ISOTONINEN LIUOS: KOMPONENTIT, VALMISTUS, ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2025

Isotoninen liuos on sellainen, joka esittää saman liuenneen aineen konsentraatio suhteessa liuokseen, jossa erotetaan tai eristetään puoliläpäisevä este. Tämä este antaa liuottimen kulkea, mutta ei kaikki liuenneet hiukkaset.

Fysiologiassa mainittu eristetty liuos viittaa solunsisäiseen nesteeseen, ts. Solujen sisätilaan; kun taas puoliläpäisevä este vastaa solukalvoa, jonka muodostaa lipidikaksokerros, jonka läpi vesimolekyylit voidaan siivilöidä solunulkoiseen väliaineeseen.

Solun vuorovaikutus isotonisen liuoksen kanssa. Lähde: Gabriel Bolívar.

Yllä oleva kuva kuvaa, mitä tarkoitetaan isotonisella ratkaisulla. Veden "pitoisuus" on sama solun sisällä ja ulkopuolella, joten sen molekyylit tulevat sisään tai poistuvat solumembraanista samoilla taajuuksilla. Siksi, jos kaksi vesimolekyyliä tulee soluun, kaksi niistä poistuu samanaikaisesti solunulkoiseen ympäristöön.

Tämä tila, jota kutsutaan isotoniseksi, esiintyy vain, kun vesipitoinen väliaine solun sisällä ja ulkopuolella sisältää saman määrän liuenneita liuenneita hiukkasia. Siten liuos on isotoninen, jos sen liuenneiden aineiden konsentraatio on samanlainen kuin neste- tai solunsisäisen väliaineen pitoisuus. Esimerkiksi 0,9% suolaliuos on isotoninen.

Isotonisten liuosten komponentit

Jotta isotonista liuosta voi olla, sinun on ensin varmistettava, että osmoosi tapahtuu liuoksessa tai liuotinväliaineessa eikä liuenneen aineen diffuusiota. Tämä on mahdollista vain, jos läsnä on puoliläpäisevä este, joka antaa liuotinmolekyylien kulkea sen läpi, mutta ei liuenneita molekyylejä, erityisesti sähköisesti varautuneita liuenneita ioneja.

Siten liuennut aine ei kykene diffundoimaan väkevöitymistä alueista laimeammiksi alueiksi. Sen sijaan vesimolekyylit liikkuvat sivulta toiselle, ylittäen puoliläpäisevän esteen ja tapahtuvan osmoosin. Vesipitoisissa ja biologisissa järjestelmissä tämä este on huippuluokan solumembraani.

Koska on puoliläpäisevä este ja liuotinväliaine, ionien tai suolojen läsnäolo molemmissa väliaineissa on myös välttämätöntä: sisäinen (esteen sisällä) ja ulkoinen (esteen ulkopuolella).

Jos näiden ionien pitoisuus on sama molemmilla puolilla, vesimolekyylejä ei ole liikaa tai alijäämää niiden solvaattiksi. Toisin sanoen, vapaiden vesimolekyylien lukumäärä on sama, ja siksi ne eivät kulje puoliläpäisevän esteen läpi molemmille puolille ionipitoisuuksien tasaamiseksi.

Valmistautuminen

- Ehdot ja yhtälö

Vaikka isotoninen liuos voidaan valmistaa millä tahansa liuottimella, koska vesi on solujen väliaine, tätä pidetään edullisena vaihtoehtona. Kun tiedetään tarkkaan suolojen pitoisuus kehon tietyssä elimessä tai veressä, on mahdollista arvioida, kuinka paljon suoloista tulisi olla liuenneita määrätyssä tilavuudessa.

Selkärankaisissa organismeissa hyväksytään, että liuenneiden aineiden pitoisuus veriplasmassa on keskimäärin noin 300 mOsm / l (milliosmolaarisuus), joka voidaan tulkita lähes 300 mmol / L. Eli se on erittäin laimea pitoisuus. Milliosmolaarisuuden arvioimiseksi on käytettävä seuraavaa yhtälöä:

Osmolaarisuus = m v g

Käytännön tarkoituksissa oletetaan, että osmoottisen kertoimen g arvo on 1. Joten yhtälö näyttää nyt seuraavalta:

Osmolaarisuus = mv

Missä m on liuenneen aineen molaarisuus ja v on niiden hiukkasten lukumäärä, joihin mainittu liuennut aine hajoaa vedessä. Kerrotaan sitten tämä arvo 1000: lla saadaksesi milliosolaarisuus tietylle liuenneelle aineelle.

