ISOTONISCHE LÖSUNG: KOMPONENTEN, HERSTELLUNG, BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Eine isotonische Lösung ist eine Lösung , die die gleiche Konzentration an gelöstem Stoff in Bezug auf eine Lösung aufweist, die durch eine semipermeable Barriere getrennt oder isoliert ist. Diese Barriere lässt das Lösungsmittel durch, jedoch nicht alle gelösten Partikel.

In der Physiologie bezieht sich die isolierte Lösung auf intrazelluläre Flüssigkeit, dh das Innere von Zellen; während die semipermeable Barriere der Zellmembran entspricht, die durch eine Lipiddoppelschicht gebildet wird, durch die die Wassermoleküle in das extrazelluläre Medium gespannt werden können.

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

Das obige Bild zeigt, was unter einer isotonischen Lösung zu verstehen ist. Die "Konzentration" von Wasser ist innerhalb und außerhalb der Zelle gleich, so dass ihre Moleküle mit gleichen Frequenzen in die Zellmembran eintreten oder aus dieser austreten. Wenn daher zwei Wassermoleküle in die Zelle eintreten, treten zwei von ihnen gleichzeitig in die extrazelluläre Umgebung aus.

Dieser als Isotonizität bezeichnete Zustand tritt nur auf, wenn das wässrige Medium innerhalb und außerhalb der Zelle die gleiche Anzahl gelöster gelöster Partikel enthält. Somit ist eine Lösung isotonisch, wenn die Konzentration ihrer gelösten Stoffe der der Flüssigkeit oder des intrazellulären Mediums ähnlich ist. Zum Beispiel ist 0,9% ige Kochsalzlösung isotonisch.

Komponenten isotonischer Lösungen

Damit es eine isotonische Lösung gibt, müssen Sie zuerst sicherstellen, dass die Osmose in der Lösung oder im Lösungsmittelmedium auftritt und nicht in der Diffusion des gelösten Stoffs. Dies ist nur möglich, wenn eine semipermeable Barriere vorhanden ist, durch die Lösungsmittelmoleküle Ionen passieren können, nicht jedoch gelöste Moleküle, insbesondere elektrisch geladene gelöste Ionen.

Somit kann der gelöste Stoff nicht von stärker konzentrierten Regionen zu stärker verdünnten Regionen diffundieren. Stattdessen bewegen sich die Wassermoleküle von einer Seite zur anderen, überqueren die semipermeable Barriere und es findet eine Osmose statt. In wässrigen und biologischen Systemen ist diese Barriere par excellence die Zellmembran.

Bei einer semipermeablen Barriere und einem Lösungsmittelmedium ist auch das Vorhandensein von Ionen oder Salzen in beiden Medien erforderlich: die innere (innerhalb der Barriere) und die äußere (außerhalb der Barriere).

Wenn die Konzentration dieser Ionen auf beiden Seiten gleich ist, gibt es keinen Überschuss oder ein Defizit an Wassermolekülen, um sie zu solvatisieren. Das heißt, die Anzahl der freien Wassermoleküle ist gleich, und daher überschreiten sie nicht die semipermeable Barriere zu beiden Seiten, um die Ionenkonzentrationen auszugleichen.

Vorbereitung

- Bedingungen und Gleichung

Obwohl eine isotonische Lösung mit jedem Lösungsmittel hergestellt werden kann, da dies das Medium für die Zellen ist, wird dies als bevorzugte Option angesehen. Wenn Sie die Konzentration der Salze in einem bestimmten Organ des Körpers oder im Blutkreislauf genau kennen, können Sie abschätzen, wie viel der Salze in einem bestimmten Volumen gelöst werden sollte.

Bei Wirbeltierorganismen wird angenommen, dass die Konzentration an gelösten Stoffen im Blutplasma im Durchschnitt etwa 300 mOsm / l (Milliosmolarität) beträgt und als fast 300 mmol / l interpretiert werden kann. Das heißt, es ist eine sehr verdünnte Konzentration. Um die Milliosmolarität abzuschätzen, muss die folgende Gleichung angewendet werden:

Osmolarität = m v g

Aus praktischen Gründen wird angenommen, dass g, der osmotische Koeffizient, einen Wert von 1 hat. Die Gleichung sieht also folgendermaßen aus:

Osmolarität = mv

Dabei ist m die Molarität des gelösten Stoffes und v die Anzahl der Partikel, in die der gelöste Stoff in Wasser dissoziiert. Wir multiplizieren diesen Wert dann mit 1.000, um die Milliosmolarität für einen bestimmten gelösten Stoff zu erhalten.

