ISOTONE OPLOSSING: COMPONENTEN, VOORBEREIDING, VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2025

Een isotone oplossing is een oplossing die dezelfde concentratie opgeloste stof vertoont ten opzichte van een oplossing die is gescheiden of geïsoleerd door een semi-permeabele barrière. Deze barrière laat het oplosmiddel door, maar niet alle opgeloste deeltjes.

In de fysiologie verwijst genoemde geïsoleerde oplossing naar intracellulaire vloeistof, dat wil zeggen het inwendige van cellen; terwijl de semipermeabele barrière overeenkomt met het celmembraan, gevormd door een lipide dubbellaag waardoor de watermoleculen in de extracellulaire omgeving kunnen worden geperst.

Interactie van een cel met een isotone oplossing. Bron: Gabriel Bolívar.

De afbeelding hierboven illustreert wat wordt bedoeld met een isotone oplossing. De "concentratie" van water is binnen en buiten de cel gelijk, dus de moleculen komen met gelijke frequenties het celmembraan binnen of weer naar buiten. Daarom, als twee watermoleculen de cel binnenkomen, zullen er twee tegelijkertijd naar de extracellulaire omgeving gaan.

Deze toestand, isotoniciteit genaamd, treedt alleen op als het waterige medium, binnen en buiten de cel, hetzelfde aantal opgeloste opgeloste deeltjes bevat. Een oplossing zal dus isotoon zijn als de concentratie van de opgeloste stoffen vergelijkbaar is met die van het vloeibare of intracellulaire medium. 0,9% zoutoplossing is bijvoorbeeld isotoon.

Componenten van isotone oplossingen

Om een ​​isotone oplossing te krijgen, moet u er eerst voor zorgen dat osmose optreedt in de oplossing of het oplosmiddelmedium en niet in de diffusie van de opgeloste stof. Dit is alleen mogelijk als er een semi-permeabele barrière aanwezig is, waardoor oplosmiddelmoleculen kunnen passeren, maar geen opgeloste moleculen, vooral elektrisch geladen opgeloste stoffen, ionen.

De opgeloste stof zal dus niet kunnen diffunderen van meer geconcentreerde gebieden naar meer verdunde gebieden. In plaats daarvan zullen het de watermoleculen zijn die van de ene naar de andere kant zullen bewegen, de semi-permeabele barrière passeren en osmose zal plaatsvinden. In waterige en biologische systemen is deze barrière bij uitstek het celmembraan.

Met een semi-permeabele barrière en een oplosmiddelmedium, is de aanwezigheid van ionen of zouten opgelost in beide media ook noodzakelijk: de interne (binnen de barrière) en de externe (buiten de barrière).

Als de concentratie van deze ionen aan beide kanten hetzelfde is, zal er geen overmaat of tekort aan watermoleculen zijn om ze te solvateren. Dat wil zeggen, het aantal vrije watermoleculen is hetzelfde en daarom zullen ze de semi-permeabele barrière niet naar beide kanten passeren om de ionconcentraties gelijk te maken.

Voorbereiding

- Voorwaarden en vergelijking

Hoewel een isotone oplossing kan worden bereid met elk oplosmiddel, aangezien water het medium is voor de cellen, wordt dit als de voorkeursoptie beschouwd. Door precies de zoutconcentratie in een specifiek orgaan van het lichaam of in de bloedbaan te kennen, is het mogelijk om in te schatten hoeveel van de zouten in een bepaald volume moeten worden opgelost.

Bij gewervelde organismen wordt aangenomen dat de concentratie van opgeloste stoffen in bloedplasma gemiddeld ongeveer 300 mOsm / L (milliosmolariteit) is, en het kan worden geïnterpreteerd als bijna 300 mmol / L. Dat wil zeggen, het is een zeer verdunde concentratie. Om de milliosmolariteit te schatten, moet de volgende vergelijking worden toegepast:

Osmolariteit = m v g

Voor praktische doeleinden wordt aangenomen dat g, de osmotische coëfficiënt, een waarde heeft van 1. Dus de vergelijking ziet er nu uit als:

Osmolariteit = mv

Waarbij m de molariteit van de opgeloste stof is, en v het aantal deeltjes is waarin de opgeloste stof dissocieert in water. We vermenigvuldigen deze waarde vervolgens met 1.000 om de milliosmolariteit voor een bepaalde opgeloste stof te verkrijgen.

