 222 mM

W ten sam sposób obliczamy osmolarności, wiedząc, że CaCl ₂ dysocjuje na trzy jony, dwa Cl ^- i jeden Ca ²⁺ , i zakładając, że są to roztwory bardzo rozcieńczone, więc wartość v wynosi 1. Mamy wtedy :

Osmolarność (CaCl ₂ ) = 4,95 mM 3 1

= 14,85 mOsm / l

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

= 222 mOsm / l

Ostatecznie całkowita osmolarność roztworu staje się sumą poszczególnych osmolarności; to znaczy tych z NaCl i glukozy. Jest to zatem:

Całkowita osmolarność roztworu = osmolarność CaCl ₂ + osmolarność C ₆ H ₁₂ O ₆

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

= 236,85 mOsm / l

Roztwór mieszaniny chlorku wapnia i glukozy jest hipotoniczny, ponieważ jego osmolarność (236,85 mOsm / L) jest znacznie niższa niż osmolarność osocza (300 mOsm / L), która jest traktowana jako odniesienie.

Przykłady rozwiązań hipotonicznych

Roztwór chlorku sodu

0,45% roztwór chlorku sodu (NaCl) podaje się dożylnie pacjentom z ketozą cukrzycową, u których dochodzi do odwodnienia w przedziale śródmiąższowym i wewnątrzkomórkowym. Woda przepływa z plazmy do tych przedziałów.

Roztwór Ringera z mleczanem

Roztwór Ringera mleczanowego nr 19 to kolejny przykład roztworu hipotonicznego. Jego skład to 0,6 g chlorku sodu, 0,03 g chlorku potasu, 0,02 g chlorku wapnia, 0,31 g mleczanu sodu i 100 ml wody destylowanej. Jest to roztwór stosowany do nawadniania pacjentów, lekko hipotoniczny (274 mosm / l).

Bibliografia

1. De Lehr Spilva, A. and Muktans, Y. (1999). Przewodnik po specjalnościach farmaceutycznych w Wenezueli. Wydanie XXXVª. Wydania globalne.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
3. Wikipedia. (2020). Toniczność. Odzyskane z: en.wikipedia.org
4. Union Media LLC. (2020). Rozwiązania izotoniczne, hipotoniczne i hipertoniczne. Odzyskany z: uniontestprep.com
5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL i wsp. (2000). Sekcja 15.8 Osmoza, kanały wodne i regulacja objętości komórek. Regał NCBI. Odzyskany z: ncbi.nlm.nih.gov
6. John Brennan. (13 marca 2018). Jak obliczyć izotoniczność. Odzyskany z: sciencing.com