Giải pháp Hypertonic: Đặc điểm, Cách chuẩn bị và ví dụ
Dung dịch ưu trương là một trong đó áp suất thẩm thấu cao hơn trong vùng lân cận của tế bào. Để san bằng sự khác biệt này, nước chảy từ bên trong ra bên ngoài, gây ra sự co rút của nó. Trong hình ảnh thấp hơn, trạng thái của các tế bào màu đỏ có thể được quan sát ở nồng độ của các loại thuốc bổ khác nhau.
Trong các tế bào này, dòng nước có mũi tên được tô sáng, nhưng thuốc bổ là gì? Và còn nữa, áp suất thẩm thấu là gì? Có một số định nghĩa về độ săn chắc của một giải pháp. Ví dụ, nó có thể được gọi là tính thẩm thấu của dung dịch so với huyết tương.
Nó cũng có thể đề cập đến nồng độ các chất hòa tan trong dung dịch, được tách ra khỏi môi trường của nó bằng một màng dẫn hướng và mức độ khuếch tán của nước qua nó.
Tương tự như vậy, nó có thể được coi là khả năng của một giải pháp ngoại bào để di chuyển nước vào trong tế bào hoặc ra bên ngoài.
Một khái niệm cuối cùng có thể là phép đo áp suất thẩm thấu chống lại dòng chảy của nước thông qua màng bán kết. Tuy nhiên, định nghĩa về thuốc bổ được sử dụng phổ biến nhất là chỉ ra nó là thẩm thấu huyết tương, với giá trị là 290 mOsm / L nước.
Giá trị thẩm thấu huyết tương thu được bằng cách đo sự giảm điểm của phương pháp đo lạnh (thuộc tính chung).
Thuộc tính tập thể
Áp suất thẩm thấu là một trong những tính chất chung. Đây là những chất phụ thuộc vào số lượng hạt chứ không phụ thuộc vào bản chất của chúng, cả về dung dịch và bản chất của dung môi.
Vì vậy, nó không quan trọng đối với các tính chất này nếu hạt là nguyên tử của Na hoặc K, hoặc một phân tử glucose; điều quan trọng là số lượng của họ.
Các đặc tính chung là: áp suất thẩm thấu, giảm điểm lạnh hoặc đóng băng, giảm áp suất hơi và tăng điểm sôi.
Để phân tích hoặc làm việc với các tính chất này của các giải pháp, cần sử dụng biểu thức nồng độ của các giải pháp khác với các giải pháp thường được biểu thị.
Biểu hiện của nồng độ như mol, molality và tính quy phạm được xác định với một chất tan cụ thể. Ví dụ, một dung dịch được cho là 0, 3 mol trong NaCl, hoặc 15 mEq / L Na +, v.v.
Tuy nhiên, khi biểu thị nồng độ trong osmoles / L hoặc trong osmoles / L của H 2 O, không có sự xác định chất tan mà là số lượng hạt trong dung dịch.
Tính toán thẩm thấu và thẩm thấu
Đối với huyết tương, độ thẩm thấu thể hiện bằng mOsm / L nước, mOsm / kg nước, Osm / L nước hoặc Osm / kg nước tốt nhất là được sử dụng.
Lý do cho điều này là sự tồn tại trong huyết tương của các protein chiếm tỷ lệ quan trọng trong thể tích plasmatic - khoảng 7% -, lý do tại sao các chất hòa tan còn lại bị hòa tan trong một thể tích nhỏ hơn một lít.
Trong trường hợp các dung dịch hòa tan có trọng lượng phân tử thấp, khối lượng chiếm dụng của chúng tương đối thấp, và tính thẩm thấu và độ thẩm thấu có thể được tính theo cùng một cách mà không gây ra lỗi lớn.
Độ thẩm thấu (dung dịch mOsm / L) = mol (mmol / L) v ∙ g
Độ thẩm thấu (mOsm / L của H 2 O) = molality (mmol / L của H 2 O) ∙ v ∙ g
v = số hạt trong đó một hợp chất được phân ly trong dung dịch, ví dụ: NaCl phân ly thành hai hạt: Na + và Cl-, do đó v = 2.
CaCl 2 trong dung dịch nước phân ly thành ba hạt: Ca2 + và 2 Cl-, do đó v = 3. FeCl3 trong dung dịch phân tách thành bốn hạt: Fe3 + và 3 Cl-.
Các liên kết tách ra là liên kết ion. Sau đó, trong số các hợp chất có trong cấu trúc của chúng chỉ có liên kết cộng hóa trị không phân ly, ví dụ: glucose, sucrose, urê, trong số những chất khác. Trong trường hợp này, v = 1.
