สารละลาย HYPOTONIC: ส่วนประกอบการเตรียมตัวอย่าง - เคมี - 2026

แก้ปัญหา hypotonicเป็นหนึ่งที่มีความเข้มข้นของตัวละลายต่ำกว่าการแก้ปัญหาแยกออกจากกันหรือแยกจากอุปสรรคกึ่งดูดซึม อุปสรรคนี้ช่วยให้ตัวทำละลายผ่านตัวได้น้ำในกรณีของระบบชีวภาพ แต่ไม่ใช่อนุภาคของตัวถูกละลายทั้งหมด

ของเหลวในร่างกายของสัตว์มีกระดูกสันหลังภายในเซลล์และนอกเซลล์มีออสโมลาริตีประมาณ 300 mOsm / L ในขณะที่ของเหลวไฮโปโทนิกถือว่ามีออสโมลาริตีน้อยกว่า 280 mOsm / L ดังนั้นการแก้ปัญหาของออสโมลาริตีนี้จึงเป็นไฮโปโทนิกที่สัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของเซลล์

ปฏิสัมพันธ์ของเซลล์กับสารละลายไฮโปโทนิก ที่มา: Gabriel Bolívar

ตัวอย่างของสารละลายไฮโปโทนิกคือโซเดียมคลอไรด์ 0.45% แต่เซลล์หรือช่องมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อเผชิญกับสารละลายประเภทนี้? ภาพด้านบนตอบคำถามนี้

ความเข้มข้นของอนุภาคตัวถูกละลาย (จุดสีเหลือง) จะอยู่ภายในเซลล์สูงกว่าภายนอก เนื่องจากมีตัวถูกละลายน้อยกว่ารอบ ๆ เซลล์จึงมีโมเลกุลของน้ำอิสระมากกว่าซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงมีสีฟ้าเข้มกว่าเมื่อเทียบกับภายในเซลล์

น้ำไหลจากภายนอกสู่ภายในผ่านการออสโมซิสเพื่อปรับระดับความเข้มข้น เป็นผลให้เซลล์ขยายตัวหรือพองตัวโดยการดูดซับน้ำที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของมัน

ส่วนประกอบของสารละลายไฮโปโทนิก

สารละลายไฮโปโทนิกประกอบด้วยตัวทำละลายที่ประกอบด้วยน้ำและตัวละลายที่ละลายอยู่ในนั้นเว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นเช่นเกลือน้ำตาล ฯลฯ ในรูปบริสุทธิ์หรือแบบผสม แต่สารละลายนี้จะไม่มีโทนิคใด ๆ หากไม่มีสิ่งกีดขวางกึ่งซึมเข้ามาเกี่ยวข้องซึ่งก็คือเยื่อหุ้มเซลล์

ต้องมีเกลือละลายน้อยเพื่อให้มีความเข้มข้นน้อยในขณะที่ "ความเข้มข้น" ของน้ำสูง เนื่องจากมีน้ำอิสระมากขึ้นนอกเซลล์นั่นคือมันไม่ได้แก้หรือให้ความชุ่มชื้นอนุภาคของตัวถูกละลายความดันจะอยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์มากขึ้นและยิ่งมีแนวโน้มที่จะข้ามมันไปเพื่อเจือจางของเหลวภายในเซลล์

การเตรียมสารละลาย hypotonic

สำหรับการจัดเตรียมโซลูชันเหล่านี้จะมีการใช้โปรโตคอลเดียวกันกับโซลูชันอื่น ๆ ทำการคำนวณมวลของตัวถูกละลายที่เหมาะสม จากนั้นจะชั่งน้ำหนักละลายในน้ำและนำไปใส่ขวดวัดปริมาตรตามปริมาตรที่สอดคล้องกัน

สารละลายไฮโปโทนิกมีออสโมลาริตีต่ำโดยทั่วไปน้อยกว่า 280 mOsm / L ดังนั้นเมื่อเตรียมสารละลายไฮโปโทนิกเราต้องคำนวณออสโมลาริตีในลักษณะที่ค่าน้อยกว่า 280 mOsm / L Osmolarity สามารถคำนวณได้ด้วยสมการต่อไปนี้:

Osmolarity = ม. v ก

โดยที่ m คือโมลาริตีของตัวถูกละลายและ v คือจำนวนอนุภาคที่สารประกอบแตกตัวในสารละลาย สารที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลติกจะไม่แยกตัวออกดังนั้นค่า v เท่ากับ 1 นี่คือกรณีของกลูโคสและน้ำตาลอื่น ๆ

ในขณะที่ g คือสัมประสิทธิ์ออสโมติก นี่คือปัจจัยแก้ไขสำหรับปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า (ไอออน) ในสารละลาย สำหรับสารละลายเจือจางและสารที่ไม่ละลายน้ำตัวอย่างเช่นและกลูโคสอีกครั้งค่าของ g จะเท่ากับ 1 จากนั้นจึงกล่าวว่าโมลาริตีจะเหมือนกับออสโมลาริตีของมัน

