פתרון היפרטוני: רכיבים, הכנה, דוגמאות - כִּימִיָה - 2025

פתרון היפרטוני הוא אחת שכאשר לשים במגע עם פתרון אחר, מופרד על ידי קרום חדיר למים אך חדיר מומסים, תזרים נטו של מים מתרחש כלפיה, עד להשגת osmolarity השווה (ריכוז) תושג לשני תאים.

דוגמא מאוד מייצגת היא כאשר תאי הדם האדומים ממוקמים בתמיסה שנחשבת ליתר לחץ דם. האוסמולולריות של אריתרוציטים, כמו זו של כל נוזלי הגוף הנוספים והתוך תאיים, היא כ -300 mOsm / L.

אינטראקציה של תא עם פיתרון היפרטוני. מקור: גבריאל בוליבר.

לכן האוסמולולריות של הפתרון ההיפרטוני חייבת להיות גדולה מ- 300 mOsm / L. בנסיבות אלה, זרימת מים מתרחשת מתוך האריתרוציטים לתמיסה הסובבת. ניתן לראות את אותה התנהגות בכל סוג של תא והיא בדרך כלל מיוצגת בתמונה למעלה.

מחוץ לתא יש כמות גדולה יותר של מומסים מומסים (עיגולים צהובים), כך שהמולקולות עסוקות במיומן של הידרציה; כלומר יש פחות מולקולות מים "חופשיות". התא מניב מים לסביבתו, מצמצם את נפחו ומתקמט כמו צימוק. מכאן שהמים בתא "מרוכזים" יותר מאשר במדיום החוץ תאי.

מרכיבי הפתרונות ההיפרטוניים

תמיסה היפרטונית מורכבת ממס, בדרך כלל מים, וממסים שיכולים להיות מלחים או סוכרים טהורים, או תערובת שלהם. הדרך הרגילה לבטא את ריכוז הפיתרון, כפונקציה של מספר החלקיקים ולא כל כך הרבה מהריכוזים האישיים שלהם, היא באמצעות אוסמולריות.

כמו כן, חייב להיות תא המופרד על ידי מחסום למחצה, ובמקרה של תאים הוא קרום שכבה כפולה של שומנים. מולקולות מים, כמו גם מולקולות ניטרליות אחרות, מצליחות להתגנב בקרום התא, אך הדבר לא קורה ביונים.

המדיום המימי העוטף את התא חייב להיות מרוכז יותר במומסים, וכתוצאה מכך יותר "מדולל" במים. הסיבה לכך היא שמולקולות המים מקיפות את חלקיקי המומסים, עם מעטים שמתפזרים בחופשיות באמצע.

וריאציה זו של מים חופשיים בתוך התא ומחוצה לו גורמת לשיפוע באמצעותו נוצרת אוסמוזה, כלומר, השינוי בריכוזים עקב תזוזת הממס דרך מחסום, מבלי שהמומס יתפזר.

הכנה

מכינים תמיסה היפרטונית זהה לכל הפתרונות: מרכיבי התמיסה נשקלים ומביאים לנפח מסוים על ידי המסתם במים. אבל כדי לדעת אם הפיתרון הוא היפרטוני ביחס לתאים, ראשית יש לחשב את האוסמולריות שלו ולראות אם הוא גדול מ- 300 mOsm / L:

אוסמולריות = m v g

כאשר m הוא המולאריות של המומס, v מספר החלקיקים שאליהם מתנתק תרכובת, ו- g המקדם האוסמוטי. האחרון הוא גורם המתקן את האינטראקציה של חלקיקים טעונים חשמלית (יונים) וערכו הוא 1 לפתרונות מדוללים ולחומרים שאינם מתנתקים; כמו גלוקוז.

האוסמולולריות הכוללת של תמיסה מחושבת על ידי הוספת האוסמולריות שמספקת כל אחד מהתרכובות הקיימות בתמיסה.

- דוגמא

קבעו את האוסמולריות של תמיסה המכילה 5% גלוקוז (MW = 180 גרם / מול) ו -0.9% נתרן כלוריד (MW = 58.5 גרם / מול) והסיקו האם התמיסה היא היפרטונית או לא.

