โซลูชัน Hypertonic: ลักษณะวิธีการเตรียมและตัวอย่าง

วิธีการแก้ปัญหา hypertonic เป็นหนึ่งในความดันออสโมติกที่สูงขึ้นในบริเวณใกล้เคียงของเซลล์ หากต้องการระดับความแตกต่างนี้น้ำไหลจากภายในสู่ภายนอกทำให้เกิดการหดตัว ในภาพด้านล่างสถานะของเซลล์เม็ดเลือดแดงสามารถสังเกตได้ในระดับความเข้มข้นของโทนิคที่แตกต่างกัน

ในเซลล์เหล่านี้การไหลของน้ำที่มีลูกศรจะถูกเน้น แต่สิ่งสำคัญคืออะไร และความดันออสโมติกคืออะไร? มีหลายคำจำกัดความของโทนเสียงของการแก้ปัญหา ตัวอย่างเช่นมันสามารถเรียกว่าเป็น osmolality ของการแก้ปัญหาเมื่อเทียบกับพลาสมา

นอกจากนี้ยังสามารถอ้างถึงความเข้มข้นของตัวละลายที่ละลายในสารละลายโดยแยกออกจากสภาพแวดล้อมโดยเมมเบรนที่เป็นตัวกำหนดทิศทางและขอบเขตของการแพร่ของน้ำผ่านมัน

ในทำนองเดียวกันก็สามารถเห็นได้ว่าเป็นความสามารถของการแก้ปัญหานอกเซลล์ที่จะย้ายน้ำเข้าสู่เซลล์หรือออกไปข้างนอก

แนวคิดสุดท้ายคือการวัดความดันออสโมติกที่ต่อต้านการไหลของน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบกึ่งสังเคราะห์ อย่างไรก็ตามคำจำกัดความของ tonicity ที่ใช้กันมากที่สุดคือสิ่งที่บ่งบอกว่ามันเป็น osmolality ในพลาสมาที่มีค่า 290 mOsm / L ของน้ำ

ค่า osmolality ในพลาสมานั้นได้มาจากการวัดการลดลงของจุด cryoscopic (คุณสมบัติการยุบตัว)

คุณสมบัติของ Collative

แรงดันออสโมติกเป็นหนึ่งในคุณสมบัติการยุบตัว เหล่านี้คือสิ่งที่ขึ้นอยู่กับจำนวนของอนุภาคและไม่ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของพวกเขาทั้งในการแก้ปัญหาและธรรมชาติของตัวทำละลาย

ดังนั้นมันไม่สำคัญสำหรับคุณสมบัติเหล่านี้ถ้าอนุภาคเป็นอะตอมของ Na หรือ K หรือโมเลกุลของกลูโคส สิ่งสำคัญคือหมายเลขของพวกเขา

คุณสมบัติของ colligative คือแรงดันออสโมติกการลดลงของจุด cryoscopic หรือจุดเยือกแข็งการลดลงของความดันไอและการเพิ่มขึ้นของจุดเดือด

ในการวิเคราะห์หรือทำงานกับคุณสมบัติเหล่านี้ของโซลูชันมีความจำเป็นต้องใช้นิพจน์ของความเข้มข้นของโซลูชันอื่นนอกเหนือจากที่แสดง

การแสดงออกของความเข้มข้นเช่นโมลาริตีโมลิตี้และภาวะปกติจะถูกระบุด้วยตัวถูกละลายโดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่นมีการกล่าวถึงวิธีแก้ปัญหาเป็น 0.3 molar ใน NaCl หรือ 15 mEq / L Na + เป็นต้น

อย่างไรก็ตามเมื่อแสดงความเข้มข้นใน osmoles / L หรือใน osmoles / L ของ H 2 O จะไม่มีการระบุตัวถูกละลาย แต่จำนวนของอนุภาคในสารละลาย

การคำนวณ osmolarity และ osmolality

สำหรับพลาสม่าจะใช้ osmolality ที่แสดงใน mOsm / L ของน้ำ, mOsm / kg ของน้ำ, Osm / L ของน้ำหรือ Osm / kg ของน้ำจะถูกใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่ง

