ИЗОТОНИЧЕСКИЙ РАСТВОР: КОМПОНЕНТЫ, СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ, ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

Изотонический раствор является тот , который представляет такую же концентрация растворенного вещества по отношению к раствору разделена или выделена полупроницаемым барьером. Этот барьер позволяет растворителю проходить, но не всем частицам растворенного вещества.

В физиологии указанный изолированный раствор относится к внутриклеточной жидкости, то есть к внутренней части клеток; в то время как полупроницаемый барьер соответствует клеточной мембране, образованной липидным бислоем, через который молекулы воды могут проникать во внеклеточную среду.

Взаимодействие клетки с изотоническим раствором. Источник: Габриэль Боливар.

Изображение выше показывает, что подразумевается под изотоническим раствором. «Концентрация» воды одинакова внутри и снаружи клетки, поэтому ее молекулы входят или выходят через клеточную мембрану с равной частотой. Следовательно, если две молекулы воды попадут в клетку, две из них одновременно выйдут во внеклеточную среду.

Это состояние, называемое изотоничностью, возникает только тогда, когда водная среда внутри и вне клетки содержит одинаковое количество растворенных частиц растворенного вещества. Таким образом, раствор будет изотоническим, если концентрация его растворенных веществ аналогична концентрации жидкости или внутриклеточной среды. Например, 0,9% физиологический раствор изотоничен.

Компоненты изотонических растворов

Чтобы получился изотонический раствор, вы должны сначала убедиться, что в растворе или среде растворителя происходит осмос, а не диффузия растворенного вещества. Это возможно только при наличии полупроницаемого барьера, который позволяет молекулам растворителя проходить сквозь него, но не молекулам растворенных веществ, особенно электрически заряженным растворенным ионам.

Таким образом, растворенное вещество не сможет диффундировать из более концентрированных областей в более разбавленные области. Вместо этого это будут молекулы воды, которые будут перемещаться с одной стороны на другую, пересекая полупроницаемый барьер, и происходит осмос. В водных и биологических системах этот барьер - это прежде всего клеточная мембрана.

При наличии полупроницаемого барьера и среды-растворителя также необходимо присутствие ионов или солей, растворенных в обеих средах: внутренней (внутри барьера) и внешней (вне барьера).

Если концентрация этих ионов одинакова с обеих сторон, то не будет ни избытка, ни недостатка молекул воды для их сольватации. То есть количество свободных молекул воды одинаково, и поэтому они не будут проходить через полупроницаемый барьер ни в одну из сторон, чтобы уравнять концентрации ионов.

подготовка

- Условия и уравнение

Хотя изотонический раствор можно приготовить с любым растворителем, поскольку вода является средой для клеток, это считается предпочтительным вариантом. Зная точно концентрацию солей в конкретном органе тела или в кровотоке, можно оценить, какое количество солей должно быть растворено в данном объеме.

У позвоночных организмов считается, что в среднем концентрация растворенных веществ в плазме крови составляет около 300 мОсм / л (миллиосмолярность), что можно интерпретировать как почти 300 ммоль / л. То есть это очень разбавленная концентрация. Чтобы оценить миллиосмолярность, необходимо применить следующее уравнение:

Осмолярность = m v g

Для практических целей предполагается, что g, осмотический коэффициент, имеет значение 1. Итак, уравнение теперь выглядит так:

Осмолярность = мВ

Где m - молярность растворенного вещества, а v - количество частиц, на которые указанное растворенное вещество диссоциирует в воде. Затем мы умножаем это значение на 1000, чтобы получить миллиосмолярность для конкретного растворенного вещества.

Если имеется более одного растворенного вещества, общая миллиосмолярность раствора будет суммой миллиосмолярностей для каждого растворенного вещества. Чем больше растворенного вещества находится внутри клеток, тем менее изотоническим будет приготовленный раствор.

- Пример приготовления

Предположим, вы хотите приготовить один литр изотонического раствора из глюкозы и двухосновного фосфата натрия. Сколько глюкозы нужно весить? Предположим, будет использовано 15 граммов NaH ₂ PO ₄ .

Первый шаг

Сначала мы должны определить осмолярность NaH ₂ PO _4, вычислив его молярность. Для этого мы используем его молярную массу или молекулярную массу 120 г / моль. Поскольку нас просят литр раствора, мы определяем моль, и у нас напрямую будет молярность:

моль (NaH ₂ PO ₄ ) = 15 г ÷ 120 г / моль

= 0,125 моль

M (NaH ₂ PO ₄ ) = 0,125 моль / л

Но когда NaH ₂ PO ₄ растворяется в воде, он выделяет катион Na ⁺ и анион H ₂ PO ₄ ^- , поэтому v имеет значение 2 в уравнении осмолярности. Затем приступаем к расчету NaH ₂ PO ₄ :

Осмолярность = мВ

= 0,125 моль / л 2

= 0,25 Осм / л

А если умножить на 1000, мы получим миллиосмолярность NaH ₂ PO ₄ :

0,25 Осм / л 1000 = 250 мОсм / л

Второй шаг

Поскольку общая миллиосмолярность раствора должна быть равна 300 мОсм / л, мы вычитаем, чтобы узнать, какой должна быть глюкоза:

мОсм / л (глюкоза) = мОсм / л (общий) - мОсм / л (NaH ₂ PO ₄ )

= 300 мОсм / л - 250 мОсм / л

= 50 мОсм / л

Поскольку глюкоза не диссоциирует, v равно 1, а ее осмолярность равна ее молярности:

M (глюкоза) = 50 мОсм / л ÷ 1000

= 0,05 моль / л

Поскольку моляр глюкозы составляет 180 г / моль, мы наконец определяем, сколько граммов мы должны взвесить, чтобы растворить ее в этом литре изотонического раствора:

Масса (глюкоза) = 0,05 моль 180 г / моль

= 9 г

Следовательно, этот изотонический раствор NaH ₂ PO ₄ / глюкоза готовится путем растворения 15 граммов NaH ₂ PO ₄ и 9 граммов глюкозы в одном литре воды.

Примеры изотонических растворов

Изотонические растворы или жидкости не вызывают какого-либо градиента или изменения концентрации ионов в организме, поэтому их действие в основном сосредоточено на гидратации пациентов, получающих их, в случае кровотечения или обезвоживания.

Физиологический раствор

Один из этих растворов - физиологический раствор с концентрацией NaCl 0,9%.

Раствор Рингера с лактатом

Другие изотонические растворы, используемые для той же цели, - это раствор Рингера с лактатом, который снижает кислотность благодаря своему буферному или буферному составу, и фосфатные растворы Соренсена, которые состоят из фосфатов и хлорида натрия.

Безводные системы

Изотоничность также может применяться к неводным системам, таким как те, в которых растворителем является спирт; пока существует полупроницаемый барьер, который способствует проникновению молекул спирта и задерживает частицы растворенного вещества.

Ссылки

1. Де Лер Спилва, А. и Муктанс, Ю. (1999). Руководство по фармацевтическим специальностям в Венесуэле. XXXVª Издание. Глобальные издания.
2. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
3. Elsevier BV (2020). Изотонический раствор. Получено с: sciencedirect.com
4. Адриенн Брандаж. (2020). Изотонический раствор: определение и пример. Учиться. Получено с: study.com
5. Felicitas Merino de la Hoz. (SF). Внутривенная инфузионная терапия. Университет кантабрии. . Получено с: ocw.unican.es
6. Лаборатория фармацевтики и рецептур. (2020). Офтальмологические препараты: изотонические буферы. Получено с: Pharmlabs.unc.edu