צעד ראשון

ראשית עליכם לחשב את המולאריות של הגלוקוזה. ריכוז הגלוקוזה הוא 5 גרם / 100 מ"ל והוא בא לידי ביטוי ביחידות של גרם / ליטר:

(5 גרם ÷ 100 מ"ל) 1,000 מ"ל

ריכוז הגלוקוז = 50 גרם לליטר

מולקולת גלוקוז (שומות / ל ') = (50 גרם / ל') ÷ (180 גר '/ מול)

= 0.277 ש"ח / ליטר

אוסמולריות הניתנת על ידי גלוקוזה = מולאריות · מספר החלקיקים שבהם הוא מתנתק · מקדם אוסמוטי (g).

במקרה זה, הערך של המקדם האוסמוטי שווה ל 1 וניתן להפסיק אותו. לגלוקוזה יש קשרים קוולנטיים במבנה שאינם מתנתקים בתמיסה מימית, ולכן v שווה ל 1. לפיכך, האוסמולולריות של הגלוקוז שווה למולאריות שלה.

אוסמולריות הניתנת על ידי גלוקוזה = 0.277 אוסם / ל

= 277 mOsm / L

צעד שני

אנו מחשבים את המולאריות והאוסמולולריות של המומס השני, שהוא NaCl. אנו מבטאים גם את ריכוזה ב- G / L:

מתבטא ב- g / L = (0.9 גרם ÷ 100 מ"ל) 1,000 מ"ל

= 9 גרם NaCl / L

מולולריות (שומות / ליטר) = (9 גרם / ליטר) ÷ (58.5 גר '/ מול)

= 0.153 מול / ליטר

ואנחנו מחשבים את האוסמולריות שלה:

אוסמולריות = מולאריות 2 1

נתרן כלוריד מתנתק לשני חלקיקים: Na ⁺ ו- Cl ^- . מסיבה זו ערך ה- v הוא 2.

אוסמולריות = 0.153 mol / L · 2 · 1

אוסמולריות = 0.306 אוסם / ל

= 306 mOsm / L

צעד שלישי

לבסוף אנו מחשבים את האוסמולריות של הפיתרון ומחליטים אם זה היפרטוני או לא. לשם כך עלינו להוסיף את האוסמולריות הניתנת על ידי הגלוקוזה ואת האוסמולולריות הניתנת על ידי NaCl:

אוסמולולריות מוחלטת של הפתרון = 0.277 אוסם / ל + 0.306 אוסם / ל

אוסמולריות של הפתרון = 0.583 אוסם / ל או 583 mOsm / L

האוסמולולריות של התאים והנוזלים המתרחצים אותם: פלזמה ונוזל ביניים, הוא בסביבות 300 mOsm / L. לכן ניתן לקחת בחשבון כי תמיסת הגלוקוזה והנתרן כלוריד, עם אוסמולריות של 583 mOsm / L, היא פיתרון היפרטוני ביחס לסביבה התאית.

דוגמאות לפתרונות היפרטוניים

10% דקסטרוז מס '2 (תמיסת גלוקוז היפרטוני)

תמיסה היפרטונית זו מורכבת מ- 10 גרם דקסטרוז ומים מזוקקים בכמות מספקת ל 100 מ"ל. האוסמולולריות שלו היא 504 mOsm / L.

פיתרון זה משמש לטיפול בירידה ברמת הגליקוגן בכבד, ירידה בריכוז הגלוקוז בפלזמה והפרעות מטבוליות אחרות.

דקסטרוז 0.45%

תמיסה זו מורכבת מ- 5 גרם דקסטרוז, 0.45 גרם של NaCl, ומים מזוקקים מספיקים לנפח של 100 מ"ל. האוסמולולריות שלו היא 406 mOsm / L

הוא משמש בירידה של גליקוגן הכבד ובמחסור בנתרן כלוריד.

10% מניטול

פיתרון זה מורכב מ 10 גרם מניטול ומים מזוקקים בכמות מספקת ל 100 מ"ל. האוסמולולריות שלו היא 549 mOsm / L.

הוא משמש להגברת הפרשת הכליה של מים (משתן אוסמוטי) ולטיפול באי ספיקת כליות.

הפניות

1. דה לה ספילה, א 'ומוקטנס, י' (1999). מדריך להתמחויות פרמצבטיות בוונצואלה. מהדורת XXXVª. מהדורות גלובליות.
2. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
3. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (11 בפברואר 2020). מהו פיתרון היפרטוני? התאושש מ: thoughtco.com
4. ויקיפדיה. (2020). טוניקות. התאושש מ: en.wikipedia.org
5. קווין בק. (21 בספטמבר 2018). מהו הפיתרון ההיפרטוני. התאושש מ: sciencing.com