Характеристики гіпертонічного розчину, спосіб його приготування та приклади



The гіпертонічний розчин це той, в якому осмотичний тиск вище в клітинній обстановці. Щоб вирівняти цю різницю, вода протікає зсередини назовні, викликаючи її усадку. У нижньому зображенні стан червоних клітин можна спостерігати в концентраціях різних тонічностей.

У цих клітинах виділяється потік води зі стрілками, але що таке тонічність? А також, що таке осмотичний тиск? Існує кілька визначень тонічності розчину. Наприклад, його можна назвати осмоляльністю розчину порівняно з плазмою.

Він також може посилатися на концентрацію розчинених розчинів у розчині, відокремлену від її оточення мембраною, яка спрямовує напрямок і ступінь дифузії води через.

Крім того, це можна розглядати як здатність позаклітинного розчину переміщати воду в клітину або на її зовнішню сторону.

Остаточним поняттям може бути вимірювання осмотичного тиску, який протистоїть потоку води через напівпроникну мембрану. Однак найбільш часто використовуваним визначенням тонічності є те, що вказує на його осмолярність плазми, що має значення 290 мОсм / л води.

Значення осмоляльності плазми отримують шляхом вимірювання зниження кріоскопічної точки (колігативної властивості)..

Індекс

  • 1 Колігативні властивості
  • 2 Розрахунок осмолярності та осмоляльності
    • 2.1 Осмотичний коефіцієнт
  • 3 Характеристика гіпертонічного розчину
  • 4 Як приготувати гіпертонічний розчин?
  • 5 Приклади
    • 5.1 Приклад 1
    • 5.2 Приклад 2
  • 6 Посилання

Колативні властивості

Осмотичний тиск є одним з колігативних властивостей. Це ті, які залежать від кількості частинок, а не від їх природи, як в розчині, так і в природі розчинника.

Отже, для цих властивостей не має значення, якщо частинка є атомом Na або K, або молекулою глюкози; головне - його номер.

Колігативними властивостями є: осмотичний тиск, зниження кріоскопічної або температури замерзання, зниження тиску пари і збільшення температури кипіння.

Для аналізу або роботи з цими властивостями розчинів необхідно використовувати вираз концентрації розчинів, відмінних від звичайно виражених.

Вирази таких концентрацій, як молярність, молярність і нормальність, ідентифікуються з певною розчиненою речовиною. Наприклад, розчин називається 0,3 молярним в NaCl або 15 мекв / л Na+, і т.д..

Однак при експресії концентрації в осмолі / л або в осмолах / л Н2Або немає ідентифікації розчиненої речовини, але кількість частинок в розчині.

Розрахунок осмолярності і осмоляльності

Для плазми переважно використовують осмолярність, виражену в mOsm / L води, mOsm / кг води, Osm / L води або Osm / кг води..

Причиною цього є наявність у плазмі білків, які займають важливий відсоток плазмового об'єму - приблизно 7% - причина, чому інші розчинені речовини розчиняються в меншому обсязі літра..

У випадку розчинів розчинених речовин низької молекулярної ваги, обсяг, який вони займають, є відносно низьким, а осмоляльність і осмолярність можуть бути обчислені таким же чином без великої помилки..

Осмолярність (розчин mOsm / L) = молярність (ммоль / л) ∙ v ∙ g

Осмолальність (mOsm / L H2O) = молярність (ммоль / л H2O) ∙ v ∙ g

v = кількість частинок, в яких дисоційована сполука в розчині, наприклад: NaCl дисоціює на дві частинки: Na+ і Cl-, так v = 2. 

CaCl2 у водному розчині дисоціює на три частинки: Ca2+ і 2 Cl-, так v = 3. FeCl3 в розчині вона дисоціює на чотири частинки: Fe3+ і 3 Cl-.

Зв'язки, які дисоціюють, є іонними зв'язками. Потім з сполук, які присутні в їхній структурі, тільки ковалентні зв'язки не дисоціюють, наприклад: глюкоза, сахароза, сечовина, серед інших. У цьому випадку v = 1.

Осмотичний коефіцієнт

Поправочний коефіцієнт "g" - це так званий осмотичний коефіцієнт, створений для корекції електростатичного взаємодії між електрично зарядженими частинками у водному розчині. Значення "g" коливається від 0 до 1. З'єднання з недисоційованими зв'язками - тобто ковалентними - мають значення "g" 1.

