HYPERTONISCHE LÖSUNG: KOMPONENTEN, HERSTELLUNG, BEISPIELE - CHEMIE - 2025

Eine hypertonische Lösung ist eine Lösung, bei deren Kontakt mit einer anderen Lösung, die durch eine wasserdurchlässige, aber für gelöste Stoffe undurchlässige Membran getrennt ist, ein Nettowasserfluss auf sie zukommt, bis in den beiden Kompartimenten eine gleiche Osmolarität (Konzentration) erreicht ist.

Ein sehr repräsentatives Beispiel ist, wenn rote Blutkörperchen in eine Lösung gegeben werden, die als hypertonisch angesehen wird. Die Osmolarität von Erythrozyten beträgt wie die aller extra- und intrazellulären Körperflüssigkeiten ungefähr 300 mOsm / l.

Wechselwirkung einer Zelle mit einer hypertonischen Lösung. Quelle: Gabriel Bolívar.

Daher muss die Osmolarität der hypertonischen Lösung größer als 300 mOsm / l sein. Unter diesen Umständen tritt ein Wasserfluss aus dem Inneren der Erythrozyten in die umgebende Lösung auf. Das gleiche Verhalten ist in jedem Zelltyp zu beobachten und wird im Allgemeinen im obigen Bild dargestellt.

Außerhalb der Zelle befindet sich eine größere Menge gelösten Stoffes (gelbe Kreise), sodass die Moleküle damit beschäftigt sind, sie zu hydratisieren. Das heißt, es gibt weniger "freie" Wassermoleküle. Die Zelle gibt ihrer Umgebung Wasser, reduziert ihr Volumen und faltig wie eine Rosine. Daher ist das Wasser in der Zelle "konzentrierter" als im extrazellulären Medium.

Komponenten hypertoner Lösungen

Eine hypertonische Lösung besteht aus einem Lösungsmittel, üblicherweise Wasser, und gelösten Stoffen, die reine Salze oder Zucker oder eine Mischung davon sein können. Die übliche Art, die Konzentration einer Lösung als Funktion der Anzahl der Teilchen und nicht so sehr ihrer individuellen Konzentrationen auszudrücken, ist die Osmolarität.

Es muss auch ein Kompartiment vorhanden sein, das durch eine semipermeable Barriere getrennt ist, die im Fall von Zellen eine Lipid-Doppelschichtmembran ist. Wassermoleküle sowie andere neutrale Moleküle schaffen es, sich durch die Zellmembran zu schleichen, aber das Gleiche passiert nicht mit Ionen.

Das wässrige Medium, das die Zelle umgibt, muss stärker in gelöstem Stoff konzentriert und folglich stärker in Wasser „verdünnt“ werden. Dies liegt daran, dass die Wassermoleküle die gelösten Partikel umgeben und nur wenige in der Mitte frei diffundieren.

Diese Variation des freien Wassers innerhalb und außerhalb der Zelle verursacht einen Gradienten, durch den Osmose erzeugt wird, dh die Variation der Konzentrationen aufgrund der Verdrängung des Lösungsmittels durch eine Barriere, ohne dass der gelöste Stoff diffundiert.

Vorbereitung

Eine hypertonische Lösung wird wie alle Lösungen hergestellt: Die Bestandteile der Lösung werden gewogen und durch Auflösen in Wasser auf ein bestimmtes Volumen gebracht. Um jedoch zu wissen, ob die Lösung in Bezug auf die Zellen hypertonisch ist, muss zuerst ihre Osmolarität berechnet werden und festgestellt werden, ob sie größer als 300 mOsm / L ist:

Osmolarität = m v g

Wobei m die Molarität des gelösten Stoffes ist, v die Anzahl der Partikel, in die eine Verbindung dissoziiert, und g der osmotische Koeffizient. Letzteres ist ein Faktor, der die Wechselwirkung elektrisch geladener Teilchen (Ionen) korrigiert, und sein Wert ist 1 für verdünnte Lösungen und für Substanzen, die nicht dissoziieren; wie Glukose.

Die Gesamtosmolarität einer Lösung wird berechnet, indem die Osmolarität addiert wird, die von jeder der in der Lösung vorhandenen Verbindungen bereitgestellt wird.