Als er meer dan één opgeloste stof is, is de totale milliosmolariteit van de oplossing de som van de milliosmolariteiten voor elke opgeloste stof. Hoe meer opgeloste stof er is ten opzichte van het inwendige van de cellen, hoe minder isotoon de bereide oplossing zal zijn.

- Voorbereidingsvoorbeeld

Stel dat u een liter van een isotone oplossing wilt bereiden uitgaande van glucose en natriumdizuurfosfaat. Hoeveel glucose moet u wegen? Veronderstel dat 15 gram NaH ₂ PO _{4 wordt gebruikt} .

Eerste stap

We moeten eerst de osmolariteit van NaH ₂ PO _{4 bepalen door} de molariteit ervan te berekenen. Om dit te doen, gebruiken we zijn molaire massa of molecuulgewicht, 120 g / mol. Omdat ons om een ​​liter oplossing wordt gevraagd, bepalen we de mollen en hebben we de molariteit direct:

mol (NaH ₂ PO ₄ ) = 15 g ÷ 120 g / mol

= 0,125 mol

M (NaH ₂ PO ₄ ) = 0,125 mol / l

Maar als NaH ₂ PO ₄ oplost in water, geeft het een Na ⁺ kation en een H ₂ PO ₄ ^- anion vrij , dus v heeft een waarde van 2 in de osmolariteitsvergelijking. We gaan dan verder met het berekenen van NaH ₂ PO ₄ :

Osmolariteit = mv

= 0,125 mol / L 2

= 0,25 Osm / L

En vermenigvuldigd met 1.000 hebben we de milliosmolariteit van NaH ₂ PO ₄ :

0,25 Osm / L 1.000 = 250 mOsm / L

Tweede stap

Omdat de totale milliosmolariteit van de oplossing gelijk moet zijn aan 300 mOsm / L, trekken we af om erachter te komen wat de glucose zou moeten zijn:

mOsm / L (glucose) = mOsm / L (totaal) - mOsm / L (NaH ₂ PO ₄ )

= 300 mOsm / L - 250 mOsm / L

= 50 mOsm / L

Omdat glucose niet dissocieert, is v gelijk aan 1 en is de osmolariteit gelijk aan de molariteit:

M (glucose) = 50 mOsm / L ÷ 1.000

= 0,05 mol / L

Omdat het de molaire glucose is van 180 g / mol, bepalen we uiteindelijk hoeveel gram we moeten wegen om het op te lossen in die liter isotone oplossing:

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

= 9 g

Daarom wordt deze isotone NaH ₂ PO ₄ / glucose- oplossing bereid door 15 gram NaH ₂ PO ₄ en 9 gram glucose op te lossen in een liter water.

Voorbeelden van isotone oplossingen

Isotone oplossingen of vloeistoffen veroorzaken geen gradiënt of verandering in de ionenconcentratie in het lichaam, dus hun werking is hoofdzakelijk gericht op het hydrateren van de patiënten die het krijgen in geval van bloeding of uitdroging.

Normale zoutoplossing

Een van deze oplossingen is een normale zoutoplossing, met een NaCl-concentratie van 0,9%.

Ringer-lactaatoplossing

Andere isotone oplossingen die voor hetzelfde doel worden gebruikt, zijn Ringer-lactaat, dat de zuurgraad verlaagt vanwege de buffer- of buffersamenstelling, en de fosfaatoplossingen van Sorensen, die zijn samengesteld uit fosfaten en natriumchloride.

Niet-waterige systemen

Isotoniciteit kan ook worden toegepast op niet-waterige systemen, zoals systemen waarbij het oplosmiddel een alcohol is; zolang er een semi-permeabele barrière is die de penetratie van de alcoholmoleculen bevordert en de opgeloste deeltjes vasthoudt.

Referenties

1. De Lehr Spilva, A. en Muktans, Y. (1999). Gids voor farmaceutische specialiteiten in Venezuela. XXXVª editie. Wereldwijde edities.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
3. Elsevier BV (2020). Isotone oplossing. Hersteld van: sciencedirect.com
4. Adrienne Brundage. (2020). Isotone oplossing: definitie en voorbeeld. Studie. Hersteld van: study.com
5. Felicitas Merino de la Hoz. (sf). Intraveneuze vloeistoftherapie. Universiteit van Cantabrië. . Hersteld van: ocw.unican.es
6. Het farmaceutische en samengestelde laboratorium. (2020). Oftalmische preparaten: isotone buffers. Hersteld van: pharmlabs.unc.edu