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

Una soluzione ipotonica è quella che ha una concentrazione di soluto inferiore rispetto a una soluzione separata o isolata da una barriera semipermeabile. Questa barriera consente il passaggio del solvente, l'acqua nel caso dei sistemi biologici, ma non tutte le particelle di soluto.

I fluidi corporei dei vertebrati intracellulari ed extracellulari hanno un'osmolarità di circa 300 mOsm / L. Mentre un liquido ipotonico è considerato avere un'osmolarità inferiore a 280 mOsm / L. Pertanto, una soluzione di questa osmolarità è ipotonica in relazione all'ambiente cellulare.

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

Un esempio di soluzione ipotonica è quella di cloruro di sodio allo 0,45%. Ma come si comporta la cella o un vano di fronte a questo tipo di soluzione? L'immagine sopra risponde a questa domanda.

La concentrazione di particelle di soluto (punti gialli) è più alta all'interno della cella che all'esterno. Poiché c'è meno soluto intorno alla cellula, ci sono più molecole d'acqua libere, motivo per cui è rappresentata con un colore blu più intenso rispetto alla parte interna della cellula.

L'acqua scorre dall'esterno verso l'interno per osmosi per livellare le concentrazioni. Di conseguenza, la cellula si espande o si gonfia assorbendo l'acqua che passa attraverso la sua membrana cellulare.

Componenti di soluzioni ipotoniche

Le soluzioni ipotoniche sono costituite da un solvente che, se non diversamente indicato, è costituito da acqua, e da soluti in essa disciolti quali sali, zuccheri, ecc., In forma pura o mista. Ma questa soluzione non avrà alcuna tonicità se non è coinvolta una barriera semipermeabile, che è la membrana cellulare.

Ci devono essere pochi sali disciolti in modo che la loro concentrazione sia piccola, mentre la "concentrazione" dell'acqua sia alta. Poiché c'è più acqua libera all'esterno della cellula, cioè non sta risolvendo o idratando particelle di soluto, maggiore sarà la sua pressione sulla membrana cellulare e più tenderà ad attraversarla per diluire il fluido intracellulare.

Preparazione di una soluzione ipotonica

Per la preparazione di queste soluzioni si segue lo stesso protocollo di quello seguito per le altre soluzioni. Fai i calcoli appropriati della massa dei soluti. Questi vengono quindi pesati, sciolti in acqua e portati in un matraccio tarato al volume corrispondente.

La soluzione ipotonica ha una bassa osmolarità, generalmente inferiore a 280 mOsm / L. Quindi quando si prepara una soluzione ipotonica dobbiamo calcolare la sua osmolarità in modo tale che il suo valore sia inferiore a 280 mOsm / L. L'osmolarità può essere calcolata con la seguente equazione:

Osmolarità = m v g

Dove m è la molarità del soluto e v è il numero di particelle in cui un composto si dissocia in soluzione. Le sostanze non elettrolitiche non si dissociano, quindi il valore di v è uguale a 1. Questo è il caso del glucosio e di altri zuccheri.

Mentre g è il coefficiente osmotico. Questo è un fattore di correzione per l'interazione di particelle caricate elettricamente (ioni) in soluzione. Per soluzioni diluite e sostanze non dissociabili, ad esempio e ancora glucosio, si assume un valore di g pari a 1. Si dice quindi che la molarità è identica alla sua osmolarità.

Esempio 1

La soluzione di NaCl allo 0,5% viene portata a grammi per litro:

NaCl in g / l = (0,5 g ÷ 100 mL) 1.000 mL

= 5 g / L

E procediamo a calcolare la sua molarità e quindi a determinare la sua osmolarità:

Molarità = massa (g / L) ÷ peso molecolare (g / mol)

= 5 g / L ÷ 58,5 g / mol

= 0,085 mol / L

NaCl si dissocia in due particelle: Na ⁺ (catione) e Cl ^- (anione). Pertanto, il valore di v = 2. Inoltre, poiché è una soluzione diluita allo 0,5% di NaCl, si può presumere che il valore di g (coefficiente osmotico) sia 1. Abbiamo quindi:

Osmolarità (NaCl) = molarità · v · g

= 0,085 M · 2 · 1

= 0,170 Osm / L o 170 mOsm / L

Si tratta di una soluzione ipotonica, poiché la sua osmolarità è molto inferiore all'osmolarità di riferimento per i fluidi corporei, che è l'osmolarità plasmatica il cui valore è di circa 300 mOsm / L.

Esempio 2

Calcoliamo la molarità avendo le concentrazioni dei rispettivi soluti a 0,55 g / L e 40 g / L:

Molarità (CaCl ₂ ) = 0,55 g / L ÷ 111 g / mol

= 4,95 ^10-3 M

= 4,95 mM

Molarità (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) = 40 g / L ÷ 180 g / mol

= 0,222 M

= 222 mM

E allo stesso modo calcoliamo le osmolarità, sapendo che CaCl _{2 si} dissocia in tre ioni, due Cl ^- e un Ca ²⁺ , e supponendo che siano soluzioni molto diluite, quindi il valore di v è 1. Abbiamo quindi :

Osmolarità (CaCl ₂ ) = 4,95 mM 3 1

= 14,85 mOsm / L

Osmolarità di (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) = 222 mM · 1 · 1

= 222 mOsm / L

Infine, l'osmolarità totale della soluzione diventa la somma delle singole osmolarità; cioè di quelli di NaCl e glucosio. Questo è quindi:

Osmolarità totale della soluzione = osmolarità CaCl ₂ + osmolarità C ₆ H ₁₂ O ₆

= 222 mOsm / L + 14,85 mOsm / L

= 236,85 mOsm / L

La soluzione della miscela di cloruro di calcio e glucosio è ipotonica, poiché la sua osmolarità (236,85 mOsm / L) è molto inferiore all'osmolarità del plasma (300 mOsm / L), che viene presa come riferimento.

Esempi di soluzioni ipotoniche

Soluzione di cloruro di sodio

La soluzione di cloruro di sodio (NaCl) allo 0,45% viene somministrata per via endovenosa a pazienti con chetosi diabetica che sviluppano disidratazione nei compartimenti interstiziale e intracellulare. L'acqua scorre dal plasma in questi compartimenti.

Soluzione di Ringer lattato

La soluzione n. 19 di Lactate Ringer è un altro esempio di soluzione ipotonica. La sua composizione è 0,6 g di cloruro di sodio, 0,03 g di cloruro di potassio, 0,02 g di cloruro di calcio, 0,31 g di lattato di sodio e 100 mL di acqua distillata. È una soluzione utilizzata per la reidratazione dei pazienti ed è leggermente ipotonica (274 mosm / L).

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. Wikipedia. (2020). Tonicità. Estratto da: en.wikipedia.org
4. Union Media LLC. (2020). Soluzioni isotoniche, ipotoniche e ipertoniche. Estratto da: uniontestprep.com
5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Sezione 15.8 Osmosi, canali dell'acqua e regolazione del volume cellulare. Libreria NCBI. Estratto da: ncbi.nlm.nih.gov
6. John Brennan. (13 marzo 2018). Come calcolare l'isotonicità. Estratto da: sciencing.com