เหตุผลของเรื่องนี้คือการมีอยู่ในพลาสมาของโปรตีนที่ครอบครองส่วนสำคัญของปริมาตรพลาสม่าติก - ประมาณ 7% - เหตุผลที่ส่วนที่เหลือของตัวละลายถูกละลายในปริมาตรที่เล็กกว่า

ในกรณีของการแก้ปัญหาของตัวถูกละลายของน้ำหนักโมเลกุลต่ำปริมาณที่ครอบครองโดยสิ่งเหล่านี้ค่อนข้างต่ำและ osmolality และ osmolarity สามารถคำนวณได้ในลักษณะเดียวกันโดยไม่ผิดพลาดครั้งใหญ่

Osmolarity (สารละลาย mOsm / L) = โมลาริตี (mmol / L) ∙ v ∙ g

Osmolality (mOsm / L ของ H 2 O) = molality (mmol / L ของ H 2 O) ∙ v ∙ g

v = จำนวนของอนุภาคที่สารประกอบแยกตัวในสารละลายตัวอย่างเช่น: NaCl แยกตัวออกเป็นสองอนุภาค: Na + และ Cl- ดังนั้น v = 2

CaCl 2 ในสารละลายที่แยกตัวออกเป็นสามอนุภาค: Ca2 + และ 2 Cl- ดังนั้น v = 3 FeCl 3 ในสารละลายแยกตัวออกเป็นสี่อนุภาค: Fe3 + และ 3 Cl-

พันธะที่แยกตัวออกเป็นพันธะไอออนิก จากนั้นสารประกอบที่มีอยู่ในโครงสร้างของพวกเขามีเพียงพันธะโควาเลนต์ที่ไม่แยกตัวเช่นกลูโคสซูโครสยูเรียและอื่น ๆ ในกรณีนี้ v = 1

ค่าสัมประสิทธิ์ออสโมติก

ปัจจัยการแก้ไข "g" คือสิ่งที่เรียกว่าสัมประสิทธิ์ออสโมติกที่สร้างขึ้นเพื่อแก้ไขการมีปฏิสัมพันธ์ของไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาคที่มีประจุด้วยไฟฟ้าในสารละลายที่เป็นน้ำ ค่าของ "g" อยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 1 สารประกอบที่มีพันธะที่ไม่สามารถแยกส่วนได้ - นั่นคือโควาเลนต์ - มีค่าเป็น "g" ของ 1

อิเล็กโทรไลต์ในสารละลายที่เจือจางสูงมีค่า "g" ใกล้เคียงกับ 1 ในทางตรงกันข้ามเมื่อความเข้มข้นของสารละลายอิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้นค่าของ "g" จะลดลงและบอกว่าจะเข้าใกล้ศูนย์

เมื่อความเข้มข้นของสารประกอบอิเล็กโทรไลติกเพิ่มขึ้นจำนวนของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในสารละลายจะเพิ่มขึ้นในลักษณะเดียวกันดังนั้นความเป็นไปได้ของการเกิดปฏิกิริยาระหว่างประจุบวกและประจุลบจะเพิ่มขึ้น

นี่คือผลที่ตามมาว่าจำนวนของอนุภาคที่แท้จริงลดลงเมื่อเทียบกับจำนวนของอนุภาคในทางทฤษฎีดังนั้นจึงมีการแก้ไขค่าของ osmolality หรือ osmolality สิ่งนี้ทำโดยสัมประสิทธิ์การออสโมติก "g"

ลักษณะของสารละลายไฮโตรนิกส์

osmolality ของสารละลาย hypertonic นั้นมากกว่า 290 mOsm / L ของน้ำ หากสัมผัสกับพลาสมาผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบกึ่งสังเคราะห์น้ำจะไหลจากพลาสม่าไปยังสารละลาย hypertonic จนกว่าจะถึงจุดสมดุลของออสโมติกระหว่างทั้งสองวิธี

