Eigenschaften der hypertonischen Lösung, wie man sie herstellt und Beispiele

Die hypertonische Lösung ist eine, in der der osmotische Druck in der Nähe der Zelle höher ist. Um diesen Unterschied auszugleichen, fließt das Wasser von innen nach außen, wodurch es schrumpft. Im Bild unten ist der Zustand der Erythrozyten in Konzentrationen unterschiedlicher Tonizität zu sehen.

In diesen Zellen ist der Wasserfluss mit Pfeilen hervorgehoben, aber was ist Tonizität? Und was ist osmotischer Druck? Es gibt mehrere Definitionen der Tonizität einer Lösung. Zum Beispiel kann es als Osmolalität einer Lösung im Vergleich zum Plasma bezeichnet werden.

Es kann sich auch auf die Konzentration von gelösten Stoffen beziehen, die in einer Lösung gelöst sind, die von ihrer Umgebung durch eine Membran getrennt ist, die die Richtung und das Ausmaß der Diffusion von Wasser durch sie leitet.

Ebenso kann es als die Fähigkeit einer extrazellulären Lösung gesehen werden, Wasser in einer Zelle oder nach außen zu bewegen.

Ein letzter Gedanke kann die Messung des osmotischen Drucks sein, der dem Wasserfluss durch eine semipermeable Membran entgegenwirkt. Die am häufigsten verwendete Definition der Tonizität ist jedoch diejenige, die sie als Plasmaosmolalität anzeigt, mit einem Wert von 290 mOsm / l Wasser.

Der Plasmaosmolalitätswert wird durch Messen der Abnahme des kryoskopischen Punktes (kolligative Eigenschaft) erhalten.

Index

• 1 kolligative Eigenschaften
• 2 Berechnung der Osmolalität und Osmolalität
  • 2.1 Osmotischer Koeffizient
• 3 Merkmale einer hypertonischen Lösung
• 4 Wie bereitet man eine hypertonische Lösung vor?
• 5 Beispiele
  • 5.1 Beispiel 1
  • 5.2 Beispiel 2
• 6 Referenzen

Collative Eigenschaften

Der osmotische Druck ist eine der kolligativen Eigenschaften. Dies sind diejenigen, die von der Anzahl der Teilchen abhängen und nicht von ihrer Natur, sowohl in der Lösung als auch in der Art des Lösungsmittels.

Für diese Eigenschaften spielt es also keine Rolle, ob das Teilchen ein Atom aus Na oder K oder ein Molekül aus Glukose ist. das Wichtige ist ihre Nummer.

Die kolligativen Eigenschaften sind: der osmotische Druck, die Abnahme des Kryo- oder Gefrierpunktes, die Abnahme des Dampfdruckes und die Erhöhung des Siedepunktes.

Um diese Eigenschaften der Lösungen zu analysieren oder mit ihnen zu arbeiten, ist es notwendig, eine andere als die üblicherweise ausgedrückte Konzentration der Lösungen zu verwenden.

Ausdrücke von Konzentrationen wie Molarität, Molalität und Normalität werden mit einem bestimmten gelösten Stoff identifiziert. Zum Beispiel soll eine Lösung 0,3 molar in NaCl oder 15 mval / l Na sein⁺usw.

Wenn jedoch die Konzentration in Osmolen / L oder in Osmolen / L von H ausgedrückt wird₂Oder es gibt keine Identifizierung eines gelösten Stoffes, sondern die Anzahl der Teilchen in Lösung.

Berechnung der Osmolarität und Osmolalität

Für Plasma wird vorzugsweise die Osmolalität verwendet, ausgedrückt in mOsm / l Wasser, mOsm / kg Wasser, Osm / l Wasser oder Osm / kg Wasser.

Der Grund dafür ist die Existenz der Proteine ​​im Plasma, die einen bedeutenden Prozentsatz des Plasmavolumens einnehmen - ungefähr 7% -, weshalb der Rest der gelösten Stoffe in einem kleineren Volumen von einem Liter gelöst wird.

Im Fall von Lösungen von gelösten Stoffen mit niedrigem Molekulargewicht ist das von diesen eingenommene Volumen relativ gering, und Osmolalität und Osmolarität können auf die gleiche Weise berechnet werden, ohne einen wesentlichen Fehler zu machen.

Osmolarität (mOsm / L Lösung) = Molarität (mmol / L) ∙ v ∙ g

Osmolalität (mOsm / L H₂O) = Molalität (mmol / l H₂O) ∙ v ∙ g

v = Anzahl der Teilchen, in denen eine Verbindung in Lösung dissoziiert, zum Beispiel: NaCl dissoziiert in zwei Teilchen: Na⁺ und Cl^-, also v = 2.

CaCl₂ in wässriger Lösung dissoziiert in drei Partikel: Ca²⁺ und 2 Cl^-, also v = 3. FeCl₃ in Lösung dissoziiert es in vier Partikel: Fe³⁺ und 3 Cl^-.

Die Bindungen, die dissoziieren, sind die Ionenbindungen. Dann dissoziieren von den Verbindungen, die in ihrer Struktur nur kovalente Bindungen aufweisen, nicht, zum Beispiel: Glucose, Saccharose, Harnstoff, unter anderem. In diesem Fall ist v = 1.

