SOLUZIONE IPERTONICA: COMPONENTI, PREPARAZIONE, ESEMPI - CHIMICA - 2026

Una soluzione ipertonica è quella che a contatto con un'altra soluzione, separata da una membrana permeabile all'acqua ma impermeabile ai soluti, avviene verso di essa un flusso netto di acqua, fino a raggiungere un'uguale osmolarità (concentrazione) nei due comparti.

Un esempio molto rappresentativo è quando i globuli rossi vengono posti in una soluzione considerata ipertonica. L'osmolarità degli eritrociti, come quella di tutti i fluidi corporei extra e intracellulari, è di circa 300 mOsm / L.

Interazione di una cellula con una soluzione ipertonica. Fonte: Gabriel Bolívar.

Pertanto, l'osmolarità della soluzione ipertonica deve essere maggiore di 300 mOsm / L. In questa circostanza, si verifica un flusso d'acqua dall'interno degli eritrociti nella soluzione circostante. Lo stesso comportamento può essere visto in qualsiasi tipo di cella ed è generalmente rappresentato nell'immagine sopra.

All'esterno della cellula c'è una maggiore quantità di soluto disciolto (cerchi gialli), quindi le molecole sono impegnate a idratarle; cioè, ci sono meno molecole d'acqua "libere". La cellula cede l'acqua all'ambiente circostante, riducendone il volume e formando rughe come un'uva passa. Quindi, l'acqua all'interno della cellula è più "concentrata" che nel mezzo extracellulare.

Componenti di soluzioni ipertoniche

Una soluzione ipertonica è composta da un solvente, solitamente acqua, e soluti che possono essere sali o zuccheri puri o una loro miscela. Il modo usuale di esprimere la concentrazione di una soluzione, in funzione del numero di particelle e non tanto delle loro concentrazioni individuali, è attraverso l'osmolarità.

Inoltre, deve esserci un compartimento separato da una barriera semipermeabile, che nel caso delle cellule è una membrana lipidica a doppio strato. Le molecole d'acqua, così come altre molecole neutre, riescono a penetrare attraverso la membrana cellulare, ma lo stesso non accade con gli ioni.

Il mezzo acquoso che circonda la cellula deve essere più concentrato in soluto, e di conseguenza più “diluito” in acqua. Questo perché le molecole d'acqua circondano le particelle di soluto, con poche che si diffondono liberamente al centro.

Questa variazione di acqua libera all'interno e all'esterno della cellula provoca un gradiente di generazione dell'osmosi, cioè la variazione delle concentrazioni dovuta allo spostamento del solvente attraverso una barriera, senza che il soluto diffonda.

Preparazione

Si prepara una soluzione ipertonica come tutte le soluzioni: i componenti della soluzione vengono pesati e portati ad un certo volume sciogliendoli in acqua. Ma per sapere se la soluzione è ipertonica rispetto alle cellule, bisogna prima calcolare la sua osmolarità e vedere se è maggiore di 300 mOsm / L:

Osmolarità = m v g

Dove m è la molarità del soluto, v il numero di particelle in cui si dissocia un composto e g il coefficiente osmotico. Quest'ultimo è un fattore che corregge l'interazione delle particelle caricate elettricamente (ioni) e il suo valore è 1 per le soluzioni diluite e per le sostanze che non si dissociano; come il glucosio.

L'osmolarità totale di una soluzione viene calcolata aggiungendo l'osmolarità fornita da ciascuno dei composti presenti nella soluzione.

- Esempio

Determinare l'osmolarità di una soluzione contenente il 5% di glucosio (PM = 180 g / mol) e lo 0,9% di cloruro di sodio (MW = 58,5 g / mol) e concludere se la soluzione è ipertonica o meno.

Primo passo

Per prima cosa devi calcolare la molarità del glucosio. La concentrazione di glucosio è di 5 g / 100 mL ed è espressa in unità di g / L:

(5 g ÷ 100 mL) 1.000 mL

Concentrazione di glucosio = 50 g / L

Molarità glucosio (moli / L) = (50 g / L) ÷ (180 g / mol)

= 0,277 moli / L

Osmolarità fornita dal glucosio = molarità · numero di particelle in cui si dissocia · coefficiente osmotico (g).

In questo caso, il valore del coefficiente osmotico è uguale a 1 e può essere interrotto. Il glucosio ha solo legami covalenti nella sua struttura che non si dissociano in soluzione acquosa, e quindi v è uguale a 1. Quindi, l'osmolarità del glucosio è uguale alla sua molarità.

Osmolarità fornita dal glucosio = 0,277 Osm / L

= 277 mOsm / L

Secondo passo

Calcoliamo la molarità e l'osmolarità del secondo soluto, che è NaCl. Esprimiamo anche la sua concentrazione in g / L:

Espresso in g / L = (0,9 g ÷ 100 mL) 1.000 mL

= 9 g NaCl / L

Molarità (moli / L) = (9 g / L) ÷ (58,5 g / mol)

= 0,153 mol / L

E ne calcoliamo l'osmolarità:

Osmolarità = molarità 2 1

Il cloruro di sodio si dissocia in due particelle: una Na ⁺ e una Cl ^- . È per questo motivo che v ha un valore di 2.

Osmolarità = 0,153 mol / L · 2 · 1

Osmolarità = 0,306 Osm / L

= 306 mOsm / L

Terzo passaggio

Infine calcoliamo l'osmolarità della soluzione e decidiamo se è ipertonica o meno. Per questo, dobbiamo aggiungere l'osmolarità fornita dal glucosio e l'osmolarità fornita da NaCl:

Osmolarità totale della soluzione = 0,277 osm / L + 0,306 osm / L

Osmolarità della soluzione = 0,583 Osm / L o 583 mOsm / L

L'osmolarità delle cellule e dei fluidi che le bagnano: plasma e fluido interstiziale, è di circa 300 mOsm / L. Si può quindi ritenere che la soluzione di glucosio e cloruro di sodio, con osmolarità di 583 mOsm / L, sia una soluzione ipertonica rispetto all'ambiente cellulare.

Esempi di soluzioni ipertoniche

Destrosio al 10% n. 2 (soluzione di glucosio ipertonico)

Questa soluzione ipertonica è composta da 10 g di destrosio e acqua distillata in quantità sufficiente per 100 mL. La sua osmolarità è 504 mOsm / L.

Questa soluzione viene utilizzata per trattare una diminuzione del glicogeno epatico, una diminuzione della concentrazione di glucosio plasmatico e altri disturbi metabolici.

Destrosio allo 0,45%

Questa soluzione è composta da 5 g di destrosio, 0,45 g di NaCl e acqua distillata sufficiente per un volume di 100 mL. La sua osmolarità è 406 mOsm / L

Viene utilizzato nella diminuzione del glicogeno epatico e nella carenza di cloruro di sodio.

10% di mannitolo

Questa soluzione è composta da 10 g di mannitolo e acqua distillata in quantità sufficiente per 100 mL. La sua osmolarità è 549 mOsm / L.

È usato per aumentare l'escrezione renale di acqua (diuretico osmotico) e per trattare l'insufficienza renale.

Riferimenti

1. De Lehr Spilva, A. e Muktans, Y. (1999). Guida alle specialità farmaceutiche in Venezuela. XXXVª Edizione. Edizioni globali.
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 febbraio 2020). Che cos'è una soluzione ipertonica? Estratto da: thoughtco.com
4. Wikipedia. (2020). Tonicità. Estratto da: en.wikipedia.org
5. Kevin Beck. (21 settembre 2018). Cos'è la soluzione ipertonica. Estratto da: sciencing.com