ตัวอย่าง 1

สารละลาย 0.5% NaCl ถูกนำมาเป็นกรัมต่อลิตร:

NaCl ใน g / l = (0.5 g ÷ 100 mL) 1,000 mL

= 5 ก. / ล

และเราดำเนินการคำนวณโมลาริตีของมันจากนั้นกำหนดค่าออสโมลาริตี:

โมลาริตี = มวล (g / L) ÷น้ำหนักโมเลกุล (g / mol)

= 5 ก. / ล. ÷ 58.5 ก. / โมล

= 0.085 โมล / ลิตร

NaCl แยกตัวออกเป็นสองอนุภาค: Na ⁺ (ไอออนบวก) และ Cl ^- (anion) ดังนั้นค่าของ v = 2 นอกจากนี้เนื่องจากเป็นสารละลายเจือจางของ 0.5% NaCl จึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าค่า g (สัมประสิทธิ์ออสโมติก) คือ 1 จากนั้นเรามี:

Osmolarity (NaCl) = โมลาริตี· v · g

= 0.085 ล้าน· 2 · 1

= 0.170 Osm / L หรือ 170 mOsm / L

นี่เป็นสารละลายไฮโปโทนิกเนื่องจากออสโมลาริตีของมันต่ำกว่าออสโมลาริตีอ้างอิงสำหรับของเหลวในร่างกายมากซึ่งเป็นออสโมลาริตีในพลาสมาที่มีค่าประมาณ 300 mOsm / L

ตัวอย่าง 2

เราคำนวณโมลาริตีที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายตามลำดับที่ 0.55 g / L และ 40 g / L:

โมลาริตี (CaCl ₂ ) = 0.55 g / L 111 g / mol

= 4.95 10 ^-3 M

= 4.95 มม

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

= 0.222 ม

= 222 มม

และในทำนองเดียวกันเราคำนวณค่าออสโมลาริตีโดยรู้ว่า CaCl ₂แยกตัวออกเป็นสามไอออนสอง Cl ^-และ Ca ²⁺หนึ่งตัวและสมมติว่าเป็นสารละลายเจือจางมากดังนั้นค่าของ v คือ 1 เราได้ :

Osmolarity (CaCl ₂ ) = 4.95 mM 3 1

= 14.85 mOsm / ลิตร

Osmolarity ของ (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) = 222 mM · 1 · 1

= 222 mOsm / ลิตร

ในที่สุดออสโมลาริตีทั้งหมดของสารละลายจะกลายเป็นผลรวมของออสโมลาริตีแต่ละตัว นั่นคือของ NaCl และกลูโคส ดังนั้นนี่คือ:

ออสโมลาริตีรวมของสารละลาย = CaCl ₂ osmolarity + C ₆ H ₁₂ O ₆ osmolarity

= 222 mOsm / L + 14.85 mOsm / ลิตร

= 236.85 mOsm / ลิตร

สารละลายของส่วนผสมของแคลเซียมคลอไรด์และกลูโคสคือไฮโปโทนิกเนื่องจากออสโมลาริตี (236.85 mOsm / L) ต่ำกว่าออสโมลาริตีของพลาสมา (300 mOsm / L) มากซึ่งใช้อ้างอิง

ตัวอย่างของสารละลายไฮโปโทนิก

สารละลายโซเดียมคลอไรด์

สารละลายโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 0.45% ให้ทางหลอดเลือดดำแก่ผู้ป่วยเบาหวานคีโตซิสที่มีอาการขาดน้ำในช่องคั่นระหว่างหน้าและภายในเซลล์ น้ำไหลจากพลาสมาเข้าสู่ช่องเหล่านี้

โซลูชันของ Lactate Ringer

Lactate Ringer's Solution # 19 เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการแก้ปัญหา hypotonic ส่วนประกอบของมันคือโซเดียมคลอไรด์ 0.6 กรัมโพแทสเซียมคลอไรด์ 0.03 กรัมแคลเซียมคลอไรด์ 0.02 กรัมโซเดียมแลคเตท 0.31 กรัมและน้ำกลั่น 100 มล. เป็นวิธีการแก้ปัญหาที่ใช้สำหรับการให้น้ำของผู้ป่วยและมีความดันต่ำเล็กน้อย (274 mosm / L)

อ้างอิง

1. De Lehr Spilva, A. และ Muktans, Y. (1999). คู่มือความเชี่ยวชาญด้านเภสัชกรรมในเวเนซุเอลา ฉบับXXXVª Global Editions
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
3. วิกิพีเดีย (2020) โทนิค สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. Union Media LLC. (2020) โซลูชัน Isotonic, Hypotonic และ Hypertonic สืบค้นจาก: uniontestprep.com
5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL และอื่น ๆ (2000) ส่วนที่ 15.8 การออสโมซิสช่องน้ำและการควบคุมปริมาณเซลล์ ชั้นวางหนังสือ NCBI ดึงมาจาก: ncbi.nlm.nih.gov
6. จอห์นเบรนแนน (13 มีนาคม 2561). วิธีการคำนวณ Isotonicity ดึงมาจาก: sciencing.com