Hệ số thẩm thấu
Hệ số hiệu chỉnh "g" là hệ số thẩm thấu được tạo ra để điều chỉnh sự tương tác tĩnh điện giữa các hạt tích điện trong dung dịch nước. Giá trị của "g" nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Các hợp chất có liên kết không hòa tan - nghĩa là cộng hóa trị - có giá trị "g" là 1.
Chất điện phân trong dung dịch pha loãng cao có giá trị "g" gần bằng 1. Ngược lại, khi nồng độ của dung dịch điện phân tăng, giá trị của "g" giảm và được cho là gần bằng không.
Khi nồng độ của một hợp chất điện phân tăng lên, số lượng hạt tích điện trong dung dịch tăng theo cùng một cách, do đó khả năng tương tác giữa các hạt tích điện dương và hạt tích điện âm tăng lên.
Điều này có kết quả là số lượng hạt thực giảm so với số lượng hạt lý thuyết, do đó có sự điều chỉnh giá trị của độ thẩm thấu hoặc độ thẩm thấu. Điều này được thực hiện bởi hệ số thẩm thấu "g".
Đặc điểm của dung dịch ưu trương
Độ thẩm thấu của dung dịch ưu trương lớn hơn 290 mOsm / L nước. Nếu nó tiếp xúc với plasma thông qua màng bán kết, nước sẽ chảy từ huyết tương sang dung dịch ưu trương cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng thẩm thấu giữa cả hai dung dịch.
Trong trường hợp này, plasma có nồng độ các hạt nước cao hơn dung dịch ưu trương. Trong khuếch tán thụ động, các hạt có xu hướng khuếch tán từ các vị trí nơi nồng độ của chúng lớn hơn đến những nơi thấp hơn. Vì lý do này, nước chảy từ huyết tương đến dung dịch ưu trương.
Nếu hồng cầu được đặt trong dung dịch ưu trương, nước sẽ chảy từ hồng cầu sang dung dịch ngoại bào, tạo ra sự co rút hoặc crenation của nó.
Do đó, khoang nội bào và khoang ngoại bào có cùng độ thẩm thấu (290 mOsm / L nước), do có sự cân bằng thẩm thấu giữa các khoang cơ thể.
Làm thế nào để chuẩn bị một giải pháp hypertonic?
Nếu độ thẩm thấu trong huyết tương là 290 mOsm / L của H 2 O, dung dịch ưu trương có độ thẩm thấu lớn hơn giá trị đó. Do đó, chúng tôi có một số lượng vô hạn các giải pháp hypertonic.
Ví dụ
Ví dụ 1
Nếu bạn muốn điều chế dung dịch CaCl 2 có độ thẩm thấu 400 mOsm / L của H 2 O: hãy tìm g / L của H 2 O của CaCl 2 .
Dữ liệu
- Trọng lượng phân tử của CaCl 2 = 111 g / mol
- Độ thẩm thấu = molality v ∙ g
- molality = thẩm thấu / v ∙ g
Trong trường hợp này CaCl 2 bị hòa tan trong ba hạt, do đó v = 3. Giá trị của hệ số thẩm thấu được giả sử là 1, nếu không có bảng g cho hợp chất.
số mol = (400 mOsm / L của H 2 O / 3) 1
= 133, 3 mmol / L của H 2 O
= 0, 133 mol / L của H 2 O
g / L của H 2 O = mol / L của H 2 O g / mol (trọng lượng phân tử)
= 0, 133 mol / L H 2 O ∙ 111 g / mol
= 14, 76 g / L của H 2 O
Để chuẩn bị dung dịch CaCl 2 có độ thẩm thấu 400 mOsm / L của H 2 O (hypertonic), 14, 76 g CaCl 2 được cân, và sau đó thêm một lít nước.
Quy trình này có thể được thực hiện để chuẩn bị bất kỳ dung dịch ưu trương nào về độ thẩm thấu mong muốn, với điều kiện giá trị 1 được giả sử cho hệ số thẩm thấu "g".
Ví dụ 2
Chuẩn bị dung dịch glucose có độ thẩm thấu 350 mOsm / L của H 2 O.
Dữ liệu
- Trọng lượng phân tử của glucose 180 g / mol
- v = 1
- g = 1
Glucose không phân ly vì nó có liên kết cộng hóa trị, vì vậy v = 1. Vì glucose không phân ly thành các hạt tích điện, nên không thể có tương tác tĩnh điện, do đó g bằng 1.
Sau đó, đối với các hợp chất không hòa tan (chẳng hạn như trường hợp glucose, sucrose, urê, v.v.) độ thẩm thấu bằng với molality.
số mol của dung dịch = 350 mmol / L của H 2 O
số mol = 0, 35 mol / L của H 2 O.
g / L của H 2 O = molality trọng lượng phân tử
= 0, 35 mol / L của H 2 O ∙ 180 g / mol
= 63 g / L của H 2 O