Jos liuenutta ainetta on enemmän kuin yksi, liuoksen kokonaismiolaarisuus on kunkin liuenneen aineen milliosmolaarisuuksien summa. Mitä enemmän liukoista on solujen sisäpintaan nähden, sitä vähemmän isotoninen valmistettu liuos on.

- Valmisteluesimerkki

Oletetaan, että haluat valmistaa yhden litran isotonista liuosta lähtien glukoosista ja natriumdisidifosfaatista. Kuinka paljon glukoosia sinun pitäisi punnita? Oletetaan, 15 g NaH ₂ PO _{4 käytetään}.

Ensimmäinen askel

Meidän täytyy ensin selvittää osmolariteetista NaH ₂ PO ₄ laskemalla sen molaarisuus. Tätä varten käytämme sen moolimassaa tai molekyylipainoa, 120 g / mol. Koska meiltä pyydetään litraa liuosta, määritetään moolit ja meillä on molaarisuus suoraan:

mol (NaH ₂ PO ₄) = 15 g Ö 120g / mol

= 0,125 mol

M (NaH ₂ PO ₄) = 0,125 mol / l

Mutta kun NaH ₂ PO ₄ liukenee veteen, se vapauttaa Na ⁺ kationi ja H ₂ PO ₄ ^- anioni, niin v on arvo 2 osmolaarisuus yhtälö. Lasketaan sitten NaH ₂ PO ₄: lle:

Osmolaarisuus = mv

= 0,125 mol / L2

= 0,25 Osm / L

Ja kun kerrotaan 1000 olemme milliosmolarity on NaH ₂ PO ₄:

0,25 Osm / L 1 000 = 250 mOsm / L

Toinen vaihe

Koska liuoksen kokonaisen milliosmolaarisuuden on oltava yhtä suuri kuin 300 mOsm / L, vähennämme saadaksesi selville, minkä glukoosin tulisi olla:

mOsm / l (glukoosia) = mOsm / l (yhteensä) - mOsm / l (NaH ₂ PO ₄)

= 300 mOsm / L - 250 mOsm / L

= 50 mOsm / L

Koska glukoosi ei dissosioidu, v on yhtä suuri kuin 1 ja sen osmolaarisuus on yhtä suuri kuin sen molaarisuus:

M (glukoosi) = 50 mOsm / L ÷ 1 000

= 0,05 mol / L

Koska glukoosin mooli on 180 g / mol, määrittelemme lopulta kuinka monta grammaa meidän on punnittava liuottaakseen se litraan isotonista liuosta:

Massa (glukoosi) = 0,05 mol 180 g / mol

= 9 g

Näin ollen, tämä isotoninen NaH ₂ PO ₄ / glukoosi liuos valmistetaan liuottamalla 15 grammaa NaH ₂ PO ₄ ja 9 grammaa glukoosia yhteen litraan vettä.

Esimerkkejä isotonisista ratkaisuista

Isotoniset liuokset tai nesteet eivät aiheuta gradienttia tai muutosta ionien pitoisuuksissa kehossa, joten niiden toiminta keskittyy pääasiassa sitä saavien potilaiden kosteuttamiseen verenvuodon tai kuivumisen yhteydessä.

Normaali suolaliuos

Yksi näistä liuoksista on normaalia suolaliuosta, jonka NaCl-pitoisuus on 0,9%.

Imetetty Ringerin ratkaisu

Muita samaan tarkoitukseen käytettyjä isotonisia liuoksia ovat Lactated Ringer's, joka vähentää happamuutta puskurinsa tai puskurikoostumuksensa vuoksi, ja Sorensenin fosfaattiliuokset, jotka koostuvat fosfaateista ja natriumkloridista.

Ei-vesipitoiset järjestelmät

Isotonisuutta voidaan soveltaa myös ei-vesipitoisiin järjestelmiin, kuten sellaisiin, joissa liuotin on alkoholi; kunhan on puoliläpäisevä este, joka suosii alkoholimolekyylien tunkeutumista ja pidättää liuenneet hiukkaset.

Viitteet

1. De Lehr Spilva, A. ja Muktans, Y. (1999). Venezuelan farmasian erikoisuuksien opas. XXXVª-painos. Global Editions.
2. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
3. Elsevier BV (2020). Isotoninen ratkaisu. Palautettu osoitteesta: sciencedirect.com
4. Adrienne Brundage. (2020). Isotoninen ratkaisu: Määritelmä ja esimerkki. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
5. Felicitas Merino de la Hoz. (SF). Laskimonsisäinen nestehoito. Kantabrian yliopisto.. Palautettu: ocw.unican.es
6. Farmaseuttisten ja yhdisteiden laboratorio. (2020). Silmävalmisteet: Isotoniset puskurit. Palautettu osoitteesta: pharmlabs.unc.edu