- Beispiel

Bestimmen Sie die Osmolarität einer Lösung mit 5% Glucose (MW = 180 g / mol) und 0,9% Natriumchlorid (MW = 58,5 g / mol) und schließen Sie, ob die Lösung hyperton ist oder nicht.

Erster Schritt

Zuerst müssen Sie die Molarität der Glukose berechnen. Die Glucosekonzentration beträgt 5 g / 100 ml und wird in Einheiten von g / l ausgedrückt:

(5 g ≤ 100 ml) 1000 ml

Glukosekonzentration = 50 g / l

Glucosemolarität (Mol / l) = (50 g / l) ÷ (180 g / mol)

= 0,277 Mol / l

Osmolarität durch Glucose = Molarität · Anzahl der Partikel, in denen sie dissoziiert · osmotischer Koeffizient (g).

In diesem Fall ist der Wert des osmotischen Koeffizienten gleich 1 und kann eingestellt werden. Glucose hat nur kovalente Bindungen in ihrer Struktur, die in wässriger Lösung nicht dissoziieren, und daher ist v gleich 1. Somit ist die Osmolarität von Glucose gleich ihrer Molarität.

Osmolarität durch Glucose = 0,277 Osm / l

= 277 mOsm / l

Zweiter Schritt

Wir berechnen die Molarität und Osmolarität des zweiten gelösten Stoffes, der NaCl ist. Wir drücken auch seine Konzentration in g / l aus:

Ausgedrückt in g / l = (0,9 g ≤ 100 ml) 1000 ml

= 9 g NaCl / l

Molarität (Mol / l) = (9 g / l) ≤ (58,5 g / mol)

= 0,153 mol / l

Und wir berechnen seine Osmolarität:

Osmolarität = Molarität 2 1

Natriumchlorid dissoziiert in zwei Teilchen: ein Na ⁺ und ein Cl ^- . Aus diesem Grund hat v den Wert 2.

Osmolarität = 0,153 mol / l · 2 · 1

Osmolarität = 0,306 Osm / l

= 306 mOsm / l

Dritter Schritt

Schließlich berechnen wir die Osmolarität der Lösung und entscheiden, ob sie hyperton ist oder nicht. Dazu müssen wir die durch Glucose bereitgestellte Osmolarität und die durch NaCl bereitgestellte Osmolarität addieren:

Gesamtosmolarität der Lösung = 0,277 osm / l + 0,306 osm / l

Osmolarität der Lösung = 0,583 Osm / L oder 583 mOsm / L.

Die Osmolarität der Zellen und der Flüssigkeiten, die sie baden: Plasma und interstitielle Flüssigkeit, liegt bei etwa 300 mOsm / l. Daher kann angenommen werden, dass die Glucose- und Natriumchloridlösung mit einer Osmolarität von 583 mOsm / l eine hypertonische Lösung in Bezug auf die zelluläre Umgebung ist.

Beispiele für hypertonische Lösungen

10% Dextrose Nr. 2 (hypertonische Glucoselösung)

Diese hypertonische Lösung besteht aus 10 g Dextrose und destilliertem Wasser in einer ausreichenden Menge für 100 ml. Seine Osmolarität beträgt 504 mOsm / l.

Diese Lösung wird verwendet, um eine Abnahme des Leberglykogens, eine Abnahme der Plasmaglucosekonzentration und andere Stoffwechselstörungen zu behandeln.

0,45% Dextrose

Diese Lösung besteht aus 5 g Dextrose, 0,45 g NaCl und ausreichend destilliertem Wasser für ein Volumen von 100 ml. Seine Osmolarität beträgt 406 mOsm / l

Es wird bei der Abnahme des Leberglykogens und beim Mangel an Natriumchlorid eingesetzt.

10% Mannit

Diese Lösung besteht aus 10 g Mannit und destilliertem Wasser in einer ausreichenden Menge für 100 ml. Seine Osmolarität beträgt 549 mOsm / l.

Es wird verwendet, um die renale Ausscheidung von Wasser (osmotisches Diuretikum) zu erhöhen und Nierenversagen zu behandeln.

Verweise

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