Wenn es mehr als einen gelösten Stoff gibt, ist die Gesamtmilliosmolarität der Lösung die Summe der Milliosmolaritäten für jeden gelösten Stoff. Je mehr gelöster Stoff in Bezug auf das Innere der Zellen vorhanden ist, desto weniger isotonisch ist die hergestellte Lösung.

- Vorbereitungsbeispiel

Angenommen, Sie möchten einen Liter einer isotonischen Lösung ausgehend von Glucose und Natriumsäurephosphat herstellen. Wie viel Glukose solltest du wiegen? Angenommen, 15 g NaH ₂ PO _{4 werden verwendet} .

Erster Schritt

Wir müssen zuerst die Osmolarität von NaH ₂ PO _{4 durch} Berechnung seiner Molarität bestimmen . Dazu verwenden wir die Molmasse oder das Molekulargewicht 120 g / mol. Da wir nach einem Liter Lösung gefragt werden, bestimmen wir die Mol und wir haben die Molarität direkt:

Mol (NaH ₂ PO ₄ ) = 15 g × 120 g / mol

= 0,125 mol

M (NaH ₂ PO ₄ ) = 0,125 mol / l

Wenn sich NaH ₂ PO ₄ in Wasser löst, setzt es ein Na ⁺ -Kation und ein H ₂ PO ₄ ^- Anion frei , sodass v in der Osmolaritätsgleichung einen Wert von 2 hat. Wir berechnen dann für NaH ₂ PO ₄ :

Osmolarität = mv

= 0,125 mol / l 2

= 0,25 Osm / l

Und multipliziert mit 1.000 haben wir die Milliosmolarität von NaH ₂ PO ₄ :

0,25 Osm / L 1.000 = 250 mOsm / L.

Zweiter Schritt

Da die Gesamtmilliosmolarität der Lösung 300 mOsm / l betragen muss, subtrahieren wir, um herauszufinden, wie hoch die Glukose sein sollte:

mOsm / l (Glucose) = mOsm / l (gesamt) - mOsm / l (NaH ₂ PO ₄ )

= 300 mOsm / l - 250 mOsm / l

= 50 mOsm / l

Da Glucose nicht dissoziiert, ist v gleich 1 und seine Osmolarität ist gleich seiner Molarität:

M (Glucose) = 50 mOsm / l ≤ 1.000

= 0,05 mol / l

Als Molar von Glucose 180 g / mol bestimmen wir schließlich, wie viele Gramm wir wiegen müssen, um sie in diesem Liter isotonischer Lösung aufzulösen:

Masse (Glucose) = 0,05 Mol 180 g / Mol

= 9 g

Daher wird diese isotonische NaH ₂ PO ₄ / Glucoselösung hergestellt, indem 15 g NaH ₂ PO ₄ und 9 g Glucose in einem Liter Wasser gelöst werden.

Beispiele für isotonische Lösungen

Isotonische Lösungen oder Flüssigkeiten verursachen keinen Gradienten oder keine Änderung der Ionenkonzentration im Körper, daher konzentriert sich ihre Wirkung im Wesentlichen auf die Hydratation der Patienten, die sie im Falle von Blutungen oder Dehydration erhalten.

Normale Kochsalzlösung

Eine dieser Lösungen ist normale Kochsalzlösung mit einer NaCl-Konzentration von 0,9%.

Laktierte Ringer-Lösung

Andere isotonische Lösungen, die für den gleichen Zweck verwendet werden, sind Lactated Ringer's, das aufgrund seines Puffers oder seiner Pufferzusammensetzung den Säuregehalt senkt, und Sorensens Phosphatlösungen, die aus Phosphaten und Natriumchlorid bestehen.

Nichtwässrige Systeme

Isotonie kann auch auf nichtwässrige Systeme angewendet werden, beispielsweise solche, bei denen das Lösungsmittel ein Alkohol ist; solange es eine semipermeable Barriere gibt, die das Eindringen der Alkoholmoleküle begünstigt und die gelösten Partikel zurückhält.

Verweise

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