Osmotischer Koeffizient

Der Korrekturfaktor "g" ist der sogenannte osmotische Koeffizient, der erzeugt wurde, um die elektrostatische Wechselwirkung zwischen den elektrisch geladenen Teilchen in wässriger Lösung zu korrigieren. Der Wert von "g" reicht von 0 bis 1. Verbindungen mit nicht-dissoziierbaren Bindungen - das heißt, kovalent - haben einen Wert von "g" von 1.

Elektrolyte in stark verdünnten Lösungen haben einen "g" -Wert nahe 1. Wenn andererseits die Konzentration einer Elektrolytlösung zunimmt, nimmt der Wert von "g" ab und soll sich an Null annähern.

Wenn die Konzentration einer elektrolytischen Verbindung ansteigt, erhöht sich die Anzahl der elektrisch geladenen Teilchen in Lösung auf die gleiche Weise, so dass die Möglichkeit der Wechselwirkung zwischen positiv geladenen und negativ geladenen Teilchen zunimmt.

Dies führt dazu, dass die Anzahl der realen Teilchen im Vergleich zur Anzahl der theoretischen Teilchen abnimmt, so dass der Wert der Osmolalität oder Osmolalität korrekt ist. Dies geschieht durch den osmotischen Koeffizient "g".

Eigenschaften einer hypertonischen Lösung

Die Osmolalität der hypertonischen Lösung beträgt mehr als 290 mOsm / l Wasser. Wenn es durch eine semipermeable Membran mit dem Plasma in Kontakt kommt, fließt Wasser aus dem Plasma in die hypertonische Lösung, bis ein osmotisches Gleichgewicht zwischen beiden Lösungen erreicht ist.

In diesem Fall hat das Plasma eine höhere Konzentration an Wasserteilchen als die hypertonische Lösung. Bei der passiven Diffusion neigen die Partikel dazu, von den Stellen, wo ihre Konzentration größer ist, zu den Stellen zu diffundieren, wo sie niedriger sind. Aus diesem Grund fließt Wasser aus dem Plasma in die hypertonische Lösung.

Wenn Erythrozyten in die hypertonische Lösung gegeben werden, fließt das Wasser von den Erythrozyten zu der extrazellulären Lösung, wodurch es schrumpft oder schrumpft.

Somit haben das intrazelluläre Kompartiment und das extrazelluläre Kompartiment dieselbe Osmolalität (290 mOsm / L Wasser), da zwischen den Körperkompartimenten ein osmotisches Gleichgewicht besteht.

Wie bereitet man eine hypertonische Lösung vor?

Wenn die Plasmaosmolalität 290 mOsm / l H beträgt₂Oder eine hypertonische Lösung hat eine Osmolalität größer als dieser Wert. Daher haben wir unendlich viele hypertonische Lösungen.

Beispiele

Beispiel 1

Wenn Sie eine CaCl-Lösung vorbereiten möchten₂ mit einer Osmolalität von 400 mOsm / L H₂Oder: Finde das g / L von H₂Oder CaCl₂ erforderlich.

Daten

- Molekulargewicht von CaCl₂= 111 g / mol

- Osmolalität = Molalität ∙ v ∙ g

- Molalität = Osmolalität / v ∙ g

In diesem Fall ist das CaCl₂ es löst sich in drei Teilchen auf, also ist v = 3. Der Wert des osmotischen Koeffizienten wird als 1 angenommen, wenn keine Tabellen von g für die Verbindung vorliegen.

Molalität = (400 mOsm / l H₂O / 3) ∙ 1

= 133,3 mmol / l H₂O

= 0,133 mol / L H₂O

g / l von H₂O = mol / L von H₂O g / mol (Molekulargewicht)

= 0,133 mol / L H₂O ≈ 111 g / mol

= 14,76 g / l H₂O

Um eine CaCl-Lösung vorzubereiten₂ einer Osmolalität von 400 mOsm / L H₂O (hypertonisch), wiege 14,76 g CaCl₂und dann wird ein Liter Wasser hinzugefügt.

Dieses Verfahren kann befolgt werden, um irgendeine hypertonische Lösung der gewünschten Osmolalität herzustellen, vorausgesetzt, dass für den osmotischen Koeffizienten "g" ein Wert von 1 angenommen wird.

Beispiel 2

Bereiten Sie eine Glukoselösung mit einer Osmolalität von 350 mOsm / L H vor₂O.

Daten

- Molekulargewicht von Glucose 180 g / mol

- v = 1

- g = 1

Glucose dissoziiert nicht, da es kovalente Bindungen aufweist, also ist v = 1. Da Glucose nicht in elektrisch geladene Partikel dissoziiert, kann keine elektrostatische Wechselwirkung auftreten, so dass g gleich 1 ist.

Bei nicht dissoziierbaren Verbindungen (wie Glucose, Saccharose, Harnstoff usw.) ist die Osmolalität gleich der Molalität.

Lösungs molalität = 350 mmol / l H₂O

Molalität = 0,35 mol / l H₂O.

g / l von H₂O = Molalität ∙ Molekulargewicht

= 0,35 mol / L H₂O ≈ 180 g / mol

= 63 g / l H₂O

Referenzen

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