Електроліти в сильно розбавлених розчинах мають величину "g", близьку до 1. Навпаки, при збільшенні концентрації розчину електроліту значення "g" зменшується і, як кажуть, наближається до нуля..

При збільшенні концентрації електролітичного з'єднання кількість електрично заряджених частинок у розчині зростає таким же чином, що збільшує можливість взаємодії між позитивно зарядженими та негативно зарядженими частинками..

Це має наслідком, що кількість реальних частинок зменшується в порівнянні з числом теоретичних частинок, тому відбувається корекція значення осмоляльності або осмоляльності. Це робиться осмотичним коефіцієнтом "g".

Характеристики гіпертонічного розчину

Осмолярність гіпертонічного розчину перевищує 290 мОсм / л води. Якщо вона вступає в контакт з плазмою через напівпроникну мембрану, вода буде надходити з плазми в гіпертонічний розчин до досягнення осмотичної рівноваги між обома розчинами.

У цьому випадку плазма має більш високу концентрацію частинок води, ніж гіпертонічний розчин. При пасивній дифузії частинки мають тенденцію дифундувати з ділянок, де їх концентрація вище в місцях, де вона нижча. З цієї причини вода тече від плазми до гіпертонічного розчину.

Якщо еритроцити поміщені в гіпертонічний розчин, то вода буде надходити від еритроцитів до позаклітинного розчину, утворюючи його усадку або крену.

Таким чином, внутрішньоклітинне відділення і позаклітинне відділення мають однакову осмоляльність (290 мОсм / л води), оскільки між осередками тіла є осмотичний баланс.

Як приготувати гіпертонічний розчин?

Якщо осмоляльність плазми становить 290 мОсм / л H2Або, гіпертонічний розчин має осмолярність, що перевищує це значення. Тому у вас є нескінченне число гіпертонічних розчинів.

Приклади

Приклад 1

Якщо потрібно приготувати розчин CaCl2 з осмолярністю 400 мОсм / л H2Або: знайдіть g / L H2Або CaCl2 потрібно.

Дані

- Молекулярна маса CaCl2= 111 г / моль

- Осмолальність = молярність ∙ v ∙ g

- молярність = осмоляльність / v. g

У цьому випадку CaCl2 розчиняється в трьох частинках, тому v = 3. Значення осмотичного коефіцієнта приймається рівним 1, якщо немає таблиць g для сполуки.

молярність = (400 мОсм / л H2O / 3). 1

= 133,3 ммоль / л H2O

= 0,133 моль / л H2O

г / л Н2O = моль / л H2O / г / моль (молекулярна маса)

= 0,133 моль / л H2O ∙ 111 г / моль

= 14,76 г / л H2O

Для приготування розчину CaCl2 осмоляльності 400 мОсм / л H2O (гіпертонічний), зважують 14,76 г CaCl2, а потім додають літр води.

Цю процедуру можна дотримуватися для приготування будь-якого гіпертонічного розчину бажаної осмоляльності, за умови, що для осмотичного коефіцієнта "g" прийнято значення 1..

Приклад 2

Готують розчин глюкози з осмолярністю 350 мОсм / л H2O.

Дані

- Молекулярна маса глюкози 180 г / моль

- v = 1

- g = 1

Глюкоза не дисоціює, оскільки має ковалентні зв'язки, тому v = 1. Оскільки глюкоза не дисоціює в електрично заряджених частинках, не може бути електростатичної взаємодії, тому варто 1.

Тоді, для недисоційованих сполук (наприклад, глюкози, сахарози, сечовини тощо) осмоляльність дорівнює молярності.

Розчин молярности = 350 ммоль / л Н2O

молярність = 0,35 моль / л H2O.

г / л Н2O = молярність ∙ молекулярна маса

= 0,35 моль / л H2O ∙ 180 г / моль

= 63 г / л H2O

Список літератури

  1. Fernández Gil, L., Liévano, P.A. та Rivera Rojas, L. (2014). Визначення тонічності багатоцільового розчину All In One Light. Наука і техніка для візуального здоров'я, 12 (2), 53-57.
  2. Jimenez, J., Macarulla, J. М. (1984). Фізіологічна фізико-хімія. Редакція Interamericana. 6-е видання.
  3. Ganong, W.F. (2004). Медична фізіологія Редагувати. Сучасне керівництво. 19-е видання
  4. Вікіпедія. (2018). Тонічність Отримано 10 травня 2018 року з: en.wikipedia.org
  5.  Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2 червня 2017 року). Осмотичний тиск і тонічність. Отримано 10 травня 2018 року з: thoughtco.com