ในกรณีนี้พลาสมามีความเข้มข้นของอนุภาคน้ำสูงกว่าสารละลาย hypertonic ในการแพร่กระจายแบบพาสซีฟอนุภาคจะมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายจากแหล่งที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังสถานที่ที่มันต่ำกว่า ด้วยเหตุผลนี้น้ำไหลจากพลาสม่าไปยังสารละลายไฮเปอร์โทนิก

ถ้าเม็ดเลือดแดงถูกวางไว้ในสารละลาย hypertonic น้ำจะไหลจากเม็ดเลือดแดงไปยังเซลล์นอกเซลล์ทำให้เกิดการหดตัวหรือการบวมน้ำ

ดังนั้นช่องว่างภายในเซลล์และช่องนอกเซลล์จึงมีออสโมลลิตี้เดียวกัน (290 mOsm / L ของน้ำ) เนื่องจากมีความสมดุลของออสโมติกระหว่างช่องเก็บของร่างกาย

วิธีการเตรียมสารละลายไฮเปอร์โตนิก

ถ้า plasma osmolality เป็น 290 mOsm / L ของ H 2 O, สารละลาย hypertonic มี osmolality มากกว่าค่านั้น ดังนั้นเราจึงมีวิธีแก้ปัญหาไฮเปอร์โทนิกจำนวนไม่ จำกัด

ตัวอย่าง

ตัวอย่างที่ 1

หากคุณต้องการจัดทำสารละลาย CaCl 2 ด้วย osmolality 400 mOsm / L ของ H 2 O: หา g / L ของ H 2 O ของ CaCl 2 ที่ ต้องการ

ข้อมูล

- น้ำหนักโมเลกุลของ CaCl 2 = 111 g / mol

- Osmolality = molality ∙ v ∙ g

- molality = osmolality / v ∙ g

ในกรณีนี้ CaCl 2 จะถูกละลายในสามอนุภาคดังนั้น v = 3 ค่าของสัมประสิทธิ์ออสโมซิสจะถือว่าเป็น 1 หากไม่มีตาราง g สำหรับสารประกอบ

molality = (400 mOsm / L ของ H 2 O / 3) ∙ 1

= 133.3 mmol / L ของ H 2 O

= 0.133 mol / L ของ H 2 O

g / L ของ H 2 O = mol / L ของ H 2 O ∙ g / mol (น้ำหนักโมเลกุล)

= 0.133 mol / L H 2 O ∙ 111 g / mol

= 14.76 g / L ของ H 2 O

ในการเตรียมสารละลาย CaCl 2 ของ osmolality 400 mOsm / L ของ H 2 O (hypertonic) จะมีการชั่ง CaCl 14.76 กรัมจากนั้นเติมน้ำหนึ่งลิตร

ขั้นตอนนี้สามารถปฏิบัติตามเพื่อเตรียมการแก้ปัญหา hypertonic ใด ๆ ของ osmolality ที่ต้องการโดยมีค่า 1 สำหรับสันนิษฐานว่า osmotic สัมประสิทธิ์ "g"

ตัวอย่างที่ 2

เตรียมสารละลายน้ำตาลกลูโคสด้วย osmolality 350 mOsm / L ของ H 2 O

ข้อมูล

- น้ำหนักโมเลกุลของกลูโคส 180 กรัม / โมล

- v = 1

- g = 1

กลูโคสไม่แยกตัวเนื่องจากมีพันธะโควาเลนต์ดังนั้น v = 1 เนื่องจากกลูโคสไม่แยกตัวออกเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจึงไม่มีปฏิกิริยาโต้ตอบกับไฟฟ้าสถิตดังนั้น g เท่ากับ 1

จากนั้นสำหรับสารประกอบที่ไม่สามารถละลายได้ (เช่นกรณีของกลูโคสซูโครสยูเรียและอื่น ๆ ) osmolality เท่ากับโมลิมอล

molality ของสารละลาย = 350 mmol / L ของ H 2 O

molality = 0.35 mol / L ของ H 2 O

g / L ของ H 2 O = molality ∙น้ำหนักโมเลกุล

= 0.35 mol / L ของ H 2 O ∙ 180 g / mol

= 63 g / L ของ H 2 O